（2021新人教版）高中物理必修第三册13.1磁场 磁感线学案 .doc

1、第十三章第十三章 第第 1 节节磁场磁场磁感线磁感线 【学习目标】【学习目标】 1了解磁现象。了解电和磁的联系，了解电流磁效应的发现过程。体会奥斯特发 现的重要意义，体会探索自然奥秘的艰难与克服困难带来的成就感。 2知道磁场的基本特性。知道磁感线，知道几种常见磁场磁感线的空间分布情况。 体会如何使用形象化的手段描述物理现象。 3会应用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。 4了解安培分子电流假说。 【课前预习】【课前预习】 一、电和磁的联系一、电和磁的联系 1磁极：自然界中的磁体总是存在两个磁极。 2磁极间的作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 3电流的磁效应 (1)奥斯特实验

2、：通电导线放在小磁针上方，使小磁针发生了偏转。 (2)实验结论：电流可以产生磁场发现了电流的磁效应。 二、磁场二、磁场 1定义：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基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用。 三、磁感线三、磁感线 1磁场的方向规定：小磁针静止时 N 极所指的方向。 2磁感线：用来形象地描述磁场的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场 的方向一致。 3常见永磁体的磁场 4磁感线特点： (1)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在； (2)磁感线的疏密表示磁场的强弱； (3)磁感线在磁体外部从 N 极指向 S

3、 极，磁体内部从 S 极指向 N 极； (4)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断。 (5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。 四、安培定则四、安培定则 1直线电流的磁场：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。 2环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指 的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。 3通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟螺线管电流 方向一致，拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向，或拇指指向螺线管的 N 极。 安培定则立体图横截面图纵截面图 直 线 电 流 以导线上任

4、意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，离导线越近越密，磁场越强 环 形 电 流 环内磁感线条数与环外相等，磁感线越向外越稀疏，故环内磁场比环外强 通 电 螺 线 管 内部为匀强磁场且比外部强，方向由 S 极指向 N 极； 外部类似条形磁铁，由 N 极指向 S 极 五、安培分子电流假说五、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。 2分子电流假说意义：能够解释磁化以及退磁现象，解释磁现象的电本质，即磁 体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的。 判一判判一判 (

5、1)天然磁体和人造磁体都能吸引铁质物体。() (2)磁场看不见、摸不着，因此磁场是人们假想的，实际并不存在。() (3)在磁场中，小磁针 S 极的受力方向就是该点磁场方向。() (4)用磁感线描述磁场时，没有磁感线的地方就没有磁场。() (5)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。() 【学习过程】【学习过程】 任务一：对磁场的理解任务一：对磁场的理解 例 1 (多选)关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是() A甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的 B乙图中，磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场发生的 C丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的

6、D丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的 思路点拨：(1)磁体和电流的周围都存在磁场。 (2)磁场对放入其中的磁体或电流有力的作用。 BC甲图中，电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的；乙图中，磁 体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的；丙图中，电流对另一个电流力的作用 是通过该电流的磁场发生的。综上所述，选项 B、C 正确。 变式训练 1-1 (多选)关于磁场，下列说法正确的是() A磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用 B磁场看不见、摸不着，实际不存在，是人们假想出来的一种物质 C磁场是客观存在的一种特殊的物质形态 D磁场的存在与否取决于人的思想，想其有则有，想其

7、无则无 AC磁场的定义：磁体或电流周围存在一种特殊物质，可以对其中的磁体和电流 有力的作用，这种特殊物质为磁场，故选项 A、C 正确。 任务二：对磁感线的理解任务二：对磁感线的理解 例 2(多选)磁场中某区域的磁感线如图所示，a、b、c、d、e 是磁场中的 5 个点， 其中 c、d 两点关于直线对称，下列说法正确的是() A这 5 个位置中，e 点的磁感应强度最大 Ba 点没有磁感线穿过，所以 a 点磁感应强度一定为零 Cc、d 两点关于直线对称，所以 c、d 两点磁感应强度方向相同 Db、e 两点在同一直线上，所以 b、e 两点磁感应强度方向相同 解析从磁感线分布情况看，e 点位置的磁感线分

8、布最密集，磁感应强度最大，A 正确；a 处磁感线相对其他位置比较稀疏，a 处磁感应强度较小，但并不是零，B 错误； 在 c、d 两点的切线方向表示 c、d 点的磁感应强度方向，所以 c、d 两点磁感应强度方 向并不相同，C 错误；b、e 两点的切线在同一直线上，所以 D 正确 变式训练 2-1一个磁场的磁感线如图所示， 一个小磁针被放入磁场中， 则小磁针将 () A逆时针转动，直到 S 极指向右 B顺时针转动，直到 N 极指向右 C一直顺时针转动 D一直逆时针转动 B因为小磁针 N 极受磁场力的方向就是磁场的方向，故选项 B 正确。 任务三：电流的磁场任务三：电流的磁场(安培定则安培定则) 例

9、 3 (多选)如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的 a、b、c 三个位置上各放 一个小磁针，其中 a 在螺线管内部，则() A放在 a 处的小磁针的 N 极向左 B放在 b 处的小磁针的 N 极向右 C放在 c 处的小磁针的 S 极向右 D放在 a 处的小磁针的 N 极向右 思路点拨：(1)通电螺线管的磁场分布与条形磁铁相似。 (2)小磁针的 N 极受力的方向即为磁场的方向。 BD由安培定则，通电螺线管的磁场如图所示，右端为 N 极，左端为 S 极，在 a 点磁场方向向右，则小磁铁在 a 点时，N 极向右，A 项错误，D 项正确；在 b 点磁场方 向向右，则磁针在 b 点时，N 极向右，B

10、 项正确；在 c 点，磁场方向向右，则磁针在 c 点时，N 极向右，S 极向左，C 项错误。 变式训练 3-1 (多选)如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中 A、B 是位于南、北 方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中，两云的尖端之间形成了一个放电通道， 发现位于通道正上方的小磁针 N 极转向纸里，S 极转向纸外，则关于 A、B 的带电情况， 下列说法正确的是() A带同种电荷B带异种电荷 CB 带正电DA 带正电 BD由于小磁针 N 极转向纸里，可知该点磁场方向向里，又根据安培定则，A、B 间存在由 A 向 B 的电流，由此可知 A 带正电，B 带负电，选项 B、D 正确。 变式训练 3-

11、2为解释地球的磁性，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。下图中正确表示安培假设中环形电流方向的是() B由于地磁的北极在地里的南极附近 在用安培定则判定环形电流方向时，右手的 拇指必须指向南方。故 B 正确 变式训练 3-3如图所示，三根长直通电导线中电流大小相同，通电电流方向为：b 导线和 d 导线中电流向纸内，c 导线中电流向纸外，a 点为 b、d 两点的连线的中点，ac 垂直于 bd，且 abadac，则 a 点的磁场方向为() A垂直纸面指向纸外B垂直纸面指向纸内 C沿纸面由 a 指向 bD沿纸面由 a 指向 d 答案：C 解析：题图中，b、d 两直线电流在 a 处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，互 相抵消，故 a 处磁场方向决定于直线电流 c，由安培定则可知，a 处磁场方向为 ab. 变式训练 3-4如图所示，图 a、图 b 是直线电流的磁场，图 c、图 d 是环形电流的 磁场，图 e、图 f 是通电螺线管电流的磁场试在各图中补画出电流方向或磁感线的方 向 解析根据安培定则，可以确定图 a 中电流方向垂直纸面向里，b 中电流的方向 自下而上， c 中电流方向是逆时针方向， d 中磁感线的方向向上， e 中磁感线的方向向左， f 中磁感线的方向向右