新教材2023版高中物理第十三章電磁感應與電磁波初步1.磁場磁感線課件新人教版必修第三冊

1．磁場磁感線必備知識·自主學習關鍵能力·合作探究課堂檢測·素養(yǎng)達標新課程標準核心素養(yǎng)目標1.能列舉磁現象在生產生活中的應用2．了解我國古代在磁現象方面的研究成果及其對人類文明的影響3．會用磁感線描述磁場4．關注與磁相關的現代技術發(fā)展物理觀念知道磁場的概念，認識磁感線科學思維知道磁感線的定義及特點，會用磁感線描述磁場科學探究通過磁場對電流作用現象的觀察，體會磁場的物質性；通過演示實驗現象，觀察體會磁感線描繪磁場的意義，培養(yǎng)學生的空間想象能力科學態(tài)度與責任領略磁現象的奇妙與和諧，發(fā)展對科學的好奇心與求知欲，樂于探究磁現象的奧秘必備知識·自主學習一、電和磁的聯系磁場1.磁極之間的相互作用：同名磁極相互________，異名磁極相互________．2．奧斯特實驗：把導線放置在指南針的________，通電時磁針轉動了．實驗意義：奧斯特實驗發(fā)現了電流的________，即電流可以產生磁場，首次揭示了________的聯系．3．磁場：磁體與磁體之間、磁體與通電導體之間，以及通電導體與通電導體之間的相互作用，是通過________發(fā)生的，磁場是磁體或電流周圍一種看不見、摸不著的客觀存在的________．排斥吸引上方磁效應電與磁磁場物質二、磁感線1．磁場的方向：物理學規(guī)定，在磁場中的某一點，小磁針靜止時________所指方向就是該點磁場的方向．2．磁感線(1)定義：在磁場中畫出一些有方向的曲線，曲線上每一點的________都跟這點磁場的方向一致，這樣的曲線就叫作磁感線．(2)特點①磁感線的________表示磁場的強弱．磁場強的地方，磁感線________；磁場弱的地方，磁感線________．②磁感線某點的________表示該點磁場的方向．N極切線方向疏密較密較疏切線方向[提升]類比法理解磁場的概念所有與磁現象有關的相互作用，都是通過磁場發(fā)生的，可與電荷間的相互作用相類比．如圖所示．三、安培定則1．直線電流的磁場安培定則：如圖1甲所示，用________握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，___________所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向．直線電流周圍的磁感線分布情況如圖乙所示．右手彎曲的四指2．環(huán)形電流的磁場安培定則：如圖2甲所示，讓右手彎曲的________與環(huán)形電流的方向一致，伸直的______________就是環(huán)形導線軸線上磁場的方向．四指拇指所指的方向3．通電螺線管的磁場安培定則：如圖3所示，用右手握住螺線管，讓彎曲的四指與________________一致，伸直的拇指所指的方向就是___________磁場的方向．螺線管電流的方向螺線管軸線上【思考辨析】判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”．(1)天然磁體和人造磁體都能吸引鐵質物體．(

)(2)磁場看不見、摸不著，因此磁場是人們假想的，實際并不存在．(

)(3)電流與電流的相互作用是通過電場產生的．(

)(4)磁感線可以用細鐵屑來顯示，因而是真實存在的．(

)(5)一環(huán)形電流產生的磁場，環(huán)內的磁感線與環(huán)外的磁感線數目相等．(

)√×××√關鍵能力·合作探究探究點一磁場和磁感線導學探究觀察三幅圖片，請思考：甲圖中的小磁針為什么會發(fā)生偏轉？乙圖中的通電導線為什么會運動起來？丙圖中通電導線之間的相互作用是怎樣發(fā)生的？提示：甲圖中，電流對小磁針力的作用是通過電流的磁場發(fā)生的；乙圖中，磁體對通電導線力的作用是通過磁體的磁場發(fā)生的；丙圖中，電流對另一個電流力的作用是通過該電流的磁場發(fā)生的．探究總結1.磁場的客觀性：磁場與電場一樣，也是一種物質，是一種看不見而又客觀存在的特殊物質．2．磁場的基本性質：對放入其中的磁極、電流、運動的電荷有力的作用．3．磁感線的特點(1)在磁體外部，磁感線從N極發(fā)出，回到S極；在磁體內部由S極回到N極．(2)磁感線的疏密程度表示磁場的強弱，磁感線較密的地方磁場較強；磁場方向即過該點的磁感線的切線方向．(3)磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷．(4)磁感線是人們?yōu)榱诵蜗竺枋龃艌龆傧氲木€，并不真實存在．4．常見永磁體的磁場(如圖所示)典例示范例1下列關于磁場的說法中正確的是(

)A．磁體周圍的磁場看不見、摸不著，所以磁場不是客觀存在的B．將小磁針放在磁體附近，小磁針會發(fā)生偏轉是因為受到磁場力的作用C．把磁體放在真空中，磁場就消失了D．當磁體周圍撒上鐵屑時才能形成磁場，不撒鐵屑磁場就會消失【答案】

B【解析】磁場看不見、摸不著，但不會因主觀意識而存在或消失，磁場與電場一樣，都是物質．磁場是磁體、電流或運動電荷周圍存在的一種特殊物質，說它“特殊”，是因為它和我們常見的以分子、原子、離子組成的物質不同，它不是以微粒形式存在，而是以一種“場”的形式存在；說它是“物質”，是因為它和我們常見的實物一樣，能對放在其中的磁體、通電導體和運動電荷有力的作用．因此我們說磁場是一種客觀存在的物質．例2[2022·安徽合肥質檢]如圖所示，表示蹄形磁鐵周圍的磁感線，磁場中有a、b兩點，下列說法正確的是(

)A．a、b兩處的磁場強弱相等B．a、b兩處的磁場強弱不等，b點較強C．蹄形磁鐵的磁感線起始于蹄形磁鐵的N極，終止于蹄形磁鐵的S極D．a處沒有磁感線，所以該處沒有磁場

【答案】

B【解析】由于磁感線較密處磁場較強，由題圖可知b處的磁感線較密，a處的磁感線較疏，故b處磁場較強，A錯，B對；磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點，故C錯；在沒畫磁感線的地方，并不表示沒有磁場存在，故D錯．針對訓練1

如圖所示，假設將一個小磁針放在地球的北極點上，那么小磁針的N極將(

)A．指北

B．指南C．豎直向上D．豎直向下答案：D解析：我們已經知道地球的地理北極點可以近似地認為是地磁的南極，根據磁體的同性相斥，異性相吸，所以小磁針的N極將豎直向下，故D正確．針對訓練2

[教材P108(練習與應用)T6變式]已知通電螺線管和條形磁鐵的磁感線相似，如圖所示：則圖中哪個小磁針所在處的磁場較強，為什么？解析：由題圖知，左邊小磁針所在處的磁感線較密，故左邊小磁針所在處的磁場較強．探究點二安培定則及其應用導學探究如圖所示是電路沒接通時兩個小磁針靜止時的指向．(1在螺線管外部，2在螺線管內部)(1)接通后，兩個小磁針靜止時的N極指向一致嗎？(2)同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引的規(guī)律在通電螺線管內部適用嗎？

提示：(1)不一致．(2)不適用．探究總結三種常見電流的磁場

安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導線上任意點為圓心的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱環(huán)形電流內部磁場比環(huán)外強，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內部為勻強磁場且比外部強，方向由S極指向N極；外部類似條形磁鐵，方向由N極指向S極提醒：(1)磁場是分布在立體空間的．(2)利用安培定則不僅可以判斷磁場的方向，還可以根據磁場的方向判斷電流的方向．(3)環(huán)形電流相當于小磁針，通電螺線管相當于條形磁鐵，應用安培定則判斷時，拇指所指的一端為它的N極．典例示范例3(多選)如圖所示，螺線管中通有電流，如果在圖中的a、b、c三個位置上各放一個小磁針，其中a在螺線管內部，則(

)A．放在a處的小磁針的N極向左B．放在b處的小磁針的N極向右C．放在c處的小磁針的S極向右D．放在a處的小磁針的N極向右【答案】

BD【解析】由安培定則可知，通電螺線管的磁場如圖所示，右端為N極，左端為S極，在a點磁場方向向右，則小磁針在a點時，N極向右，A項錯誤，D項正確；在b點磁場方向向右，則磁針在b點時，N極向右，B項正確；在c點，磁場方向向右，則磁針在c點時，N極向右，S極向左，C項錯誤．遷移拓展在【例3】中，若電源正負極改為未知，并在螺線管右側放置一小磁針，變成如圖所示情形，則下列判斷正確的是(

)A．E為蓄電池正極B．螺線管P端為S極C．流過電阻R的電流方向向上D．管內磁場方向由P指向Q答案：C解析：由題知，閉合開關時，螺線管Q端為S極，管內磁場方向由Q指向P，根據安培定則判斷知，E為蓄電池的負極，電阻R中的電流方向向上，故C項正確．針對訓練3

下列關于小磁針在磁場中靜止時的指向，正確的是(

)答案：C解析：根據同名磁極相互排斥可知，選項A錯；由安培定則可知環(huán)形電流中心線上的磁場方向由右向左，小磁針N極受到的磁場力向左，選項B錯；根據安培定則可知通電螺線管內部磁場向右，內部小磁針N極受到的磁場力向右，選項C對；根據安培定則可知通電直導線右邊磁場向里，小磁針N極受到的磁場力向里，選項D錯．針對訓練4

如圖中(a)(b)兩圖已經標出了通電導線中的電流方向，請畫出幾條磁感線并標明方向，(c)(d)兩圖中已經畫出了通電導線周圍磁場的幾條磁感線，請標明通電導線中的電流方向．解析：如圖所示，由安培定則進行判斷．(a)中：磁感線方向逆時針(俯視)．(b)中：中心軸線的磁場方向向左．(c)中：電流方向逆時針(俯視)．(d)中：電流方向向下(外側)．課堂檢測·素養(yǎng)達標1．[教材P108(練習與應用)T5變式]如圖，小磁針放在線圈左側，且兩者處于同一平面內．當在線圈中通入逆時針方向的電流后，小磁針S極的指向是(

)A．垂直紙面向里B．向上C．垂直紙面向外

D．向下答案：C解析：線圈通入逆時針方向的電流，由安培定則知在左側產生垂直紙面向里的磁場，小磁針S極指向磁場的反方向，知C對．2．把一個小磁針放置在如圖所示的磁場(未標出方向)中，靜止時的指向如圖所示．下列分析正確的是(

)A．S極指向該點磁場方向B．N極指向該點磁場方向C．該磁場是勻強磁場D．a點的磁場方向水平向右答案：B解析：物理學上規(guī)定：小磁針靜止時N極所指的方向就是該點的磁場方向，故B正確；該點的磁場方向與S極指的方向相反，故A錯誤；由圖看出，該磁場的磁感線分布不均勻，說明各處的磁感應強度不是處處相同，所以該磁場不是勻強磁場，故C錯誤；a點的磁場方向沿磁感線的切線方向：斜向右上方，故D錯誤．3．1820年4月的一天，奧斯特在上課時，無意中讓通電導線靠近小磁針，突然發(fā)現小磁針偏轉．這個現象并沒有引起在場其他人的注意，而奧斯特卻是個有心人，他非常興奮，緊緊抓住這個現象，接連三個月深入地研究，反復做了幾十次實驗．如圖所示，關于奧斯特的實驗，下列操作中一定能夠觀察到小磁針偏轉的是(

)A．通電導線AB東西放置，小磁針放在導線正下方，閉合開關B．通電導線AB南北放置，小磁針放在導線正下方，閉合開關C．通電導線AB東西放置，小磁針放在導線正下方，改變電流方向D．通電導線AB南北放置，小磁針放在AB延長線的B端外側，改變電流大小答案：B解析：奧斯特發(fā)現電流周圍存在磁場，對小磁針有磁場力作用，但地磁場也對小磁針有磁場力作用(指向南北)，所以為了避免地磁場的影響，應將通電導線南北放置，小磁針放在導線的下方或上方，若偏轉說明是通電導線的磁場引起的，故B正確．4．電流的磁效應揭示了電與磁的關系．下面四幅圖中描述磁場方向與電流方向之間的關系，其中磁感線分布正確的是(

)答案：A解析：根據安培定則可知，因電流方向向上，導線右側磁場方向垂直紙面向里，而左側則是垂直紙面向外，故A正確；同理，根據安培定則可知，因電流方向從右旋轉到左，則螺線管內部磁場方向由左向右，因此左端是S極，右端是N極，故B錯誤；同理，根據安培定則可知，因環(huán)形電流向里，則環(huán)形導線內部磁場方向從右向左，故C錯誤；因電流豎直向下，依據安培定則可知，磁場方向俯視看應該是順時針方向，故D錯誤．5．當導線中分別通以圖示方向的電流，小磁針