【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理沪科版课件 选修3-1 第五章 磁场与回旋加速器 5-3

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B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章 C．软铁棒中分子电流消失 中的分子电流是一直存在的，并不因为外界的影响而产生 或消失，故A、C错．根据磁化过程的实质可知，B错误，D正确．
【答案】 D
磁化现象的本质 一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向杂乱无章，它们的磁场 互相抵消，对外不显磁性；当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变 得大致相同时，两端显示较强的磁性作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了，即磁 化的实质是分子电流由无序变为有序．
知 识 点 1
5.3 探究电流周围的磁场
知 识 点 2
学 业 分 层 测 评
学习目标 1.通过实验探究知道通电直导线 和通电线圈的磁场．(重点) 2．会用安培定则判断直线电 流、通电线圈周围的磁场．(重 点) 3．了解磁现象的电本质，知道 安培分子电流假说．(难点)
知识脉络
电流的磁场
[先填空] 1．丹麦的物理学家 奥斯特 发现通电导线能使小磁针偏转． 2．直线电流的磁场
同心圆， (1)磁场分布：直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的______
这些同心圆都在跟导线 垂直 的平面上． (2)安培定则：用右手握住导线，让大拇指指向 电流 的方向，则弯曲的四指 所指的方向就是 磁感线 的环绕方向．
3．通电线圈的磁场 (1)环形电流的磁场：环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲 线．也满足
[后思考] 1．直线电流周围的磁场，其磁感线是怎样分布的？
【提示】 围绕直线电流一圈圈的同心圆． 2．通电螺线管外部和内部的磁场有什么特点？
【提示】 外部与条形磁铁外部的磁场相同，两端分别为N极和S极，内部是
匀强磁场，方向由S极指向N极．如果把小磁针放于管的内部，将是如图所示的情 况．
[合作探讨] 如图531所示，螺线管内部小磁针静止时N极指向右方．
直线 电流 以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀 疏，磁场越弱
环形 电流 内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通电 螺线 管 内部为匀强磁场且比外部强，方向由 S 极指向 N 极， 外部类似条形磁铁，由 N 极指向 S 极
1．(2016· 扬州中学高二检测)下列各图中，用带箭头的细实线表示通电直导线 周围磁感线的分布情况，其中正确的是( )
【答案】 (1)右 (2)右 (3)右
小磁针在磁场中受力的判断方法 (1)当小磁针处于磁体产生的磁场，或环形电流、通电螺线管外部时，可根据 同名磁极相斥，异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向． (2)当小磁针处于直线电流的磁场中，或处于环形电流、通电螺线管内部时， 应该根据小磁针N极所指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同，来判断小磁 针的受力方向．
4．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴 的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是 ( )
【解析】 地理上的南极是地磁场的北极，由右手螺旋定则可知，选项B正 确． 【答案】 B
5．磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说， 其原因是( )
A．分子电流消失 B．分子电流取向变得大致相同 C．分子电流取向变得杂乱 D．分子电流减弱
【解析】 根据安培的分子电流假说，当分子电流取向变得大致相同时，对 外显示磁性；当温度升高或者受到敲击时分子发生运动，分子电流变得紊乱无 序，对外不能显示磁性．
【答案】 C
6．一根软铁棒被磁化是因为( A．软铁棒中产生了分子电流
安培定则
．
(2)通电螺线管的磁场：就像一根条形磁铁，一端相当于北极，另一端相当于 南极．长直通电螺线管内中间部分的磁场近似匀强磁场． (3)磁感线方向判定：电流方向、磁场磁感线方向仍然满足
安培定则
．右
手握住螺旋管，让四指指向 电流的环绕方向 ，则大拇指 指向N极 ．
[再判断] 1．直线电流磁场的磁感线一定和电流方向平行．( × ) 2．直线电流和通电螺线管的电流方向跟它产生的磁场的磁感线方向之间的关 系都符合安培定则．( √ ) 3．通电螺线管的磁感线都是从N极指向S极．( × )
图 532
【解析】 根据安培定则，蹄形铁芯被磁化后右端为 N 极，左端为 S 极，小 磁针 c 指向正确；通电螺线管的磁场分布和条形磁铁相似，内部磁场向左，下方 磁场向右，所以小磁针 b 指向正确，小磁针 a 指向错误；环形电流形成的磁场左 侧应为 S 极，故 d 的指向正确．
【答案】 BCD
3．如图533所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各 放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则 【导学号：37930061】
【解析】
通电直导线周围磁感线是以导线为圆心的同心圆，由安培定则可
知选项 D 正确．
【答案】 D
2．(多选)如图 532 所示，螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距较远，当开 关闭合后小磁针 N 极(黑色的一端)的指向正确的是( )
A．小磁针 a 的 N 极指向正确 B．小磁针 b 的 N 极指向正确 C．小磁针 c 的 N 极指向正确 D．小磁针 d 的 N 极指向正确
[再判断] 1．磁铁的磁场和电流的磁场本质是相同的．( √ ) 2．磁体受到高温或猛烈敲击有时会失去磁性．( √ ) 3．发现电流磁效应的科学家是安培．( × )
[后思考] 1731年，一名英国商人的一箱新刀在闪电过后带上了磁性；1751年，富兰克 林发现缝纫针经过莱顿瓶放电后磁化了…，电流能产生磁场，电和磁之间有无本 质的联系？
学业分层测评(十九)
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[核心点击] 1．安培分子电流假说的内容 安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电 流，分子电流使每个物质微粒都成为一个微小磁体，分子电流的两侧相当于两个 磁极，如图534所示．
图534
2．用假说解释一些磁现象 (1)磁化：原来没有磁性的物体获得磁性的过程． (2)退磁：原来有磁性的物体失去磁性． 3．磁现象的电本质 磁体的磁场和电流的磁场一样都是由电流产生的，而电流又是由运动电荷产 生的．因此，安培分子电流假说成功地解释了磁现象的电本质．
图531
探讨1：螺线管内部磁场沿什么方向？螺线管c、d端，哪端为N极？ 【提示】 由c指向d.d端为N极． 探讨2：小磁针放在螺线管上方e处，静止时N极指向什么方向？ 【提示】 向左． 探讨3：电源的a、b端，哪端为正极？ 【提示】 a端．
[核心点击] 三种常见的电流的磁场
安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
图533 (1)放在a处的小磁针的N极向________． (2)放在b处的小磁针的N极向________． (3)放在c处的小磁针的N极向________．
【解析】
由安培定则，通电螺线管的磁场如图所示，右端为N极，左端为S
极，在a点，磁场方向向右，则小磁针在a点时，N极向右；在b点，磁场方向向 右，则小磁针在b点时，N极向右；在c点，磁场方向向右，则小磁针在c点时，N 极向右．
探究磁现象的本质
[先填空] 1．安培的分子电流假说：在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种
环形电流 ，叫分子电流，分子电流使每一个物质微粒都成为 微小的磁体 ，分子 __________
电流的两侧相当于两个磁极． 2．磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由
电荷的运动产生的 ． _____________________
【提示】 电和磁之间有本质的联系，磁场都是由电荷的运动产生的．
[合作探讨] 探讨1：根据安培分子电流假说，电流周围的磁场和磁铁周围的磁场本质是 否相同？
【提示】 本质是相同的． 探讨2：安培分子电流假说的意义是什么？
【提示】 ①成功地解释了磁化现象和退磁现象． ②解释了电和磁的本质联系． ③解释了磁性的起源，认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的 电荷产生的．