2024年新教材高中物理13.1磁場磁感線講義新人教版必修第三冊

磁場磁感線1．知道磁場的基本特性是對處在它里面的磁極或電流有磁場力的作用，知道磁極和磁極之間、磁極和電流之間、電流和電流之間都是通過磁場發(fā)生相互作用的；2．會用磁感線描述磁場；3．知道通電直導線和通電線圈四周磁場的方向。1．對磁場的理解，磁場的基本性質(zhì)。2．對磁感線的理解。3．常見幾種磁場的磁感線分布及安培定則的應用。一、電和磁的聯(lián)系1．磁極：自然界中的磁體總是存在兩個磁極。2．磁極間的作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。3．電流的磁效應(1)奧斯特試驗：通電導線使小磁針偏轉(zhuǎn)。(2)試驗結(jié)論：電流可以產(chǎn)生磁場——發(fā)覺了電流的磁效應。二、磁場1．定義：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，都是通過磁場發(fā)生的。2．基本性質(zhì)：對放入其中的磁體或電流有力的作用。三、磁感線1．磁場的方向規(guī)定：小磁針靜止時N極所指的方向。2．磁感線：用來形象地描述磁場的曲線，曲線上每一點的切線方向都跟這點磁場的方向一樣。3．磁感線的疏密表示磁場的強弱。四、安培定則1．直線電流的磁場：右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一樣，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向，如圖甲所示。2．環(huán)形電流的磁場：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一樣，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導線軸線上磁場的方向，如圖乙所示。3．通電螺線管的磁場：右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟螺線管電流方向一樣，拇指所指的方向就是螺線管軸線上磁場的方向，或拇指指向螺線管的N極，如圖丙所示。五、安培分子電流假說1．分子電流假說：安培認為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流，即分子電流。分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當于兩個磁極。2．分子電流假說意義：能夠說明磁化以及退磁現(xiàn)象，說明磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。學問點一對磁場的理解1．磁場的存在：磁體的四周、電流的四周都存在磁場。2．磁場的客觀性：磁場雖然看不見、摸不著，不是由分子、原子組成的，但卻是客觀存在的。場和實物是物質(zhì)存在的兩種形式。3．磁場的基本性質(zhì)：對放入其中的磁體或電流有力的作用。磁體與磁體之間、磁體與電流之間、電流與電流之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的。4．磁場的方向性：有方向，處在磁場中能夠自由轉(zhuǎn)動的磁針，靜止時N極的指向，即小磁針N極的受力方向就是該處的磁場方向。(1)磁體和電流四周的磁場是同一種性質(zhì)的場，具有相同的特點和基本性質(zhì)。(2)場是物質(zhì)的另一種存在形式，和實物一樣，也是一種客觀存在的物質(zhì)，具有質(zhì)量、能量等物質(zhì)的基本屬性?！纠?】(多選)關(guān)于磁鐵、電流間的相互作用，下列說法正確的是()甲乙丙A．甲圖中，電流不產(chǎn)生磁場，電流對小磁針力的作用是通過小磁針的磁場發(fā)生的B．乙圖中，磁體對通電導線的力是通過磁體的磁場發(fā)生的C．丙圖中電流間的相互作用是通過電流的磁場發(fā)生的D．丙圖中電流間的相互作用是通過電荷的電場發(fā)生的思路點撥：(1)磁體和電流的四周都存在磁場。(2)磁場對放入其中的磁體或電流有力的作用。BC[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。綜上所述，選項B、C正確。]自然界有兩種基本的物質(zhì)形態(tài)：實物和場(1)實物即詳細的、有形的物質(zhì)形態(tài)，由物質(zhì)粒子組成。(2)場是物質(zhì)的另一種存在形態(tài)，和實物一樣，也是一種客觀存在的物質(zhì)，具有質(zhì)量、能量、動量等物質(zhì)的基本屬性。1．下列關(guān)于磁場的說法，正確的是()A．磁場和電場一樣，是客觀存在的特別物質(zhì)B．磁場是為了說明磁極間相互作用而人為規(guī)定的C．磁體與磁體之間是干脆發(fā)生作用的D．磁場只能由磁體產(chǎn)生，電流不能產(chǎn)生磁場A[磁場和電場都是客觀存在的特別物質(zhì)，不是人為規(guī)定的，A對，B錯；磁體與磁體之間是通過磁場發(fā)生相互作用的，C錯；電流也能產(chǎn)生磁場，D錯。]學問點二常見磁場及安培定則的應用1．磁感線的特點(1)為形象描述磁場而引入的假想曲線，實際并不存在。(2)磁感線的疏密表示磁場的強弱，密集的地方磁場強，稀疏的地方磁場弱。(3)磁感線的方向：磁體外部從N極指向S極，磁體內(nèi)部從S極指向N極。(4)磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷。(5)磁感線上某點的切線方向表示該點的磁場方向。2．常見永磁體的磁場條形磁鐵蹄形磁鐵異名磁極同名磁極3．三種常見的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隨意點為圓心垂直于導線的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱環(huán)形電流內(nèi)部磁場比環(huán)外強，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)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，由N極指向S極(1)磁場是分布在立體空間的。(2)利用安培定則不僅可以推斷磁場的方向，還可以依據(jù)磁場的方向推斷電流的方向。(3)應用安培定則判定直線電流時，四指所指的是導線之外磁場的方向；判定環(huán)形電流和通電螺線管電流時，拇指的指向是線圈軸線上磁場的方向。(4)環(huán)形電流相當于小磁針，通電螺線管相當于條形磁鐵，應用安培定則推斷時，拇指所指的一端為它的N極。【例2】(多選)如圖所示，螺線管中通有電流，假如在圖中的a、b、c三個位置上各放一個小磁針，其中a在螺線管內(nèi)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極向右思路點撥：(1)通電螺線管的磁場分布與條形磁鐵相像。(2)小磁針的N極受力的方向即為磁場的方向。BD[由安培定則，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，則小磁鐵在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。]2．(多選)如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于南、北方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過程中，兩云的尖端之間形成了一個放電通道，發(fā)覺位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B的帶電狀況，下列說法正確的是()A．帶同種電荷 B．帶異種電荷C．B帶正電 D．A帶正電BD[由于小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，可知該點磁場方向向里，又依據(jù)安培定則，A、B間存在由A向B的電流，由此可知A帶正電，B帶負電，選項B、D正確。]1．磁場中任一點的磁場方向，規(guī)定為小磁針在磁場中()A．受磁場力的方向B．北極受磁場力的方向C．南極受磁場力的方向D．轉(zhuǎn)動的方向B[規(guī)定磁場中小磁針N極受力的方向為該點磁場方向，也就是小磁針靜止時N極的指向，故A、C、D錯誤，B正確。]2．下列關(guān)于磁場和磁感線的說法正確的是()A．磁感線總是從磁鐵的N極動身，到S極終止，所以是不閉合的B．磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向，是真實存在的C．磁場和電場一樣，也是一種物質(zhì)D．磁感線就是細鐵屑在磁場四周排列出的曲線C[磁感線在磁鐵的外部是從磁鐵的N極到S極，在磁鐵的內(nèi)部是從S極指向N極，磁鐵內(nèi)部的磁感線與外部的磁感線形成閉合曲線，故A錯誤；磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向，但不是真實存在的，故B錯誤；磁場和電場一樣，也是一種物質(zhì)，故C正確；細鐵屑在磁場四周排列出的曲線可以形象的反應磁場的分布，但不是磁感線，故D錯誤。]3．一個磁場的磁感線如圖所示，一個小磁針被放入磁場中，則小磁針將()A．逆時針轉(zhuǎn)動，直到S極指向右B．順時針轉(zhuǎn)動，直到N極指向右C．始終順時針轉(zhuǎn)動D．始終逆時針轉(zhuǎn)動B[因為小磁針N極受磁場力的方向就是磁場