1、1磁场 磁感线 第十三章 电磁感应与电磁波初步 核心素养明目标 核心素养学习目标 物理观念(1)知道磁场的基本性质，知道磁感线。(2)知道磁体之间、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。核心素养学习目标 科学思维(1)知道几种常见磁场中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。(2)会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。核心素养学习目标 科学探究(1)通过实验探究通电导线周围磁感线的方向与电流方向的关系。(2)了解安培分子电流假说。科学态度与责任(1)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)认识磁场的应用对生
2、产、生活和科技发展的作用，培养学生的科学精神。自主预习探新知 NO.1知识点一 知识点二 知识点三 知识点四 知识点一 电和磁的联系 1磁极：自然界中的磁体总是存在_个磁极。2磁极间的作用：同名磁极或同种电荷相互_，异名磁极或异种电荷相互_。3电流的磁效应(1)奥斯特实验：通电导线使_偏转。(2)实验结论：_可以产生磁场发现了电流的磁效应。两排斥吸引小磁针电流实验时，通电直导线要沿南北方向水平放置，磁针要与导线平行且放在导线的正下方或正上方，以保证电流的磁场与地磁场方向不同而使小磁针发生偏转，若导线沿东西方向放置，小磁针可能不偏转。1：思考辨析(正确的打“”，错误的打“”)(1)磁极与电流的相
3、互作用是通过磁场发生的。()(2)奥斯特发现了电流的磁效应。()知识点二 磁场 磁感线 1磁场(1)来源：磁体周围和电流周围都存在_，一切磁相互作用都是通过_来实现的。(2)方向：人们规定，在磁场中某一点小磁针_极所受磁力的方向，就是该点磁场的方向。(3)磁场是客观存在的：磁场与电场类似，都是不依赖于我们的感觉而客观存在的_。磁场磁场N 物质2磁感线(1)磁场的方向规定：小磁针静止时_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_方向都跟这点磁场的方向一致。(3)磁感线的_表示磁场的强弱。N 切线疏密(1)磁感线是为了形象地描述磁场而假想出来的一簇有方向的曲线，并不是客
4、观存在于磁场中的真实曲线。(2)没有磁感线的地方，并不表示就没有磁场的存在；通过磁场中的任一点总能而且只能画出一条磁感线。2：思考辨析(正确的打“”，错误的打“”)(1)磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质。()(2)磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间都是通过磁场发生相互作用的。()(3)磁感线总是从磁铁的 N 极出发，到 S 极终止。()知识点三 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_方向一致，弯曲的四指所指的方向就是_环绕的方向，如图甲所示。电流磁感线2环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与_的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上_的方
5、向，如图乙所示。3通电螺线管的磁场：让右手弯曲的四指与_的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管_磁场的方向，或拇指指向螺线管的_极，如图丙所示。环形电流磁场螺线管电流轴线上N “”表示磁场(或电流)方向垂直进入纸面，“”表示磁场(或电流)方向垂直离开纸面。3：思考辨析(正确的打“”，错误的打“”)(1)用右手判断直线电流的磁场方向时，拇指指向电流的方向，弯曲的四指所指的方向就是磁感线方向。()(2)在通电螺线管内部磁感线方向仍然由 N 极指向 S 极。()知识点四 安培分子电流假说 1分子电流假说：安培认为，在物质的内部，存在着一种_，即 分 子 电 流。分 子 电 流 使 每 个 物 质
6、 微 粒 都 成 为_，它的两侧相当于两个_。2分子电流假说意义：能够解释_以及_现象，解释磁现象的电本质。环形电流微小的磁体磁极磁化退磁安培分子电流假说揭示了磁性的起源，它使我们认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的。4：思考辨析(正确的打“”，错误的打“”)(1)分子电流假说揭示了静止的电荷也可以产生磁场。()(2)分子电流假说无法解释加热去磁现象。()(3)磁体的磁场是由电荷的运动形成的分子电流产生的。()合作探究提素养 NO.2考点1 考点2 考点3 考点 1 认识磁场的性质 我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在战国末年就有磁铁的记载。我国古代四大发明之一的指南针(
7、司南)就利用了磁现象，指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献。你知道指南针为什么指南吗？提示：地球是一个巨大的磁场，其地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，所以会一端指南一端指北。1对磁场性质的理解 基本性质 对放入其中的磁体或电流产生力的作用 客观性磁场虽然不是由分子、原子组成的，但是它和常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质 特殊性磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，它是以一种场的形式存在的 形象性(比喻)磁体与磁体之间、磁体与电流间、电流与电流间通过磁场发生作用 方向性自由小磁针静止时，N 极的指向即为该处的磁场方向，或
8、小磁针 N 极的受力方向即为该处磁场方向 2电场与磁场的比较 比较项目电场磁场 产生电荷磁体、电流、运动电荷 基本性质对放入其中的电荷有电场力的作用对放入其中的磁极、电流、运动电荷有磁场力的作用 不同点作用特点对放入其中的磁体无力的作用对放入其中的静止电荷无力的作用 相同点磁场和电场都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质，具有能量 磁场概念的建立所有与磁现象有关的相互作用，都是通过磁场发生的，可与电荷间的相互作用相类比，如图所示。图一 图二 图三 图四 电流的磁效应【典例 1】(2021北京一零一中期中)在奥斯特电流磁效应的实验中，通电直导线应该()A平行于南北方向，在小磁针正上方 B平行于
9、东西方向，在小磁针正上方 C平行于东南方向，在小磁针正下方 D平行于西南方向，在小磁针正下方 A 为排除地磁场的影响，导线应沿南北方向水平放置在小磁针的正上方，使实验现象最明显，故选 A。对磁场的理解【典例 2】(多选)如图所示，关于磁体、电流间的相互作用，下列说法正确的是()甲 乙 丙 A甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针的力的作用是通过小磁针的磁场发生的 B乙图中，磁体对通电导体的力的作用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 D丙图中，电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的 BC 题图甲中，电流对小磁针的力的作用是通过电流的磁场发生的；题图乙中，磁体对
10、通电导体的力的作用是通过磁体的磁场发生的；题图丙中，电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的。综上所述，选项 B、C 正确。跟进训练 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磁场间有相互作用 C 奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流可以产生磁场，选项 C 正确。2关于磁场，下列说法正确的是()A磁极与磁极之间是直接发生作用的 B磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种物质 C磁场是客观存在的一种特殊物质 D磁场的存在与否取决于人的思想，想其有则有，想其无则无 C 磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流
11、和电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫作磁场。磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流能产生力的作用，它的存在是不以人的主观思想而改变的，是一种客观存在的物质，C 正确。考点 2 对磁感线的理解 图甲表示条形磁铁的磁感线的分布情况，图乙表示通电螺线管的磁感线的分布情况，观察两幅图，请思考：从图中可以看出，通电螺线管的磁感线是闭合的，而条形磁铁的磁感线不闭合，这种判断对吗？甲 乙 提示：不对，不论是磁铁的磁场，还是电流的磁场，磁感线都是闭合的。1常见永磁体的磁场 条形磁铁 蹄形磁铁 异名磁极 同名磁极 2磁感线的特点(1)磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越强，磁感线越疏的地方表
12、示磁场越弱。(2)磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。(3)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由 N 极到 S 极，在磁体内部由 S 极到 N 极。(4)磁感线在空间不能相交，不能相切，也不能中断。3磁感线与电场线的比较 比较项目磁感线电场线 意义为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线 相同点方向线上各点的切线方向就是该点的磁场方向线上各点的切线方向就是该点的电场方向 比较项目磁感线电场线 疏密表示磁场强弱表示电场强弱 相同点特点在空间不相交、不相切、不中断除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断 不同点闭合曲线始于正电荷或无限远处
13、，止于负电荷或无限远处。不闭合的曲线【典例 3】冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示，以下说法正确的是()A磁感线越密的地方磁场越弱 B软磁条内部 a 应为 N 极 C磁感线与电场线一样真实存在于空间之中 D软磁条内部 a、b 之间的磁感线方向应为 a 指向 b D 根据磁感线的特点可知，磁感线越密的地方磁场越强，A错误；磁感线在磁体外部从 N 极指向 S 极，在磁体内部从 S 极指向N 极，由图可知，软磁条外部磁感线从 b 指向 a，则软磁条内部 a 为S 极，b 为 N 极，磁感线是闭合曲线，在软磁条内部磁感线从 a 指向b，故 B 错误，D 正确；磁感线和电场线是为了描述磁场和电场而假
14、想的曲线，实际是不存在的，C 错误。跟进训练 3如图所示，若把地球的磁场等效为一个条形磁体的磁场，那么下列城市中地磁场最强的是()A莫斯科B新加坡 C广州D东京 A 由地磁场的分布特点可知，越靠近两极，磁场越强，故选 A。考点 3 安培定则的理解及应用 甲 通电 乙 断电 丙 改变电流方向 演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的下方。(1)观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况，实验说明了什么？(2)我们知道，磁场是有方向的，那么电流周围的磁场方向是怎样的呢？它与电流的方向有关吗？提示：(1)直导线通电时，小磁针的 N 极向外偏转，直
15、导线断电时，小磁针仍然指向南北方向，说明通电导线周围存在磁场。(2)通电直导线周围的磁场与导线中电流的方向有关，电流和磁场的关系被安培非常巧妙地总结出来，即安培定则。1三种常见的电流的磁场 安培定则立体图横截面图纵截面图 直线 电流 以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱 安培定则立体图横截面图纵截面图 环形 电流内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 安培定则立体图横截面图纵截面图 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 2对安培定则的理解 判断电流产生的磁场方向需用安培定则，在使用安培定则时，手
16、指指向有区别，一是拇指指向电流方向，一是拇指指向环形导线轴线上的磁场方向。其实它们的本质是一样的，环形电流磁场方向的判定方法是直线电流磁场方向判定方法的延伸和归纳，环形电流磁场方向完全可以用直线电流磁场方向的判定方法作出判定，只需把环形电流等分为无数段直线电流。同理，通电螺线管的磁场亦是如此。【典例 4】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()Aa、b、c 均向左 Ba、b、c 均向右 Ca 向左，b 向右，c 向右 Da 向右，b 向左，c 向右C 小磁针静止时 N极的指向与该点的磁感线方向相同，画出通电螺线管的磁感
17、线如图所示，即可知a 磁针的 N 极向左，b 磁针的 N 极向右，c 磁针的 N极向右，C 正确。跟进训练 4(多选)当导线中分别通以图示方向的电流时，小磁针静止时N 极垂直纸面向里的是()A B C D AB 已知通电直导线中电流的方向，根据右手螺旋定则，可知A、B 选项的图中小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时 N 极垂直纸面向里，A、B 正确；环形导线的电流方向如题图所示，根据右手螺旋定则，可知小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时 N 极垂直纸面向外，C 错误；根据右手螺旋定则，结合电流的方向，可知通电螺线管内部的磁场方向由右向左，则小磁针静止时 N
18、极指向左，D 错误。当堂达标夯基础 NO.31 2 3 4 1下列关于磁场和磁感线的说法正确的是()A磁感线总是从磁铁的 N 极出发，到 S 极终止，所以是不闭合的 B磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，是真实存在的 C磁场和电场一样，也是一种物质 D磁感线就是细铁屑在磁场周围排列出的曲线 5 1 2 3 4 C 磁感线在磁铁的外部是从磁铁的 N 极到 S 极，在磁铁的内部是从 S 极指向 N 极，磁铁内部的磁感线与外部的磁感线形成闭合曲线，故 A 错误；磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但不是真实存在的，故 B 错误；磁场和电场一样，也是一种物质，故 C正确；细铁屑在磁场周围排列出的曲
19、线可以形象的反应磁场的分布，但不是磁感线分布，故 D 错误。5 1 2 3 4 2一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，而磁场的方向向右，故选项 B 正确。5 1 2 3 4 3安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场很相似，提出了“分子电流”假说。他认为，在物质内部，存在着一种环形电流分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子的绕核运动形成的，如图所示)，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
20、磁极。下列将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的选项图中正确的是()5 1 2 3 4 A B C DB 做圆周运动的电荷带负电，环形电流方向与负电荷运动方向相反，根据安培定则可知其左侧为 N 极，选项 B 正确。5 1 2 3 4 4(多选)如图所示，小磁针的指向正确的是()A B C D 5 1 2 3 4 ABD 小磁针静止时 N 极的指向为该处磁场方向，由安培定则可知 A 中螺线管内的磁场方向向左，A 正确；B 中赤道处的磁场方向由南向北，B 正确；C 中小磁针所在处的磁场方向向下，C 错误；D 中 U 形磁体间的磁场向右，D 正确。5 1 2 3 4 5 5情境：云层之间闪
21、电的模拟图如图所示，图中 B、A 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。1 2 3 4 5 问题：试分析 B、A 的带电情况？解析 云层间放电必须发生在异号电荷之间，在云层间放电时，形成的强电场和高温将空气电离成正离子和负离子，并在强电场的作用下做定向移动，形成电流，相当于通电直导线形成磁场。由题意知，从南往北看，磁场是逆时针的，根据安培定则可以判断电流是从 A 流向 B 的，故可知 A 带正电，B 带负电。答案 见解析 回归本节知识，自我完成以下问题：1磁体对磁体有力的作用，奥斯特实
22、验说明了电流有磁效应，说明了电流对磁体有力的作用；那么磁体对电流有作用吗？提示：磁体对通电导线有力的作用。2通电导线与通电导线之间的作用力都不需要直接接触就能产生。那么这些作用力是怎样产生的呢？提示：磁体和电流的周围存在磁场，磁体间、电流与磁体间、电流与电流间的相互作用，都是通过磁场产生的。3磁场的基本性质是什么呢？提示：磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用。4磁感线有什么特点？磁感线在磁场中是真实存在的吗？提示：(1)磁感线不相交、不相切、不中断、是闭合曲线；在磁体外部，从 N 极指向 S 极；在磁体内部，从 S 极指向 N 极。(2)磁感线是为了形象地描述磁场而假想的物理模型，在磁场中并不真实存在。点击右图进入 课 后 素 养 落 实 谢谢观看 THANK YOU!
