沪科版课件高中物理选修3-1第5章-5.3

课时作业（十五）
奥斯特认为在通电导线的周围，发生一种 “电流冲击”．这种冲击只能作用在磁性粒子 上，对非磁性物体是可以穿过的．磁性物质或 磁性粒子受到这些冲击时，阻碍它穿过，于是 就被带动，发生了偏转. 导线放在磁针的下 面，小磁针就向相反方向偏转；如果导线水平 图教5－3－2 地沿东西方向放置，这时不论将导线放在磁针 的上面还是下面，磁针始终保持静止．
(2)螺线管内部的磁感线的方向是从S极指向N极．
【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
2．思考判断 (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．(×)
3．探究交流 通电直导线与通电螺线管应用右手螺旋定则来判定磁感 线的方向，那么在这两种情况下，大拇指与四指所代表的指 向意义相同吗？ 【提示】 不相同．在判定通电直导线磁感线的方向 时，大拇指指向电流的方向，四指的指向代表磁感线的方 向．在判定通电螺线管磁感线时，四指指向电流的环绕方 向，大拇指指向代表螺线管内部磁感线的方向.
一根软铁棒被磁化是因为( ) A．软铁棒中产生了分子电流 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 D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
【审题指导】 本题考查软铁棒被磁化的原因，分子电 流的取向变得大致相同还是杂乱无章，是磁化和消磁的关键 所在．
【解析】 软铁棒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，D正确，B错误．
(2)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 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 右手螺旋定则．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 ．
探究磁现象的本质
1.基本知识 (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 ．
2．思考判断 (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)发现电流的磁效应的科学家是安培．(×) 3．探究交流 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？ 【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．
【解析】 回形针被磁化后的磁场方向与条形磁铁磁场 方向一致，故回形针的下端为N极，A对B错．对回形针加 热，回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了，故C对D 错．
【答案】 AC
综合解题方略——电流磁场的叠加 在纸面上有一个等边三角形ABC，在B、C顶
点处是通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于纸面放 置，电流方向如图5－3－5所示，每根通电导线在三角形的 A点产生的磁感应强度大小为B，则
如图5－3－1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( )
图5－3－1
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
【审题指导】 (1)小磁针静止时N极的指向为磁场磁感 线切线方向．
图教 5－3－1
●教学流程设计
演示结束场 ①磁场分布：直线电流的磁场磁感线是一些围绕以导线 上各点为圆心的 同心圆 ，这些同心圆都在跟导线 垂直 的 平面上． ②安培定则：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．
1．图5－3－2中的四幅图为电流产生磁场的分布图，其 中正确的是( )
A．①③ C．①④
图5－3－2 B．②③ D．②④
【解析】 由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场 方向，①正确②错误．③和④为环形电流，注意让弯曲的四 指指向电流的方向，可判断出④正确③错误．故正确选项为 C.
【答案】 C
探究磁现象的电本质
【问题导思】 1．电流的磁场和磁铁的磁场产生的原因是否相同？ 2．什么是分子电流？
1．安培分子电流假说的内容
图5－3－3 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，分子的两侧相当于两个磁极，如图5－3－3所 示．
2．用假说解释一些磁现象 (1)磁化：铁质物体与磁铁接触后显示出磁性． (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 揭示了磁现象的电本质．
电流的磁场和安培定则的应用
【问题导思】 1．环形电流、通电螺线管产生的磁感线和什么磁体的 磁感线类似？ 2．直线电流和环形电流在应用安培定则时有什么不 同？
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
直 线 电
以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越 流
稀疏，磁场越弱
安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 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 内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N 管 极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极
图5－3－5
三角形A点的磁感应强度大小为________，方向为 ________．若C点处的电流方向反向，则A点处的磁感应强 度大小为________，方向为________．
【审题指导】 (1)用安培定则确定B、C周围磁场磁感 线的方向，确定B和C在A点产生的磁场方向．
(2)根据矢量合成的平行四边形定则确定合磁场的大小 和方向．
【解析】 地球和通电直线周围都有磁场，磁铁附近的
铁棒会被磁化，磁化后铁棒周围也有磁场．运动的电荷周围
有磁场，静止的电荷周围没有磁场．
【答案】 D
3．(2011·新课标全国卷)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( )
【规范解答】 如图所示，由安培定则知B处导线在A 点的磁感应强度方向水平偏下30°，C处导线在A点的磁感应 强度方向水平偏上30°，由平行四边形定则可以求得合磁感 应强度沿水平方向向右，
大小为B1＝2Bcos 30°＝ 3B. 当C处的电流反向时，如图所示．
由平行四边形定则可知合磁感应强度的方向沿竖直向下 方向，大小等于B.
【答案】 3B 水平向右 B 竖直向下
两个或两个以上的电流的磁场叠加时，先根据安培定则 判断出每条导线在O点产生的磁感应强度的方向，再由矢量 合成法则合成．
【备课资源】(教师用书独具) 奥斯特实验
1820年4月，奥斯特演示了电流磁效应的实验．他将导 线的一端和伽伐尼电池正极连接，导线沿南北方向平行地放 在小磁针的上方，当导线另一端连到负极时，磁针立即指向 东西方向．把玻璃板、木片、石块等非磁性物体插在导线和 磁针之间，甚至把小磁针浸在盛水的铜盒子里，磁针照样偏 转．
1．首先发现电流磁效应的科学家是( )
A．安培
B．奥斯特
C．库仑
D．麦克斯韦
【解析】 在1820年奥斯特发现导线通电后，其下方与
导线平行的小磁针发生偏转之前，安培、库仑等人都认为磁
与场完全是两回事，故选B.
【答案】 B
2．下列物体中，周围一定不存在磁场的有( )
A．地球
B．通电直导线
C．磁铁附近的铁棒 D．静止的带电金属球
【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
4．如图 5－3－6 所示，放在通电螺线管内部中间处的小 磁针，静止时 N 极指向右，试判定电源的正、负极．
5－3－6 【解析】 由于通电螺线管内部磁感线的方向由 S 极指 向 N 极，故根据小磁针的指向可确定 b 端为螺线管 N 极，再 根据安培定则可确定 c 端为正极，d 端为负极． 【答案】 c 端为正极，d 端为负极．
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5．3 探究电流周围的磁场
教师用书独具演示
●课标要求 1．探究并理解直线电流、环形电流、通电螺线管周围 的磁场规律，并会用安培定则判定各种电流周围的磁场方 向． 2．了解安培分子电流假说及磁现象的电本质． 3．会解释有关磁化和退磁现象．
●课标解读 1．了解通电直导线和通电线圈周围的磁场． 2．会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场 的方向． 3．了解安培分子电流假说，知道磁现象的电本质．
●教学地位 本节主要学习电流的磁效应，使学生了解通电导线、通 电线圈周围的磁场，熟练掌握安培定则，判断通电直导线， 通电线圈磁感线的空间分布是本节的重点，学习本节内容， 可以调动学生充分发挥空间想像力，对空间磁感线的分布有 一个完整的认识，本节内容是学习电磁学的基础，也是高考 的重点．
通电的螺线管相当于一个条形磁铁，一端是 N 极，另一 端是 S 极，把一个小磁针放入螺线管内部，小磁针的 N 极指 向螺线管的哪端呢？
【答案】 D
2．(2012·上海静安区高二检测)如图5－3－4所示，回形 针系在细线下端被磁铁吸引，下列说法正确的是( )
图5－3－4
A．回形针下端为N极 B．回形针两端出现感应电荷 C．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形 针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流排列无 序了 D．用点燃的火柴对回形针加热，回形针不被磁铁吸 引，原因是回形针加热后，分子电流消失了