高二物理安培分子电流假说 磁性材料·典型例题解析
磁场典型例题解析
安培分子电流假说 磁性材料·典型例题解析【例1】 关于分子电流，下面说法中正确的是 [ ]A ．分子电流假说最初是由法国学者法拉第提出的B ．分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的C ．“分子电流”是专指分子内部存在的环形电流D ．分子电流假说无法解释加热“去磁”现象点拨：了解物理学发展历史，不仅能做好这类题，也能帮助我们历史地去看待科学的发展进程．解答：正确的是B ．【例2】 回旋加速器的磁场B ＝1.5T ，它的最大回旋半径r ＝0.50m ．当分别加速质子和α粒子时，求：(1)加在两个D 形盒间交变电压频率之比． (2)粒子所获得的最大动能之比． 解析：(1)T ＝2πm/Bq ，故f P /f α＝qp m α/q αm P ＝2．(2)由r ＝mv/Bq 可得v ＝Bqr/m ，所以被加速粒子的动能E k ＝mv 2/2＝B 2q 2r 2/2m ．同一加速器最大半径r 和所加磁场相同，故E P /E α＝1．点拨：比例法是解物理问题的有效方法之一．使用的程序一般是：根据研究对象的运动过程确定相应的物理规律，根据题意确定运动过程中的恒量，分析剩余物理量间的函数关系，建立比例式求解．【例3】 如图16－74所示是显像管电子束运动的示意图．设加速电场两极间的电势差为U ，垂直于纸平面的匀强磁场区域的宽度为L ，要使电子束从磁场出来在图中所示120°范围内发生偏转(即上、下各偏转60°)，磁感应强度B 的变化范围如何？(电子电量e 、质量m 已知)点拨：这是彩色电视机显像管理想化以后的模型．先确定电子运动的圆心再结合几何知识求解．参考答案例．≥≥3B 01232mU e安培力 磁感应强度·典型例题解析【例1】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是 [ ]A ．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大B ．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C ．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D ．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 点拨：磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映．安培力的大小不仅与B、I、L有关，还与导体的放法有关．解答：正确的应选D．【例2】如图16－14所示，其中A、B图已知电流和其所受磁场力的方向，试在图中标出磁场方向．C、D、E图已知磁场和它对电流作用力的方向，试在图中标出电流方向或电源的正负极． [ ]解答：A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里；E图a端为电源负极．点拨：根据左手定则，电流在磁场中受力的方向既要与磁感线垂直，还要与导线中的电流方向垂直，且垂直于磁感线与电流所决定的平面．磁场磁感线·典型例题解析【例1】在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知 [ ]A．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针B．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针C．可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过D．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过点拨：掌握小磁针的N极受力方向与磁场方向相同，S极受力方向与磁场方向相反是解决此类问题的关键．解答：正确的应选C．【例2】下列关于磁感线的说法正确的是 [ ]A．磁感线上各点的切线方向就是该点的磁场方向B．磁场中任意两条磁感线均不可相交C．铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是磁感线D．磁感线总是从磁体的N极出发指向磁体的S极点拨：对磁感线概念的理解和磁感线特点的掌握是关键．解答：正确的应选AB磁场对运动电荷的作用力·典型例题解析【例1】图16－49是表示磁场磁感强度B，负电荷运动方向v和磁场对电荷作用力f的相互关系图，这四个图中画得正确的是(B、v、f两两垂直) [ ]解答：正确的应选A、B、C．点拨：由左手定则可知四指指示正电荷运动的方向，当负电荷在运动时，四指指示的方向应与速度方向相反．【例2】带电量为＋q 的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 [ ]A ．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B ．如果把＋q 改为－q ，且速度反向且大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C ．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用D ．带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感强度越小点拨：理解洛伦兹力的大小、方向与哪些因素有关是关键．解答： B【例3】如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中作下列运动可能成立的是 [ ]A ．作匀速直线运动B 、作匀变速直线运动C ．作变加速曲线运动D ．作匀变速曲线运动点拨：当v ∥B 时，f ＝0，故运动电荷不受洛伦兹力作用而作匀速直线运动．当v 与B 不平行时，f ≠0且f 与v 恒垂直，即f 只改变v 的方向．故运动电荷作变加速曲线运动．参考答案：AC【例4】如图16－50所示，在两平行板间有强度为E 的匀强电场，方向竖直向下，一带电量为q 的负粒子(重力不计)，垂直于电场方向以速度v 飞入两板间，为了使粒子沿直线飞出，应在垂直于纸面内加一个怎样方向的磁场，其磁感应强度为多大？点拨：要使粒子沿直线飞出，洛伦兹力必须与电场力平衡．参考答案：磁感应强度的方向应垂直于纸面向内，大小为E/v带电粒子在磁场中的运动 质谱仪·典型例题解析【】质子和α粒子从静止开始经相同的电势差加速例1 (H)(He)1124后垂直进入同一匀强磁场作圆周运动，则这两粒子的动能之比Ek 1∶Ek 2＝________，轨道半径之比r 1∶r 2＝________，周期之比T 1∶T 2＝________．解答：∶＝∶＝∶，∶＝∶E E q U q U 12r r k1k21212m v q B m v q B m E q k 1112221112= ∶＝∶，∶＝∶＝∶．22222221122m E q m q B m q B k 1T T 1212ππ点拨：理解粒子的动能与电场力做功之间的关系，掌握粒子在匀强磁场中作圆周运动的轨道半径和周期公式是解决此题的关键．【例2】如图16－60所示，一束电子(电量为e)以速度v 垂直射入磁感强度为B ，宽度为d 的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是30°，则电子的质量是________，穿透磁场的时间是________．解析：电子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧一部分，又因为f ⊥v ，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点上，如图16－60中的O 点．由几何知识可知：AB 间的圆心角θ＝30°，OB 为半径．r ＝d/sin30°＝2d ，又由r ＝mv/Be 得m ＝2dBe/v ． 由于AB 圆心角是30°，故穿透时间t ＝T/12＝πd/3v ．点拨：带电粒子的匀速圆周运动的求解关键是画出匀速圆周运动的轨迹，利用几何知识找出圆心及相应的半径，从而找到圆弧所对应的圆心角．【例3】如图16－61所示，在屏上MN 的上侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，一群带负电的同种粒子以相同的速度v 从屏上P 处的孔中沿垂直于磁场的方向射入磁场．粒子入射方向在与B 垂直的平面内，且散开在与MN 的垂线PC 的夹角为θ的范围内，粒子质量为m ，电量为q ，试确定粒子打在萤光屏上的位置．点拨：各粒子进入磁场后作匀速圆周运动，轨道半径相同，运用左手定则确定各粒子的洛伦兹力方向，并定出圆心和轨迹．再由几何关系找出打在屏上的范围．参考答案例．落点距点的最近距离为θ，其最远距离为＝3P 222mv Bq R mv Bq cos【例4】如图16－62所示，电子枪发出的电子，初速度为零，当被一定的电势差U 加速后，从N 点沿MN 方向出射，在MN 的正下方距N 点为d 处有一个靶P ，若加上垂直于纸面的匀强磁场，则电子恰能击中靶P ．已知U 、d ，电子电量e ，质量m 以及∠MNP ＝α，则所加磁场的磁感应强度方向为________，大小为________．点拨：电子经电势差U 加速后，速度由零变为v ，则eV ＝1/2mv 2．v 的方向水平向右，电子在洛伦兹力作用下，沿顺时针回旋到P ，则电子在N 点受洛伦兹力方向向下．由此确定B 的方向．NP 对应的圆心角为2α，则有Rsin α＝d/2，而R ＝mv/Be ，则B 可求．参考答案电磁感应现象·典型例题解析【例1】如图17－1所示，P 为一个闭合的金属弹簧圆圈，在它的中间插有一根条形磁铁，现用力从四周拉弹簧圆圈，使圆圈的面积增大，则穿过弹簧圆圈面的磁通量的变化情况________，环内是否有感应电流________．解析：本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看)．磁通量是穿过一个面的磁感线的多少，由于进去和出来的磁感线要抵消一部分，当弹簧例．垂直纸面向里：α422mUe edsin圆圈的面积扩大时，进去的磁感条数增加，而出来的磁感线条数是一定的，故穿过这个面的磁通量减小，回路中将产生感应电流．点拨：会判定合磁通量的变化是解决此类问题的关键．【例2】如图17－2所示，线圈面积为S，空间有一垂直于水平面的匀强磁场，磁感强度为B特斯拉，若线圈从图示水平位置顺时针旋转到与水平位置成θ角处(以OO’为轴)，线圈中磁通量的变化量应是________Wb，若旋转180°，则磁通量的变化量又为________Wb．解析：开始位置，磁感线垂直向上穿过线圈，Φ＝BS，转过θ时，由B．S关系有Φ2＝BScos θ，故ΔΦ＝BS(1－cosθ) 当转过180°时，此时，Φ2＝BS，不过磁感线是从线圈另一面穿过∴ΔΦ＝2BS点拨：有相反方向的磁场穿过某一回路时，计算磁通量必须考虑磁通量的正负．【例3】如图17－3所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外．若要线圈产生感应电流，下列方法可行的是 [ ]A．将线圈向左平移一小段距离B．将线圈向上平移C．以ad为轴转动(小于90°)D．以ab为轴转动(小于60°)E．以dc为轴转动(小于60°)点拨：线圈内磁通量变化是产生感应电流的条件参考答案：ACD【例4】如图17－4所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是 [ ]A．开关S接通的瞬间B．开关S接通后，电路中电流稳定时C．开关S接通后，滑线变阻器触头滑动的瞬间D．开关S断开的瞬间点拨：电流变化时能引起它产生的磁场变化．参考答案：ACD法拉第电磁感应定律的应用(1)【例1】如图17－67所示，两水平放置的、足够长的、平行的光滑金属导轨，其间距为L，电阻不计，轨道间有磁感强度为B，方向竖直向上的匀强磁场，静止在导轨上的两金属杆ab、cd，它们的质量与电阻分别为m1、m2与R1、R2，现使ab杆以初动能E K沿导轨向左运动，求cd杆上产生的热量是多少？(其他能量损耗不计)解析：杆的初速度为，＝．∴＝ab v E m v v 1K 11211221E m K /以abcd 为系统，系统所受合外力为零，系统总动量守恒，设达到稳定时共同速度为v ，则有m 1v 1＝(m 1＋m 2)v 系统中产生的热量为：Q ＝1212212m v (m m )v E 112122K －＋＝．m m m +ab cd Q Q 12杆和杆可看成串联，故两杆产生的热量为：、，＝Q Q R R 1212∴＝＝Q 2R Q R R R R R m E m m K 212212212+++()()点拨：本题以分析两杆的受力及运动为主要线索求解，关键注意：(1)明确“最终速度”的意义及条件．(2)运用能的转化和守恒定律结合焦耳定律分析求解．【例2】如图17－68所示，在与水平面成θ角的矩形框架范围内垂直于框架的匀强磁场，磁感应强度为B ，框架ad ，bc 电阻不计，长均为L 的ab 、cd 电阻均为R ，有一质量为m ，电阻为2R 的金属棒MN ，无摩擦地平行于ab 冲上框架，上升最大高度为h ，在此过程中ab 部分的焦耳热为Q ，求运动过程的最大热功率．解析：MN 沿斜面向上运动产生感应电动势，ab 和cd 相当于外电阻并联，ab 和cd 中电流相同，MN 的电流为ab 中电流的两倍．当ab 部分的焦耳热为Q ，cd 部分焦耳热也为Q ，MN 的电阻为2R ，消耗的焦耳热为8Q ．设MN 的初速度为v0，根据能量守恒12mv mgh 10Q mv 2mgh 20Q 0202＝＋即＝＋MN 在上滑过程中，产生最大的感应电动势为E ． E ＝BLv0最大热功率为，＝＝P P P E R R B L mgh Q Rm 2222222025++/().点拨：弄清能量转化的途径，用能的转化和守恒定律来求解．【例3】如图17－69所示，质量为m 高为h 的矩形导线框在竖直面内下落，其上下两边始终保持水平，途中恰好匀速穿过一有理想边界高亦为h 的匀强磁场区域，则线框在此过程中产生的内能为 [ ]A ．mghB ．2mghC ．大于mgh 而小于2mghD ．大于2mgh点拨：匀速穿过即线框动能不变，再从能量转化与守恒角度分析．参考答案：B【例4】如图17－70所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为θ，导轨下端接有电阻R ，匀强磁场垂直于斜面向上，质量为m ，电阻不计的金属棒ab 在沿斜面与棒垂直的恒力F 作用下沿导轨匀速上滑，上升高度h ．在这过程中 [ ]A ．金属棒所受各力的合力所做的功等于零B ．金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh 和电阻R 产生的焦耳热之和C ．恒力F 与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的焦耳热之和D ．恒力F 和重力的合力所做的功等于电阻R 上产生的焦耳热点拨：电磁感应过程中，通过克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能，再通过电阻转化成内能(焦耳热)，故W 安与电热Q 不能重复考虑，这一点务须引起足够的注意．参考答案：AD法拉第电磁感应定律应用(2)·典型例题解析【例1】如图17－84所示，MN 、PQ 为足够长的水平导电轨道，其电阻可以忽略不计，轨道宽度为L ，ab ，cd 为垂直放置在轨道上的金属杆，它们的质量均为m ，电阻均为R ，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感强度为B ．现用水平力拉cd 杆以恒定的速率v 向右匀速滑动，设两杆与轨道间的动摩擦系数为μ，求ab 杆可以达到的最大速度和此时作用在cd 杆上水平拉力做功的瞬时功率．解析：由楞次定律可知，当cd 向右匀速运动时，ab 也向右运动．当ab 有最大速度vm 时，μmg ＝BILI ＝＝∆Φ∆∆∆∆/()/t R R BL v t v t R R m +-+t 联立①②有：＝－v v m 222μmgR B L此时作用在cd 杆上水平拉力F 做功的瞬时功率为P ＝Fv ＝(F 安＋f)v ＝(BIL ＋μmg)v∴＝ P 2mgv μ 点拨：要明确最大速度的条件，分析电路中的电流、安培力和金属棒的运动之间相互影响、相互制约的关系．【例3】如图17－86所示，用粗、细不同的铜丝制成两个边长相同的正方形闭合线圈a 和b ，让它们从相同高处同时自由下落，下落中经过同一有边界的水平匀强磁场，设线框下落过程中始终保持竖直且不计空气阻力，试分析判断两框落地的先后顺序．点拨：本题是对两种情况进行比较，我们通过对一般情形列式分析，找到本质规律再作判断．这是一种比较可靠的方法．参考答案：b 先落地。
安培分子电流假说
九、安培分子电流假说磁性材料【要点导学】1、本节是磁场的收尾章节，通过本节学习应知道安培的分子电流假说、知道电和磁是相互联系的、了解磁性材料及其应用。
2、安培分子电流假说：安培的分子电流假说是用来解释磁铁为什么能产生磁场的，在这个假说中安培认为：原子和分子等物质微粒内部，存在一种___________（也叫做分子电流），每一个__________产生的磁场使物体微粒成为一个________，如图15-9-1所示，利用这一假说可以很好地解释磁化现象、温度对磁性的影响。
安培分子电流假说指出，磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的_______产生的．3、分子电流的实质：尽管安培提出了分子电流解释，但安培并没有知道分子电流的实质，随着原子物理学的发展，后来才知道分子电流就是原子核外的电子绕原子核运动形成的，如果某材料的原子序数为Z，核外电子绕它运动的轨道半径为r，设电子的电量为e，质量为m，则根据库仑力提供电子圆周运动的向心力可知kze2/r2=m(2π/T)2r,环形电流的大小为I=e/T(由于电子平均一个周期通过圆环任意一截面一次).4、磁性材料：可分为_________、_________、______________，其中铁磁材料又可分为_________和______________。
【范例精析】例1、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了D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同解析：磁化结果是使材料中分子电流的取向大致相同，这是分子电流假说对于磁化现象的解释，所以本题的正确选项是D．拓展：分子电流起源于原子核外的电子绕原子核运动而形成的环电流，因而任何材料中都存在分子电流，没有外加磁场时，由于热运动的缘故，分子电流取向是杂乱无章的，有了外加磁场，分子电流取向变得大致一致，从而使软铁产生了磁性．例2、利用安培分子电流假说可以解释下列哪些现象【】A．永久磁铁的磁场B．直线电流的磁场C．环形电流的磁场D．软铁被磁化产生磁场解析：安培分子电流假说是用来说明磁铁磁性的起源的，所以选项AD是正确的．拓展：分子是一种微观粒子，分子电流是由微观粒子定向做匀速圆周运动引起的，它不同于宏观意义上直线电流、环形电流，分子电流的取向会受到加热或敲击的影响而改变方向，而直线电流和环形电流的磁场并不会受此影响．例3、电磁铁用软铁做铁芯，这是因为软铁是【】A．能保持磁性B．可能被其它磁体吸引C．剩磁较弱，且去磁迅速D．能导电解析：电磁铁之所以用软铁作为材料，其原因是软铁为软磁材料，它具有剩磁弱，可以反复被磁化的性质，当电磁铁要吸引物体时，经通电即可实现，当电磁铁要释放物体时，断电即可以使软铁失去磁性，从而释放物体，所以本题的正确选项是C．拓展：软磁材料和硬磁材料的性质有很大区别，一般在要求反复充磁的场合，应选用软磁材料，磁性材料和绕在它上面的导线之间应该保持绝缘，通常是在铜导线上浸一层绝缘清漆，成为漆包线．【能力训练】1．一束电子流沿水平面自西向东运动, 在电子流的正上方一点P, 由于电子运动产生的磁场在P 点的方向上为 【 】(A) 竖直向上 (B) 竖直向下 (C) 水平向南 (D) 水平向北2．安培的分子环流假设,可用来解释【 】(A)运动电荷受磁场力作用的原因(B)两通电导体有相互作用的原因(C)永久磁铁具有磁性的原因(D)软铁棒被磁化的现象3．下列说法中正确的是【 】（A ）只有铁和铁的合金可以被磁铁吸引（B ）只要是铁磁性材料总是有磁性的（C ）制造永久磁铁应当用硬磁性材料（D ）电磁铁的铁芯应当用硬磁性材料4．安培的分子电流假设，是用来解释【 】(A)通电导线产生磁场的原因(B)磁铁产生磁场的原因(C)通电导线受磁场力作用的原因(D)运动电荷受磁场力作用的原因5．图15-9-2是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下面说法正确的是【 】(A)两棒均显磁性(B)两棒均不显磁性(C)甲棒不显磁性，乙棒显磁性(D)甲棒显磁性，乙棒不显磁性6．关于磁现象的电本质，错误的说法是【 】(A)磁体随温度升高磁性增强 (B)安培假说揭示了磁现象的电本质(C)所有的磁现象都归结为电荷的运动(D)一根软铁不显磁性，是因为分子电流取向杂乱7．安培的_____假说揭示了磁现象_______．假说认为：在原子、分子内部存在一种_____电流，它的两侧相当于两个_____，磁化现象就是______电流在外磁场作用下顺序排列的过程．图15-9-2阅读材料：军事领域的磁应用磁性材料在军事领域得到了广泛应用．例如普通的水雷或者地雷只能在接触目标时爆炸，因此作用有限．而如果在水雷或地雷上安装磁性传感器，由于坦克或者军舰都是钢铁制造的，在它们接近（无须接触目标）时，传感器就可以探测到磁场的变化使水雷或地雷爆炸，提高了杀伤力．在现代战争中，制空权是夺得战役胜利的关键之一．但飞机在飞行过程中很容易被敌方的雷达侦测到，从而具有较大的危险性．为了躲避敌方雷达的监测，可以在飞机表面涂一层特殊的磁性材料－吸波材料，它可以吸收雷达发射的电磁波，使得雷达电磁波很少发生反射，因此敌方雷达无法探测到雷达回波，不能发现飞机，这就使飞机达到了隐身的目的．这就是大名鼎鼎的“隐形飞机”．隐身技术是目前世界军事科研领域的一大热点．美国的F117隐形战斗机（如图15-9-3是一个成功运用隐身技术的例子）．九、安培分子电流假说磁性材料1．D 2。
安培分子电流假说 磁性材料·知识要点
安培分子电流假说磁性材料·知识要点
1．回旋加速器的工作原理
如图16－73所示，在两个D形盒所处的区域有垂直纸面向下的匀强磁场，在两盒间加上电压大小恒定、方向周期性变化的交变电场，若周期T＝2πm/Bq，带电粒子垂直进入电场后，在D形盒内做匀速圆周运动，每次穿过D形盒被加速；经过n个周期，
2n E E2nUq
被加速次，带电粒子的末动能＝＋．这是人们获取高能
k t k0
粒子进行核试验的方法之一．
2．安培分子电流假说
(1)内容：在原子、分子等物质微粒内部，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微小的磁体，它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运动的电荷产生的．
3．磁性材料可粗略地分为三类：顺磁性物质，抗磁性物质，铁磁性物质．顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质，铁磁性物质称为强磁性物质．。
几种常见的磁场例题解析
几种常见的磁场【典型例题】【例1】关于磁现象的电本质，下列说法中错误的是（ ）A 、 磁体随温度升高磁性增强B 、安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质B 、 所有磁现象的本质都可归结为电荷的运动D 、一根软铁不显磁性，是因为分子电流取向杂乱无章【解析】安培分子电流假设告诉我们:物质微粒内部,存在一种环形电流，即分子电流。
分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，当分子电流的取向一致时，整个物体体现磁性，若分子电流取向杂乱无章，那么整个物体不显磁性。
当磁体的温度升高时，分子无规则运动加剧，分子电流取向变得不一致，磁性应当减弱。
【答案】A【例2】两圆环A 、B 同心放置且半径R A ＞R B ，将一条形磁铁置于两环圆心处，且与圆环平面垂直，如图所示，则穿过A 、B 两圆环的磁通量的大小关系为（ ）A 、φA ＞φB B 、φA =φBC 、φA ＜φBD 、无法确定【解析】磁通量可形象地理解为穿过某一面积里的磁感线的条数，而沿相反方向穿过同一面积的磁通量一正、一负，要有抵消。
本题中，条形磁铁内部的所有磁感线，由下往上穿过A 、B 两个线圈，而在条形磁体的外部，磁感线将由上向下穿过A 、B 线圈，不难发现，由于A 线圈的面积大，那么向下穿过A 线圈磁感线多，也即磁通量抵消掉多，这样穿过A 线圈的磁通量反而小。
【例3】如图所示，通有恒定电流的导线MN 与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ第二次将金属框绕cd 边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1ϕ∆和2ϕ∆，则（ ）A 、1ϕ∆＞2ϕ∆B 、1ϕ∆=2ϕ∆C 、1ϕ∆＜2ϕ∆D 、不能判断【解析】导体MN 周围的磁场并非匀强磁场，靠近MN 处的磁场强些，磁感线密一些，远离MN 处的磁感线疏一些，当线框在I 位置时，穿过平面的磁通量为Ⅰϕ，当线圈平移至Ⅱ位置时,磁能量为Ⅱϕ，则磁通量的变化量为1ϕ∆=ⅠⅡ－ϕϕ=Ⅰϕ-Ⅱϕ，当到线框翻转到Ⅱ位置时，磁感线相当于从“反面”穿过原平面，则磁通量为-Ⅱϕ，则磁通量的变化量是1ϕ∆=ⅠⅡ－ϕϕ-=Ⅰϕ+Ⅱϕ所以1ϕ∆＜2ϕ∆【答案】C【基础练习】一、选择题：1、关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（ ）A 、磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线B 、磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C 、磁感线起始于N 极，终止于S 极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D 、磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向2、关于磁感应强度和磁感线，下列说法中错误的是（ ）A 、磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感线强度的方向B 、磁感线的疏密表示磁感应强度的大小C 、匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行D、磁感就强度是只有大小、没有方向的标量3、一束电子流沿水平面自西向东运动，在电子流的正上方有一点P，由于电子运动产生的磁场在P 点的方向为（）A、竖直向上B、竖起向下C、水平向南D、水平向北4、安培分子电流假说可用来解释（）A、运动电荷受磁场力作用的原因B、两通电导体有相互作用的原因C、永久磁铁具有磁性的原因D、软铁棒被磁化的现象5、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（）A、全向里B、全向外C、a向里，b、c向外D、a、c向外，b向里6、如图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的（）A、区域ⅠB、区域ⅡC、区域ⅢD、区域Ⅳ二、填空题：7、如图所示，一面积为S的长方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，这时穿过线圈的磁通量为Wb，当线圈以ab为轴从图中位置转过60°的瞬间，穿过线圈的磁通量为。
高二物理磁感应强度试题答案及解析
高二物理磁感应强度试题答案及解析1.如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中A．a点磁感应强度最大B．b点磁感应强度最大C．a、b两点磁感应强度相同D．c、d两点磁感应强度相同【答案】B【解析】通电直导线的周围的磁场是以直导线以圆心的同心圆，故四个点的磁场分别是直导线磁场与匀强磁场的叠加，所以b点的两个磁场方向相同，磁感应强度最大，B正确；a点磁感应强度最小，A错误；C错误；c、d两点磁感应强度大小相等，但方向相反，故这两点的磁感应强度不相同，D也错误。
【考点】磁场的叠加。
2.用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象（）A．永久磁铁的磁场B．直线电流的磁场C．环形电流的磁场D．软铁棒被磁化的现象【答案】AD【解析】安培提出的分子环形电流假说，解释了为什么磁体具有磁性，说明了磁现象产生的本质，故A正确；直线电流的磁场与环形电流的磁场是由自由电荷的定向运动形成的，即产生磁场的不是分子电流，故安培的分子环形电流假说不可以用来解释直线电流与环形电流的磁场．故BC错误；安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，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形成一个微小的磁体．未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显出显示出磁性．故D正确．【考点】本题考查安培分子电流假说。
3.物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流的要求是()A．将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F，导线长度L，通电电流I，应用公式，即可测得磁感应强度BB．检验电流不宜太大C．利用检验电流，运用公式，只能应用于匀强磁场D．只要满足长度L很短，电流很小，将其垂直放入磁场的条件，公式对任何磁场都适用【答案】BD【解析】用检验电流来了解磁场，要求检验电流对原来磁场的影响很小，可以忽略，所以导体长度L应很短，电流应很小，垂直磁场方向放置，适用于所有磁场，选项B、D正确，【考点】考查了对磁感应强度定义式的理解4.如图所示，两根垂直纸面平行放置的直导线a和b，通有大小相等的电流．在纸面上距a、b等距处有一点P，若P点的合磁感应强度B的方向水平向左，则导线a、b中的电流方向是（）A．a中垂直纸面向里，b中垂直纸面向外B．a中垂直纸面向外，b中垂直纸面向里C．a、b中均垂直纸面向外D．a、b中均垂直纸面向里【答案】A方向垂直【解析】若a中向纸里，b中向纸外，根据安培定则判断可知：a在P处产生的磁场Ba于aP连线向下，b在P处产生的磁场B方向垂直于aP连线向上，根据平行四边形定则进行合b成，则得P点的磁感应强度方向水平向左，符合题意，故选项A正确．同理可知，选项BCD均错误。
高考物理《磁场、磁感线、磁场的叠加》真题练习含答案
高考物理《磁场、磁感线、磁场的叠加》真题练习含答案1．[2024·浙江省湖州市月考]奥斯特通过实验证实了电流的周围存在着磁场．如图所示，闭合开关S后，位于螺线管右侧的小磁针和位于螺线管正上方的小磁针N极指向将分别是()A．向右，向左B．向左，向左C．向左，向右D．向右，向右答案：A解析：将通电螺线管等效成一条形磁铁，根据右手螺旋定则可知螺线管右侧为N极，左侧为S极，则位于螺线管右侧的小磁针N极指向右，位于螺线管正上方的小磁针N极指向左，A正确．2．安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体(如图甲所示).以下说法正确的是()A．这一假说能够说明磁可以生电B．这一假说能够说明磁现象产生的电本质C．用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图乙所示D．用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图丙所示答案：B解析：这一假说能够说明磁现象产生的电本质，即磁场都是由运动的电荷产生的，故B 正确，A错误；由右手螺旋定则可知，引起地磁场的环形电流方向应是与赤道平面平行的顺时针方向(俯视)，C、D错误．3．[2024·江苏省无锡市、江阴市等四校联考]科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针静止时，N 极指向为北偏东60°，如图虚线所示．设该位置地磁场磁感应强度的水平分量为B ，磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小值为( )A ．B 2 B ．3B 2C ．BD ． 3 B 答案：B解析：磁矿所产生的磁场水平分量与地磁场水平分量垂直时，磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小，为B′min ＝B cos 60°＝32B ，B 正确．4．[2024·河北省邯郸市多校联考]如图所示为某磁场中部分磁感线的分布图，P 、Q 为磁场中的两点，下列说法正确的是( )A ．P 点的磁感应强度小于Q 点的磁感应强度B ．同一电流元在P 点受到的磁场力可能小于在Q 点受到的磁场力C ．同一线圈在P 点的磁通量一定大于在Q 点的磁通量D ．同一线圈在P 点的磁通量一定小于在Q 点的磁通量 答案：B解析：磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由图可知，P 点的磁感应强度大于Q 点的磁感应强度，A 错误；电流元在磁场中的受力与放置方式有关，同一电流元在P 点受到的磁场力可能小于在Q 点受到的磁场力，B 正确；磁通量大小不只与磁感应强度大小有关，还与线圈的放置方式有关，故同一线圈在P 、Q 两点的磁通量无法比较，C 、D 错误．5．[2024·陕西省西安市质检]在匀强磁场中，一根长为0.4 m 的通电导线中的电流为20 A ，这条导线与磁场方向垂直时，所受的磁场力为0.015 N ，则磁感应强度的大小为( )A ．7.2×10－4 TB ．3.75×10－3 TC ．1.875×10－3 TD ．1.5×10－3 T答案：C解析：根据安培力公式F ＝ILB ，代入数据求得B ＝F IL ＝0.0150.4×20 T ＝1.875×10－3 T ，C 正确．6．在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一顺时针的环形电流，当环形电流所在平面平行于匀强磁场方向时，环心O 处的磁感应强度为B 1，如图甲所示；当环形电流所在平面垂直于匀强磁场方向时，环心O 处的磁感应强度为B 2，如图乙所示．已知B 1＝22B 2，则环形电流在环心O 处产生的磁感应强度大小为( )A ．12B B ．BC ．32 B D ．2B答案：B解析：设环形电流中心轴线的磁感应强度大小为B′，根据安培定则可知其方向为垂直纸面向内，则有B 21 ＝B′2＋B 2，B 2＝B′＋B ，解得环形电流在环心O 处产生的磁感应强度大小为B′＝B ，B 项正确．7．如图所示，直角三角形abc 中，∠abc ＝30°，将一电流为I 、方向垂直纸面向外的长直导线放置在顶点a 处，则顶点c 处的磁感应强度大小为B 0.现再将一电流大小为4I 、方向垂直纸面向里的长直导线放置在顶点b 处．已知长直通电导线产生的磁场在其周围空间某点的磁感应强度大小B ＝k Ir ，其中I 表示电流大小，r 表示该点到导线的距离，k 为常量．则顶点c 处的磁感应强度( )A ．大小为 3B 0，方向沿ac 向上 B ．大小为B 0，方向垂直纸面向里C ．大小为3B 0，方向沿∠abc 平分线向下D ．大小为2B 0，方向垂直bc 向上 答案：A解析：令ac 间距为r ，根据几何知识可知bc 间距为2r ，由安培定则可知，a 点处电流产生的磁场在c 点处的磁感应强度方向垂直ac 向左，大小为B 0＝k Ir .用安培定则判断通电直导线b 在c 点上所产生的磁场方向垂直于bc 斜向右上，大小为B b ＝k 4I 2r ＝2k Ir ＝2B 0.如图所示由几何知识可得θ＝60°，根据矢量的合成法则，则有各通电导线在c 点的合磁感应强度，在水平方向上的分矢量B x ＝2B 0cos 60°－B 0＝0在竖直方向上的分矢量B y ＝2B 0sin 60°＝ 3 B 0所以在c 点处的磁感应强度大小为 3 B 0，方向沿ac 向上．。
高二物理《磁场》重难知识点解析及综合能力精析
高二《磁场》重难点精析及综合能力强化训练高中，物流，高一力学是基础，高二电磁学是根本，高三知识综合用，所以高二部分，往往是高考的难点和重点，应当全面掌握这一块的方法和内容，综合利用。
I. 重难知识点精析一、知识点回顾1、磁场(1)磁场的产生：磁极周围有磁场；电流周围有磁场（奥斯特实验），方向由安培定则（右手螺旋定则）判断（即对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向）；变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。
(2)磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁极、电流（安培力）和运动电荷（洛仑兹力）有力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流和运动电荷只是可能有力的作用，当电流、电荷的运动方向与磁感线平行时不受磁场力作用)。
2、磁感应强度ILF B =（条件：L ⊥B ，并且是匀强磁场中，或ΔL 很小）磁感应强度B 是矢量。
3、磁感线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。
磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。
磁感线的疏密表示磁场的强弱。
⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。
⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线4、安培力——磁场对电流的作用力(1)BIL F =(只适用于B ⊥I ，并且一定有F ⊥B, F ⊥I ，即F 垂直B 和I 确定的平面。
B 、I 不垂直时，对B 分解，取与I 垂直的分量B ⊥)(2)安培力方向的判定：用左手定则。
通电环行导线周围磁场地球磁场 通电直导线周围磁场另：只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。
5、洛仑兹力——磁场对运动电荷的作用力，是安培力的微观表现(1)计算公式的推导：如图，整个导线受到的安培力为F 安 =BIL ；其中I=nesv ；设导线中共有N 个自由电子N=nsL ；每个电子受的磁场力为F ，则F 安=NF 。
安培分子电流假说
安培分子电流假说一、安培分子电流假说1．安培分子电流假说的建立@@通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场很相似@安培由此受到启发@提出了著名的分子电流假说．2．安培分子电流假说@@在原子、分子等物质微粒内部@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微小的磁体@它的两侧相当于两个磁极．@3．分子电流假说的验证@（1）能解释一些磁现象．①软铁棒被磁化：各分子电流的取向由杂乱变得大致相同．②磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性：分子电流的取向由大致相同变成杂乱．（2）近代的原子结构理论证实了分子电流的存在．根据物质的微观结构理论@微粒原子由原子核和核外电子组成@原子核带正电、核外电子带负电@核外电子在库仑引力作用下绕核高速旋转@形成分子电流．4．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．@@注意：不要把一切磁现象都看作是由电荷的运动产生的@因为变化的电场也会产生磁场．二、磁性材料@@1．不同物质被磁化的程度不同@演示：通过螺线管上方悬挂小磁针@先在螺线管中先后插入塑料棒、铜棒、铝棒@观察磁针的偏转情况；再分别插入软铁棒@变压器铁芯@观察磁针的偏转情况．@2．磁性材料的分类@（1）根据物质在外磁场中表现出的特性来分@可粗略地分为三类：顺磁性物质@抗磁性物质@铁磁性硬质．@@①弱磁性物质：顺磁性物质和抗磁性物质称为驻磁性物质．②强磁性物质：铁磁性物质称为强磁性物质．③物质磁性差异的原因：物质结构的差异性．@@（2）根据磁化后去磁的难易程度来分@可分为两类：@@软磁性材料@硬磁性材料@①软磁性材料：磁化后容易去磁的材料叫软磁性材料@剩磁较小．@②硬磁性材料：磁化后不容易去磁的材料叫硬磁性材料@剩磁较大．@③根据组成磁性材料的化学成分来分@常见的有两大类：金属磁性材料@铁氧体．3．磁性材料有着广泛的应用@不同的磁性材料应用于不同的场合。
安培分子电流假说-学易试题君之每日一题君2019学年上学期高二物理人教版(课堂同步系列二)
11月2日安培分子电流假说
高考频度：★☆☆☆☆难易程度：★☆☆☆☆
在隧道工程以及矿山爆破作业中，部分未发火的炸药残留在爆炸孔内，很容易引起人身事故。
为此，科学家制造了一种专门用于隧道工程以及矿山爆破作业的炸药--磁性炸药。
在磁性炸药制造的过程中掺入10%的磁性材料-一钡铁氧体，然后放入磁化机磁化。
使用磁性炸药时，遇到不发火的情况可用磁性探测器探测出未发火的炸药。
已知掺入的钡铁氧体的消磁温度约为400℃，炸药的爆炸温度约为2240℃~3100℃，一般炸药引爆温度最高为140℃左右，以上材料表明
①磁性材料在低温下容易被磁化
②磁性材料在高温下容易被磁化
③磁性材料在低温下容易被消磁
④磁性材料在高温下容易被消磁
A．①③
B．②④
C．①④
D．②③
【参考答案】C
【试题解析】由安培分子电流假说可知，低温情况下，分子运动不剧烈，在外磁场的作用下，分子环形电流的磁极趋向基本一致，因而易被磁化，故①正确，②错误；而高温时，分子剧烈运动，导致趋向基本一致的分子环形电流的磁极趋向重新变得杂乱无章，进而达到消磁目的；即磁性材料高温下容易消磁，低温下容易磁化，故④正确，③错误，所以C正确，ABD错误。
（2018·陕西省宝鸡市金台区高二质量检测）根据安培分子电流假说的思想，磁体和电流的磁场都是运动电荷产生的。
根据这种假说，并没有发现有相对地球定向运动的电荷。
若地磁场是由于地球自转产生，以此推断地球应该
A．带正电
B．带负电
C．不带电
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高中物理知识点题库 安培分子电流假说GZWL092
1．用一根长l的导线组成一个怎样的线圈，如何放置，在磁感强度一定的磁场中可使穿过该线圈的磁通量最大？答案：解析：可根据磁通量的计算公式和几何图形中周长与面积的关系得出．根据磁通公式φ=BS．当B一定时，S越大，磁通φ也越大．因为在一定周长的几何图形中，圆的面积最大，所以应把这根导线绕成单匝的圆线圈．由这个圆线圈应垂直磁场放置，得到的最大磁通量为题干评注：问题评注：2．一个单匝矩形线圈abcd，边长ab=30cm，bc=20cm，如图所示放在oxyz直角坐标内，线圈平面垂直oxy平面，与ox轴，oy轴的夹角分别为α=30°，β=60°．匀强磁场的磁感强度B=10-2T．试计算当磁场方向分别沿ox、oy、oz方向时，穿过线圈的磁通量各为多少？答案：矩形线圈的面积S＝ab×bc＝0.30×0.20m2＝6×10-2m2．它在垂直于三根坐标轴上的投影面积的大小分别为当磁感强度B沿ox方向时穿过线圈的磁通量φ=BSx=10-2×3×10-2Wb=3×10-4Wb．当磁感强度B沿oy方向时穿过线圈的磁通量当磁感强度B沿oz方向时穿过线圈的磁通量φz=BSz=0．解析：匀强磁场中穿过垂直于磁场方向、面积为S的磁通量为φ=BS．题中磁场沿ox、oy、oz方向时，需先找出矩形线圈在垂直于磁场方向上的投影面积，就可直接用上述公式计算．题干评注：问题评注：3．把电流强度均为I ，长度均为l 的两小段通电直导线分别置于磁场中的1、2两点处时，两小段通电直导线所受磁场力的大小分别为F1和F2，若已知1、2两点处磁感应强度的大小关系为B1＜B2，则必有（ ）A ．B1=Il F 1B ．B2=Il F 2C ．F1＜F2D ．以上都不对答案：D解析：磁感强度B 的定义式B=Il F中的F ，应理解为检验电流（Il ）垂直于B 的方向放置时所受到的最大磁场力，而此题中两小段通电导线在1、2两点处是否垂直于B 未能确定，因此A 、B 两选项中的等式不一定成立；另外，正因为磁场对电流的作用力大小除与B 、I 、l 有关外，还与导线放置时与B 的方向间关系有关，因此，无法比较F1和F2的大小，所以应选D。
高二物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析
高二物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析1.如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针. 现给直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的形响，则( )A．小磁针保持不动B．小磁针的N将向下转动C．小磁针的N极将垂直于纸面向里转动D．小磁针的N极将垂直于纸面向外转动【答案】C【解析】由安培定则知，通电直导线在下方产生的磁场方向垂直直面向里，而磁场方向即小磁针静止时N极指向，故小磁针N极会垂直纸面向里转动，选项C正确，其余错误。
【考点】通电直导线磁场安培定则2.如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为a，电流强度均为I，方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度B=kI/r，其中k为常数) 。
某时刻有一电子(质量为m、电量为e)正好经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，则电子此时所受磁场力为（）A．方向垂直纸面向里，大小为B．方向指向x轴正方向，大小为C．方向垂直纸面向里，大小为D．方向指向x轴正方向，大小为【答案】A【解析】由安培定则和矢量叠加原理，可知原点O处的磁感应强度唯一由Ｒ处的电流决定，大小为，方向指向x轴负正方向，用左手定则可判定电子洛伦兹力的方向为垂直纸面向里，大小为，A正确。
【考点】通电直导线周围磁场的方向，洛伦兹力、洛伦兹力的方向3.下面关于磁场的一些说法中正确的是( )A．所有的磁场都是由于电荷的运动而产生的，即都是由电流产生的B．所有的磁场的磁感线都是闭合曲线，或者伸向无穷远C．磁场中某点的磁感线的切线方向就是磁感应强度的方向，即小磁针N极在该点的受力方向D．某小段通电导线不受磁场力的作用，说明该点的磁感应强度为零【答案】BC【解析】磁场与静电场不同，所有的磁场的磁感线都是闭合曲线，但对于条形磁铁而言，通过其中心轴线的磁感线是一条直线，它两端都伸向无穷远(也可以说这条磁感线是在无穷远处闭合)，因此B选项正确．C选项就是磁感应强度的方向定义，C正确；错误分析：有人错选A，这是对“磁现象的电本质”的错误理解，其实磁场有两种，一种是由于电荷的运动产生的，另一种则是由于电场的变化产生的，在麦克斯韦理论中我们会学到．有人错选D，是因为他们没有想到磁场对电流的作用与电流方向有关，当电流方向与磁场方向在同一直线上时，电流就不受磁场力．在这点上，与电场对电荷的作用不一样，如果电荷在某点不受电场力，则该点的电场强度为零．【考点】本题考查了磁场的本质、磁感线的性质等磁场中比较基础知识，需要通过记忆进行理解。
高二物理安培分子电流假说、带电粒子在复合场中运动(精品)知识精讲
高二物理安培分子电流假说、带电粒子在复合场中运动通用版【本讲主要内容】安培分子电流假说、带电粒子在复合场中运动分子电流假说，带电粒子在复合场中的运动【知识掌握】【知识点精析】（－）安培分子电流假说1. 安培分子电流假说的建立通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场很相似，安培由此受到启发，提出了著名的分子电流假说。
2. 安培分子电流假说在原子、分子等物质微粒内部，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微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。
3. 分子电流假说的验证（1）能解释一些磁现象。
①软铁棒被磁化：各分子电流的取向由杂乱变得大致相同。
②磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性：分子电流的取向由大致相同变成杂乱。
（2）近代的原子结构理论证实了分子电流的存在。
根据物质的微观结构理论，微粒原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电、核外电子带负电，核外电子在库仑引力作用下绕核高速旋转，形成分子电流。
4. 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。
注意：不要把一切磁现象都看做是由电荷的运动产生的，因为变化的电场也会产生磁场。
（二）磁性材料1. 不同物质被磁化的程度不同2. 磁性材料的分类（l）根据物质在外磁场中表现出的特性来分，可粗略地分为三类：顺磁性物质，抗磁性物质，铁磁性物质。
①弱磁性物质：顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质。
②强磁性物质：铁磁性物质称为强磁性物质。
③物质磁性差异的原因：物质结构的差异性。
（2）根据磁化后去磁的难易程度来分，可分为两类：软磁性材料，硬磁性材料①软磁性材料：磁化后容易去磁的材料叫软磁性材料，剩磁较小。
②硬磁性材料：磁化后不容易去磁的材料叫硬磁性材料，剩磁较大。
③根据组成磁性材料的化学成分来分，常见的有两大类：金属磁性材料，铁氧体。
3. 磁性材料有着广泛的应用，不同的磁性材料应用于不同的场合。
（三）带电粒子在复合场中的运动1. 复合场：指磁场与电场共存的场。
高中物理重难点及高考题解——磁场
一.电流的磁场奥斯特实验表明，通电直导线周围存在磁场。
直线电流、环形电流以及通电螺线管周围的磁场方向都可以用右手螺旋定则来判断。
右手螺旋定则又叫安培定则。
1.直线电流的磁场著名的奥斯特实验表明通电直导线周围存在着磁场，这个磁场是由电流产生的。
直线电流的磁感线分布如图甲所示。
电流方向和磁感线的方向之间的关系可以用安培定则(右手螺旋定则)来判定。
如图乙所示，用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯由的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
2.环形电流和通电螺线管产生的磁场环形电流的磁感线分布如图甲所示，其方向也可以用右手螺旋定则来判断。
具体方法如图乙所示，用右手握住单匝线圈，让四指指向电流的环绕方向，拇指则指向单匝线圈内部磁感线的方向。
由于通电螺线管可以看成由多个单匝线圈组成，并且这些单匝线圈中电流的环绕方向相同，那么它产生的磁场磁感应线的方向也可以用右手螺旋定则来判断，判断方法和单匝线圈磁感线的判断方法完全相同，如图所示。
较长的通电螺线管内部磁场近似匀强磁场，外部磁感线的分布与条形磁铁的磁感线分布相似。
【例题3-1】如图所示，当S闭合时，在螺线管的上方的一只小磁针稳定后的指向。
试判断通电螺线管的极性和电源的正负极，这时用绝缘线悬挂的通电圆环将怎样转动(俯视)？二.磁感应强度磁感线地磁场磁通量在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度。
所谓磁感线，就是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上。
地球本身是个大磁体，地球周围存在着磁场，这一磁场叫地磁场。
磁感应强度B与和磁场方向垂直的平面的面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量。
1.磁感应强度⑴磁感应强度的方向磁感线：磁场和电场一样，描述磁场强弱和方向的物理量是磁感应强度，磁感应强度B是一个矢量。
B的大小表示磁场的强弱，B的方向表示磁场的方向。
分子电流假说、磁通量选修3-1
班级 姓名：用心 爱心 专心 1分子电流假说、磁通量【要点导学】 1、安培分子电流假说安培的分子电流假说是用来解释磁铁为什么能产生磁场的，在这个假说中安培认为：原子和分子等物质微粒内部，存在一种___________（也叫做分子电流），每一个__________产生的磁场使物体微粒成为一个________，如图3-3-1所示，利用这一假说可以很好地解释磁化现象、温度对磁性的影响。
安培分子电流假说指出，磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的_______产生的． 2、磁通量在匀强磁场中，如果有一个与磁感应强度B 垂直的平面，其面积为S ，定义=Φ________为穿过这个平面的磁通量，单位是 ，简称 ，符号为 。
如果平面与磁感应强度方向不垂直，如何计算穿过它的磁通量呢？一种方法是：考虑到磁感应强度是矢量，可以分解为平行于平面的分量和垂直于平面的分量，如图3-3-2所示，由于平行于平面的分量并不穿过平面，所以磁通量数值上等于垂直于平面的分量与面积的乘积，ααsin sin BS S B =⋅=Φ。
另一种方法是：磁感应强度不分解，将平面的面积做投影，磁通量数值上等于磁感应强度与投影面积的乘积，αsin BS BS ==Φ⊥。
不管用哪种方法来计算磁通量的值，必须保证BS =Φ中的磁感应强度与平面垂直。
3．磁通密度穿过单位面积的磁通量称为磁通密度，根据这一定义，磁通密度与磁感应强度数值上是等价的，即B=_______。
磁感线越密处（磁通密度越大），磁场的磁感应强度越大，磁感线越稀疏处，（磁通密度越小），磁场的磁感应强度越小。
【合作探究】1．如图3-3-5所示，两个同心放置的共面金属圆环a 和b ，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，用穿过两环的磁通量φa 和φb 大小关系为：【 】A ．φa<φbB ．φa>φbC ．φa=φbD ．无法比较2．在B=0.48T 的匀强磁场中,有一个长为L 1=0.20m,宽为L 2=0.10 m 的矩形线圈,求下列情形通过线圈的磁通量:(1) 线圈平面与磁感方向平行； (2) 线圈平面与磁感方向垂直； (3) 线圈平面与磁感方向成60o角；(4) 若题（3）中线圈的匝数为100匝,结果又如何？3、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了D ．软铁棒中分子电流取向变得大致相同 【能力训练】1．利用安培分子电流假说可以解释下列哪些现象【 】A ．永久磁铁的磁场B ．直线电流的磁场C ．环形电流的磁场D ．软铁被磁化产生磁性2．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 ．分子电流的取向变得大致相同C ．分子电流的取向变得杂乱D ．分子电流的强度减弱3．图3-3-4是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下面说法正确的是【 】 (A)两棒均显磁性(B)两棒均不显磁性(C)甲棒不显磁性，乙棒显磁性 (D)甲棒显磁性，乙棒不显磁性☆4．一平面线圈用细杆悬于P 点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图3-3-6所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置B 和位置C 的过程中，下列对磁通量变化判断正确的是【 】 A ．一直变大 B ．一直变小 C ．先变大后变小 D ．先变小后变大☆5．在一个平面内有6根彼此绝缘的通电直导线，电流方向如图3-3-8所示，各导线的电流大小相等，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个区域的面积相等，则垂直纸面指向纸内磁通量最大的区域是______，垂直纸面指向纸外磁通量最大的区域是_______6．如图3-3-9所示，匀强磁场的磁感强度B=2．0T ，方向沿z 轴正方向，且ab=40cm ，bc=30cm ，ae=50cm ，求通过面积S 1(abcd)、S 2(befc)、S 3(aefd)的磁通量φ1、φ2、φ3分别是 、 、图3-3-1图3-3-2图3-3-4图3-3-9图3-3-83-3-5。
16.7 安培分子电流假说 磁性材料
16.7 安培分子电流假说磁性材料教学目标：1．知道安培的分子电流假说．2．知道电和磁是相互联系的．3．了解磁性材料及其应用．引入新课：从上节课的学习电我们发现磁体和电流这两种完全不同的物质的周围空间都存在着磁场，且通电螺线管周围的磁感线分布和条形磁铁非常相似，这说明了什么问题？电与磁之间一定有某种联系，磁体和电流的磁场本质上有可能存在相同的起源问题。
一、安培分子电流假说导体中的电流是由大量的自由电子的定向移动而形成的，而电流的周围又有磁场，所以电流的磁场应该是由于电荷的运动产生的．那么，磁铁的磁场是否也是由电荷的运动产生的呢？安培分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。
安培提出在磁铁中分子、原于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微小的磁体．每个环形分子电流的两个侧面必定同时出现，一面相当于N极，另一面相当于S极。
磁铁的分子电流的取向大致相同时，对外显磁性；磁铁的分子电流取向杂乱无章时，对外不显磁性。
对分子电流，结合环形电流产生的磁场的知识及安培定则，以便学生更容易理解“它的两侧相当于两个磁极”，这句话；并应强调“这两个磁极跟分子电流不可分割的联系在一起”，以便使他们了解磁极为什么不能以单独的N极或S极存在的道理。
二、假说的验证1、能解释实验现象：利用安培分子电流假说，解释一些磁现象，如磁化和退磁。
现象一：软铁棒被磁化。
演示：软铁棒未被磁化前无磁性；磁化后有磁性，能吸引大头针．可以用回形针、酒精灯、条形磁铁、充磁机做好磁化和退磁的演示实验，加深学生的印象。
举生活中的例子说明，比如磁卡不能与磁铁放在一起等等。
现象二：磁铁受到猛烈的敲击会失去磁性。
演示：猛击磁铁，观察小磁针偏转情况．2、近代的原子结构理论证实了分子电流的存在．根据物质的微观结构理论，微粒原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外电子带负电，电子在库仑力的作用下，绕核高速旋转，形成分子电流．当安培提出分子电流假说的时候，人们并不知道物质内部为什么会有分子电流，甚至，并不知道分子电流是否存在，分子电流假说只是安培在奥斯特实验的启发下，经过一定的观察和实验，概括抽象出来的，在当时，并没有经实践完全证实。
高中物理最基础考点考点安培分子电流假说新人教选修
考点25 安培分子电流假说安培分子电流假说(选修3-1第三章：磁场的第三节几种常见的磁场)★★○○1、安培的分子电流假说：由法国科学家安培根据电流周围存在磁场的规律提出的。
2、内容：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种电流——分子电流。
分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于磁体的两极。
1、用假说解释磁化：一条铁棒未被磁化时，内部分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性；当铁棒受到外界磁场作用时，各分子电流的取向变得大致相同，铁棒被磁化，两端对外显示出较强的磁作用，形成磁极。
2、用假说解释高温或撞击消磁现象：磁体受到高浊或猛烈撞击时会失去磁性，这是因为激烈的热运动或震动使分子电流的取向又变得杂乱无章了，故会失去磁性。
例：关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是( )A. 磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁B. 不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动C. 永久性磁铁的磁性不是由运动电荷产生的D. 根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此，任何磁体都不会失去磁性【答案】B【精细解读】运动的电荷才会产生磁场，静止的电荷不会产生磁场，所以并不是有电就有磁，故A错1．关于分子电流，下面说法中正确的是[ ]A．分子电流假说最初是由法国学者法拉第提出的B．分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的C．“分子电流”是专指分子内部存在的环形电流D．分子电流假说无法解释加热“去磁”现象【答案】B【精细解读】分子电流假说最初是由安培提出来的，A错误，“分子电流”并不是专指分子内部存在环形电流的，分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的，所以C错误B正确，加热去磁现象可以根据分子电流假说解释，构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，D错误2、一根软铁棒放在磁铁附近被磁化，这是因为在外磁场的作用下( )A. 软铁棒中产生了分子电流B. 软铁棒中分子电流消失C. 软铁棒中的分子电流取向变得杂乱无章D. 软铁棒中的分子电流取向变得大致相同【答案】D【精细解读】软铁棒未被磁化时，内部各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场相互抵消，对外不显磁性，当软铁棒受到外磁场作用时，各分子电流的取向变得大致相同，软铁棒被磁化，两端对外显示出较强的磁性．原子结构理论证实分子电流是存在的，不因为被磁化而产生或消失．正确选项为D.3、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环形电流I引起的．图中能正确表示安培假设中环形电流方向的是( )【答案】B【精细解读】地磁场的N极在地理位置的南极附近，由安培定则可知，用手握住地球，大拇指向下，则四指的方向就是环形电流的方向，故电流的方向如图B所示，选项B正确．每道试题20分，总计100分1、（2020学年河南南阳一中高二上学期期中）安培分子电流假说的实验基础是 ( )A. 软铁被磁化的实验B. 奥斯特通电导线周围存在磁场C. 直线电流的磁场与环形电流的磁场相似D. 通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似【答案】D2、关于安培分子电流假说，下列说法错误的是( )A．假说揭示了电流产生磁场的原因 B．假说揭示了磁现象的电本质C．磁体的磁场是由于电荷的运动产生的 D．一根铁棒不显磁性是因为分子电流取向杂乱【答案】A【精细解读】安培分子电流假说只是能说明电流可以产生磁场，解释不了电流产生磁场的原因，故选项A是错误的；安培的分子电流假说揭示了磁现象的电本质，磁体的磁场是由于电荷的运动产生的，说法B、C正确；一根不显磁性的铁棒，分子电流的取向是杂乱的，它们的磁场互相抵消，结果对外部不显磁性，说法D也正确．3、（多选）安培分子电流假说可用来解释（）A. 运动电荷受磁场力作用的原因B. 两通电导体有相互作用的原因C. 永久磁铁具有磁性的原因D. 软铁棒被磁化的现象【答案】CD【解析】安培所提出的“分子电流”的假说．安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存4、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【答案】C【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，故C 正确，ABD 错误。
高二物理探究电流周围的磁场试题
高二物理探究电流周围的磁场试题1.如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是（）A．两棒均显磁性B．两棒均不显磁性C．甲棒不显磁性，乙棒显磁性D．甲棒显磁性，乙棒不显磁性【答案】C【解析】由安培分子电流假说知：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，使每个微粒成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。
通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，对外不显磁性。
当外界磁场作用后，分子电流的取向大致相同，分子间相邻的电流作用抵消，而表面部分未抵消，它们的效果显示出宏观磁性。
故甲棒不显磁性，乙棒显磁性，C选项正确。
【考点】安培分子电流假说2.如图所示为两根互相平行的通电直导线a，b的横截面图，a，b中的电流方向已在图中标出，那么导线a中的电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向分别是： [ ]A．磁感线顺时针方向，磁场力向左B．磁感线顺时针方向，磁场力向右C．磁感线逆时针方向，磁场力向左D．磁感线逆时针方向，磁场力向右【答案】B【解析】根据右手螺旋定则判断直导线电流产生磁场的方向，顺时针；根据左手定则判断磁场力的方向。
故B正确。
思路分析：根据右手螺旋定则：四指指向电流缠绕方向，拇指即为通电螺线管的N极直接判断。
试题点评：考查右手螺旋定则的应用3.如图所示, 在水平放置的光滑绝缘杆ab上, 挂有两个相同的金属环M和N．当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确 [ ]A．两环静止不动B．两环互相靠近C．两环互相远离D．两环同时向左运动【答案】B【解析】因为同向电流相互吸引，所以两个环相互靠近，故选择B。
思路分析：根据电流产生的磁场进行判断受力情况。
磁感线垂直传入手心，四指指向电流的方向，那么拇指所指即为受力方向。
试题点评：考查电流产生的磁场的应用。
2019-2020高中物理第三章磁场第3节几种常见的磁场讲义+习题(含解析)-1
第3节几种常见的磁场1．知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说。
2．知道磁感线的定义和特点，了解几种常见磁场的磁感线分布。
3．会用安培定则判断电流的磁场方向.4．知道匀强磁场、磁通量的概念，并会计算磁通量。
一、磁感线1．定义：用来形象描述磁场的错误!强弱及错误!方向的曲线。
2．特点（1)磁感线的错误!疏密表示磁场的强弱.(2）磁感线上某点的错误!切线方向表示该点磁感应强度的方向。
二、几种常见的磁场电流的磁场方向可以用安培定则判断.1．直线电流的磁场方向的判断：右手握住导线，让伸直的拇指错误!电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是错误!磁感线环绕的方向。
2．环形电流的磁场方向的判断:让右手弯曲的四指与错误!环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上错误!磁感线的方向。
3．通电螺线管的磁场方向的判断：右手握住螺线管,让弯曲的四指跟□05电流的方向一致，拇指所指的方向就是错误!螺线管内部的磁场的方向，或者说拇指所指的方向是它的错误!北极的方向。
三、安培分子电流假说1．分子电流假说：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种错误!环形电流，即分子电流。
分子电流使每个物质微粒都成为错误!小磁体，它的两侧相当于两个错误!磁极.2．分子电流假说的意义:能够解释磁化以及退磁现象，解释磁现象的电本质。
3．磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由错误!电荷的运动产生的。
四、匀强磁场和磁通量1．匀强磁场(1)定义：错误!强弱、错误!方向处处相同的磁场。
（2）磁感线特点：错误!间隔相同的平行直线。
（3）实例：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，除边缘部分外,可以认为是匀强磁场，如图甲所示。
通电螺线管内部磁场(后面有图)、两个线圈之间的磁场（图乙)也可以认为是匀强磁场。
2．磁通量(1）定义:匀强磁场中磁感应强度B和与错误!磁场方向垂直的平面面积S的乘积.即Φ＝错误!BS。
（2）拓展：磁场B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向的错误!投影面积S′与B的乘积表示磁通量。
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安培分子电流假说磁性材料·典型例题解析
【例1】关于分子电流，下面说法中正确的是[ ]
A．分子电流假说最初是由法国学者法拉第提出的B．分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的
C．“分子电流”是专指分子内部存在的环形电流
D．分子电流假说无法解释加热“去磁”现象
解答：正确的是B．
点拨：了解物理学发展历史，不仅能做好这类题，也能帮助我们历史地去看待科学的发展进程．
【例2】回旋加速器的磁场B＝1.5T，它的最大回旋半径r＝0.50m．当分别加速质子和α粒子时，求：(1)加在两个D形盒间交变电压频率之比．
(2)粒子所获得的最大动能之比．
解析：(1)T＝2πm/Bq，故f P/fα＝q p mα/qαm P＝2．
(2)由r＝mv/Bq可得v＝Bqr/m，所以被加速粒子的动能E k＝mv2/2＝B2q2r2/2m．同一加速器最大半径r和所加磁场相同，故E P/Eα＝1．
点拨：比例法是解物理问题的有效方法之一．使用的程序一般是：根据研究对象的运动过程确定相应的物理规律，根据题意确定运动过程中的恒量，分析剩余物理量间的函数关系，建立比例式求解．
【例3】如图16－74所示是显像管电子束运动的示意图．设加速电场两极间的电势差为U，垂直于纸平面的匀强磁场区域的宽度为L，要使电子束从磁场出来在图中所示120°范围内发生偏转(即上、下各偏转60°)，磁感应强度B的变化范围如何？(电子电量e、质量m已知)
点拨：这是彩色电视机显像管理想化以后的模型．先确定电子运动的圆心
再结合几何知识求解．
参考答案
【例4】显像管的工作原理是阴极k发射的电子束经高压加速电场(电压力U)加速后，垂直正对圆心进入磁感应强度为B．半径为r的圆形匀强偏转磁场(如图16－75所示)，偏转后轰击荧光屏P，荧光屏受激而发光，在极短的时间内完成一幅扫描．若去离子水质量不好，所
称为离子斑．如发生上述情况，试分析说明暗斑集中在荧光屏中央的原
跟踪反馈
1．磁性是物质的一种普遍性质，大到宇宙中的星球，小到电子、质子等微
观粒子，几乎都会呈现出磁性．地球就是一个巨大的磁体，在一些生物体内也有微量强磁性物质，研究表明：鸽子正是利用体内所含的微量强磁性物质在地磁场中所受到的作用来帮助辨别方向的．如果在鸽子身上缚一块永磁体材料，
且其附近的磁感应强度比地磁场更强，则[ ]
A．鸽子仍能辨别方向B．鸽子更容易辨别方向
C．鸽子会迷失方向
D．不能确定鸽子是否会迷失方向
2．关于分子电流的假说，是安培
[ ]
A．通过精密仪器观察到分子电流而提出的B．根据环形电流的磁场分布与条形磁铁相似提出的
C．根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸取引提出的
D．根据电子绕核旋转的理论提出的
3．一根软铁棒放在磁铁附近会被磁化，这是因为
[ ]
A．在外磁场中作用下，软铁棒中的分子电流取向变得大致相同B．在外磁场中作用下，软铁棒中产生分子电流
C．在外磁场中作用下，软铁棒中的分子电流消失
D．在外磁场中作用下，软铁棒中的分子电流取向变得杂乱无章
4．如图16－76所示，在一个半径R＝5.0cm的圆形截面上，分布着磁感强度B＝0.50T的匀强磁场．如果在圆面的中心处有一个电子，电子质量m＝
9.1×10-31kg，电量e＝1.6×10-19C．求这个电子要穿离上述磁场区域所具有的动能多大？
参考答案
1．C 2．B 3．A 4．2.2×10-12J。