物理必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步1 磁场 磁感线学案及答案

这是一份物理必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步1 磁场 磁感线学案及答案，共20页。


知识点一 电和磁的联系
[观图助学]
(1)上海磁悬浮列车加速到平稳运行之后，速度是430千米每小时，速度之高竟超过了F1赛车的最高时速，这其中包含的物理知识是什么呢？

(2)指南针是我国古代四大发明之一，它对促进人类航海事业的发展产生了巨大的影响，你知道指南针为什么指南吗？
(3)信鸽有惊人的远距离辨认方向的本领。试猜想：信鸽高超的认路本领是依赖于什么？
1.磁现象
(1)磁性：物质具有吸引铁质物体的性质叫磁性。
(2)磁体：天然磁石和人造磁铁都叫作磁体。
(3)磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极。能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫作南极(S极)，指北的磁极叫作北极(N极)。
(4)磁极间相互作用规律：自然界中的磁体总存在着两个磁极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
2.电流的磁效应
(1)1820年，奥斯特发现：把一根导线平行地放在磁针的上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，说明电流能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应。
(2)电流磁效应的发现，用实验展示了电与磁的联系，说明电与磁之间存在相互作用。
[思考判断]
(1)奥斯特实验说明了磁场可以产生电流。(×)
(2)天然磁体与人造磁体都能吸引铁质物体。(√)
(3)单独一个带电体可以只带正电荷(或负电荷)，同样磁体也可以只有N极或S极。(×)
(4)磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁。(×)
知识点二 磁 场
[观图助学]
观察三幅图片，请思考：
甲图中的小磁针为什么会发生偏转？乙图中的通电导线为什么会运动起来？丙图中通电导线之间的相互作用是怎样发生的？
1.磁体、电流间的相互作用
(1)磁体与磁体间存在相互作用。
(2)通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。
(3)两条通电导线之间也有作用力。
2.磁场
(1)定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导线之间，以及通电导线与通电导线之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质。
(2)磁场的存在形式：磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒的形式存在，而是以场的形式存在。
(3)磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针N极受力的方向，也就是小磁针静止时N极所指的方向，就是这一点的磁场方向。
(4)磁场的基本性质：磁极与磁极之间，磁极与电流之间，电流与电流之间都是通过磁场相互作用的，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导线能产生力的作用。
[思考判断]
(1)磁场不是真实存在的，而是一种理想化的模型。(×)
(2)磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质。(√)
(3)通电导线和通电导线之间的相互作用是通过电场发生的。(×)
(4)磁场并不是真实存在的，而是人们假想出来的。(×)
(5)磁场的基本性质是对处在磁场中的磁极或通电导线有力的作用。(√)
知识点三 磁感线
[观图助学]
如图所示，在玻璃板上撒一层细铁屑，放入磁铁的磁场中，轻敲玻璃板，由细铁屑的分布可以模拟磁感线的形状，由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的？磁感线有什么特点？磁感线是磁场中真实存在的吗？
1.定义：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。
2.物理意义：用来形象地描述磁场的强弱和方向，并不真正存在。
3.描述方法：磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向，曲线的疏密表示磁场的强弱。
[思考判断]
(1)磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指的方向一致。(√)
(2)磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止。(×)
(3)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。(×)
知识点四 安培定则
[观图助学]
如图所示，是奥斯特实验装置图，导线通上电流，小磁针发生偏转，奥斯特发现了电流的磁效应，那么通电直导线周围的磁场是怎样分布的呢？
1.直线电流的磁场
安培定则：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图甲所示。
2.通电螺线管的磁场
安培定则：右手握住螺线管，让弯曲的四指与环形电流的方向一致，
伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，如图乙所示。

甲 乙
3.环形导线可以看成只有一匝的螺线管，如图所示。
丙
[思考判断]
(1)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆。(√)
(2)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁体周围的磁场。(√)
关于奥斯特实验的几点说明
(1)操作技巧：为了排除地磁场的影响，导线应沿南北方向水平放置在小磁针的正上方。
(2)实验结论：电流具有磁效应，即电流可以产生磁场。
(3)实验意义：首次揭示了电与磁之间的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元。
奥斯特实验证明了电流周围存在磁场，实际实验时必须考虑地磁场的影响，让通电导线沿南北方向放置，使电流产生的磁场方向与地磁场方向尽量不一致，这样实验效果明显。
(1)磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，都是通过磁场发生的。
(2)自然界有两种基本的物质形态：实物和场。
①实物即具体的、有形的物质形态，由物质粒子组成。
②场是物质的另一种存在形态，和实物一样，也是客观存在的。电场和磁场已被证明是一种客观存在。
实验时利用被磁化的铁屑来显示磁感线的分布情况，使抽象的磁场变得形象具体，但磁感线是假想出来的，不是由铁屑排列而成的。
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N极的指向是N极受到磁场力的方向，N极受力的方向是该位置的磁感应强度的方向，在螺线管内部，磁感应强度方向由S极指向N极。所以小磁针的N极指向螺线管的N极。
核心要点 对磁场和奥斯特实验的理解
[观察探究]
如图所示，物理学家奥斯特通过该装置得出了电流磁效应。
(1)小磁针水平放置，若导线中没有通电流，静止时它的N极指向何方？
(2)若给导线通电时，小磁针发生了明显的偏转，导线应该如何放置？小磁针为何会在导线通电时发生偏转？
答案 (1)导线没有通电时，N极指向北方。
(2)导线应沿南北方向水平放置在小磁针上方。原因是电流可以产生磁场。
[探究归纳]
1.电场与磁场的比较
2.理解
(1)磁场是一种特殊物质，它的基本性质是对放入磁场中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其基本性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，而不会对放入静电场中的磁体产生力的作用。因此，磁场和电场是两种不同的物质，具有各自的特点。
(2)磁场与电场一样，都是物质，作为一种特殊的物质——场，电场与磁场有相同点也有不同点，不要认为电场与磁场是同一种物质。不要把电流与电流之间的相互作用误理解为电荷与电荷之间的相互作用。
[试题案例]
[例1] (多选)下列有关磁场的说法中，正确的是( )
A.磁体周围的空间存在看不见、摸不着的磁场
B.磁极间的相互作用是通过磁场发生的
C.磁场是有方向的，在磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同
D.在磁场中的某点，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同
解析 磁场虽然看不见、摸不到，但它是一种客观存在的物质，它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用，磁极间的相互作用就是通过磁场发生的，磁场具有方向性，在磁场中的某点，小磁针北极所受磁场力的方向与该点的磁场方向一致，南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相反(磁场方向的另一种描述方法)，故A、B、C正确，D错误。
答案 ABC
方法总结 对磁场的理解
[例2] 物理实验都需要有一定的控制条件。奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响。关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是( )
A.该实验必须在地球赤道上进行
B.通电直导线应该竖直放置
C.通电直导线应该水平东西方向放置
D.通电直导线应该水平南北方向放置
解析 小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选D。
答案 D
[针对训练1] 奥斯特实验说明了( )
A.磁场的存在 B.磁场的方向性
C.电流可以产生磁场 D.磁体间有相互作用
解析 奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，即电流产生了磁场。故正确答案为C。
答案 C
核心要点 磁感线和电流的磁场
[观察探究]
如图所示是电路没接通时两个小磁针的指向。
(1)接通后，两个小磁针的N极指向一致吗？
(2)同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的规律在螺线管内部适用吗？
答案 (1)不一致。(2)不适用。
[探究归纳]
1.磁感线的特点
(1)在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极。
(2)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向即过该点的磁感线的切线方向。
(3)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断。
(4)磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在。
2.常见永磁体的磁场(如图所示)
3.常见的三种电流磁感线分布
说明：
用“×”表示磁场方向垂直于纸面向里，用“·”表示磁场方向垂直于纸面向外，用“⊗”表示电流方向垂直于纸面向里，用“⊙”表示电流方向垂直于纸面向外，则可方便、直观地描述磁感线的分布。“×”可想象成从箭尾向箭头看到的情景，“·”可想象成迎着箭头看到的情景。
[试题案例]
[例3] 关于磁感线，下列说法中正确的是( )
A.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
B.磁感线总是从N极到S极
C.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致
D.两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交
解析 磁感线是为了形象描述磁场而假想的有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示磁场的方向，曲线的疏密表示磁场的强弱，所以C正确，A错误；在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线不相交，所以B、D错误。
答案 C
[例4] 电路没接通时三个小磁针方向如图所示，接通电路后确定三个小磁针的转向及最后N极的指向。(其中小磁针3在螺线管内部)
解析 由安培定则可知螺线管内部磁场方向由左向右，故小磁针3顺时针转动，最后N极指右；小磁针1所在位置处磁场方向向左，故小磁针1逆时针转动，最后N极指左；小磁针2所在位置处磁场方向向右，小磁针2顺时针转动，最后N极指右。
答案 小磁针1逆时针转动，最后N极指左；小磁针2顺时针转动，最后N极指右；小磁针3顺时针转动，最后N极指右。
方法总结
(1)通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似，也是从N极出来，进入S极。通电螺线管内部的磁感线跟螺线管的轴线平行，方向由S极指向N极，并和外部的磁感线连接，形成环绕的闭合曲线。
(2)判断小磁针N极的指向，需要先判断小磁针所在处那一点的磁感线方向。
[针对训练2] (多选)如图是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是( )
A.图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极
B.图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极
C.图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极
D.图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极
解析 图甲是条形磁铁外部磁感线分布示意图，外部磁场的磁感线是从磁铁的N极出来，进入磁铁的S极，故A正确，B错误；图乙是两异名磁极磁感线分布示意图，磁感线仍然是从磁铁的N极出来，进入磁铁的S极，故C错误，D正确。
答案 AD
[针对训练3] 如图所示，一枚小磁针放在半圆形导线环的环心O处，当导线中通以如图所示方向的电流时，小磁针将如何偏转( )
A.沿顺时针方向转动
B.沿逆时针方向转动
C.N极转向纸里，S极转向纸外
D.N极转向纸外，S极转向纸里
解析 由安培定则知，环形电流内部磁场方向垂直纸面向里，故N极转向纸里，选项C正确。
答案 C
核心要点 安培分子电流假说
[要点归纳]
1.安培分子电流假说的内容
安培认为，在物质内部，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
安培的分子电流假说揭示了磁场的起源，它使我们认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动电荷产生的。
[试题案例]
[例5] 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.不管是磁体产生的磁场还是电流产生的磁场都起源于电荷的运动
C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的
D.根据安培分子电流假说可知，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
[针对训练4] 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
解析 根据安培的分子电流假说可知，分子电流使每个分子相当于一个小磁针，甲铁棒中各分子电流取向是杂乱无章的，磁性抵消，对外不显示磁性；乙棒内部各分子电流取向大致相同，分子电流的磁性增强，对外显示磁性，C正确。
答案 C
1.(对磁场概念的理解)下列关于磁场的说法中，正确的是( )
A.磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C.磁极与磁极之间是直接发生作用的
D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
解析 磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，是不以人的意志为转移的，所以A正确，B、D错误；磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间的作用都是通过它们的磁场发生的，所以C错误。
答案 A
2.(对磁感线的理解)关于磁感线与电场线的描述，正确的是( )
A.电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极
B.电场线一定是不闭合的，磁感线一定是闭合的
C.磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹
D.电场线和磁感线实际上均存在，只是肉眼看不到
解析 磁感线没有起点也没有终点，是闭合的曲线。静电场中的电场线不是闭合曲线，起始于正电荷(或无穷远处)，止于无穷远处(或负电荷)，故A错误，B正确；磁感线是描述磁场强弱和方向的形象曲线，当磁感线是曲线时，小磁针在磁场力作用下的运动轨迹并不一定与其重合，故选项C错误；电场线和磁感线都是为了描述抽象的场而人为引入的曲线，实际上并不存在，选项D错误。
答案 B
3.(对安培定则的理解与应用)如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转。首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是( )
A.物理学家伽利略，小磁针的N极转向纸内
B.天文学家开普勒，小磁针的S极转向纸内
C.物理学家牛顿，小磁针静止不动
D.物理学家奥斯特，小磁针的N极转向纸内
解析 首先发现电流的磁效应的科学家是奥斯特，根据右手螺旋定则和小磁针N极受力方向为该点磁场方向可知D正确。
答案 D
4.(安培定则的理解与应用)如图所示，a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是( )
A.a、b、c均向左 B.a、b、c均向右
C.a向左，b向右，c向右 D.a向右，b向左，c向右
解析 小磁针静止时N极的指向与该点磁感线的方向相同，如果a、b、c三处磁感线的方向确定，那么三枚小磁针静止时N极的指向也就确定。所以，只要画出通电螺线管的磁感线(如图所示)，即可知a磁针的N极在左边，b磁针的N极在右边，c磁针的N极在右边。
答案 C
基础过关
1.下列关于磁场的说法中正确的是( )
A.磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的
B.将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用
C.把磁体放在真空中，磁场就消失了
D.当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失
解析 理解磁场的物质性时应与电场类比，磁场看不见、摸不着，但不会因主观意志而存在或消失，磁场与电场一样，都是场物质。磁场是磁体、电流或运动电荷周围存在的一种特殊物质。说它“特殊”，是因为它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同，它不是以微粒形式存在，而是以一种“场”的形式存在；说它是“物质”，是因为它和我们常见的实物一样，能对放在其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。因此我们说磁场是和我们常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质。虽然它看不见、摸不着，但可以通过它的基本性质反映出来。
答案 B
2.(多选)关于磁场和电场，下列说法中正确的是( )
A.磁场和电场一样，是同一种物质
B.磁场的最基本特性是对处在磁场中的磁极或电流有磁场力的作用
C.磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的
D.电流与电流之间的相互作用是通过电场进行的
解析 磁场与电场的基本性质不同、产生的原因不同，因此不是同一种物质。故A错误；磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流有力的作用，B正确；磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间都是通过磁场相互作用的，C正确，D错误。
答案 BC
3.(多选)下列各选项图表示磁场的磁感线，据图分析磁场中a点的磁场比b点的磁场强的是( )
解析 磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线分布越密的地方，磁场越强，磁感线分布越疏的地方，磁场越弱，故A、C图中a点的磁场比b点的磁场强，A、C正确。
答案 AC
4.如图是条形磁铁的部分磁感线分布示意图，关于图中a、b两点磁场的描述，正确的是( )
A.a点的磁场方向为图中Ba指向
B.b点的磁场方向为图中Bb指向
C.a点的磁场比b点强
D.a点的磁场比b点弱
解析 磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向，题图中a、b两点的磁场方向均是错误的，故A、B错误；磁感线疏密表示磁场的强弱，a点的磁感线比较密，则a点磁场比b点强，故C正确，D错误。
答案 C
5.如图所示，小磁针所指方向正确的是( )
解析 A图中小磁针所在位置磁感线方向向上，因此小磁针N极指向上方，选项A正确；B图中小磁针所在位置磁感线方向水平向右，因此小磁针N极指向右，选项B错误；根据C图中所给磁感线方向可知，小磁针N极指向左上方，选项C错误；D图中小磁针所在位置磁场方向沿磁感线水平向左，因此小磁针N极应指向左，故D错误。
答案 A
6.为了判断一个未知正负极的蓄电池极性，某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，如图所示。用M、N和P、Q分别表示蓄电池和螺线管两极，下列判断正确的是( )
A.电源M端为正极
B.电源N端为正极
C.螺线管P端为S极
D.螺线管内部磁场方向由P指向Q
解析 小磁针的N极向螺线管偏转说明小磁针所在位置磁场方向向左，即螺线管P端为N极，Q端为S极，选项C错误；在螺线管的内部磁场方向由S极指向N极，所以螺线管内部磁场方向由Q指向P，选项D错误；根据安培定则可知，在电源外部电流从N流向M，电源N端为正极，选项A错误，B正确。
答案 B
7.实验室有一旧的学生直流电源，输出端的符号模糊不清，无法辨认正负极。某同学设计了下面判断电源极性的方法：在桌面上放一个小磁针，在磁针东面附近放一螺线管，如图所示，闭合开关后，小磁针指南的一端向东偏转，下述判断正确的是( )
A.电源的A端是正极，在电源内部电流由A流向B
B.电源的A端是正极，在电源内部电流由B流向A
C.电源的B端是正极，在电源内部电流由A流向B
D.电源的B端是正极，在电源内部电流由B流向A
解析 由于小磁针指南的一端向东偏转，所以螺线管的西端为N极，由安培定则可知电源的B端为正极，在电源外部电流由B通过螺线管流向A，在电源内部电流由A流向B，故C正确。
答案 C
8.如图所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计缓慢向上移动时，弹簧测力计的示数( )
A.不变 B.逐渐减小
C.先减小再增大 D.先增大再减小
解析 弹簧测力计向上移动时，铁球受到的磁场力逐渐减小，因此弹簧测力计的示数减小。选项B正确。
答案 B
9.如图所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁场。试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。
解析 根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向里，b中电流方向从下向上，c中电流方向是逆时针方向，d中磁感线方向向下，e中磁感线方向向左，f中磁感线方向向右。
答案 见解析
10.如图所示，两根非常靠近且互相垂直并互相绝缘的长直导线，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Ⅰ B.区域Ⅱ
C.区域Ⅲ D.区域Ⅳ
解析 由安培定则可知，I1电流在其上方产生的磁场方向垂直纸面向里，I2电流在其右方产生的磁场方向向里，故只有在区域Ⅰ，两个电流产生的磁场才都向里，选项A正确。
答案 A
能力提升
11.如果你看过中央电视台体育频道的象棋讲座，就会发现棋子都是由磁性材料制成的。棋子不会掉下来是因为( )
A.质量小，重力可以忽略不计
B.受到棋盘对它向上的摩擦力
C.棋盘对它的吸引力与重力平衡
D.它一方面受到棋盘的吸引力，另一方面还受到空气的浮力
解析 磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力，棋盘对棋子有弹力，重力使棋子有向下滑动的趋势，因此棋子受到棋盘对它向上的静摩擦力，此力和重力平衡，使棋子不会掉下来(由于空气浮力远小于重力，故可以忽略不计)，选项B正确。
答案 B
12.(多选)如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方。若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间，小磁针N极向纸面内偏转，则带电粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束
B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束
D.向左飞行的负离子束
解析 由小磁针N极向纸面内偏转，知离子束下方磁感线垂直纸面向里，由安培定则可知，位于小磁针上方直线电流方向向右，若这束粒子带正电，则向右飞行，若带负电，则向左飞行，故A、D正确。
答案 AD
13.如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是( )
A.a、b、c的N极都向纸里转
B.b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转
C.b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转
D.b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转
解析 带负电圆环顺时针转动，形成逆时针方向的等效电流，根据安培定则，判断出环内、外磁场方向，环内向纸外，环外向纸里，可知小磁针转动方向，b的N极向纸外转，a、c的N极向纸里转。
答案 B
14.(多选)家用照明电路中的两根导线是相互平行的，当用电器正常工作时，两根导线中有如图所示的大小、方向周期性变化的电流，关于两根导线之间的作用力，下列说法正确的是( )
A.两根导线之间始终没有作用力
B.火线中电流产生的磁场会对零线产生力的作用，但火线不会受到力的作用
C.两根导线之间有时有作用力，有时没有
D.零线对火线有作用力时，火线对零线也一定有作用力
解析 零线与火线中的电流始终等大反向，当火线中有电流时，零线中也有电流，此时火线中电流产生的磁场会对零线产生力的作用，反过来零线中电流产生的磁场也会对火线产生力的作用；在某些时刻，火线和零线中的电流均为零，则此时两根导线之间没有力的作用。故选项C、D正确。
答案 CD核心素养
物理观念
科学思维
科学探究
1.了解磁现象在人类生活中的作用，理解科学技术在社会发展中的作用。
2.知道磁场的概念，理解一切磁相互作用都是通过磁场来实现的。
3.理解磁感线的概念，会用磁感线描述电流的磁场。
了解磁现象在现代生活中的应用，培养学生热爱科学的精神。
理解安培定则，会判断电流周围的磁场。
电场
磁场
场源
电荷
磁体、电流、运动电荷
基本
性质
对放入其中的电荷有静电力的作用
对放入其中的磁体、通电导线、运动电荷有磁场力的作用
相同点
磁场和电场都是客观存在的特殊物质，都具有能量
基本性质
对放入其中的磁体或通电导线有力的作用
客观性质
磁场不是由分子、原子、离子组成的，但它是一种客观存在的物质
特殊性质
磁场不是以微粒形式存在的，而是以场的形式存在
方向特性
磁场是具有方向的，磁场的方向就是小磁针N极在磁场中受力的方向，或能自由转动的小磁针静止时N极的指向
安培定则
立体图
横截面图
纵截面图
直线电流
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