13.1 磁场 磁感线-2022-2023学年高一物理同步精品讲义（人教版2019版必修第三册)

13.1 磁场 磁感线 学习目标：1．认识磁现象，知道磁场、磁感线的概念。 2．知道磁场是客观存在的物质，了解电流的磁效应。 3．了解地磁场的分布、变化，以及对人类生活的影响。 重点：1．知道磁极和电流的周围都存在磁场，磁场是一种特殊的物质。 2．知道地磁场的特点及应用。 难点：磁场概念的形成及磁场的基本性质。 知识点一、磁现象 1．磁性：物质吸引铁、钴、镍等物质的性质。 2．磁体：具有磁性的物体，如磁铁。 3．磁极：磁体上磁性最强的区域。 （1）任何磁体都有两个磁极，一个叫北极（N极），另一个叫南极（S极）。并且，任何一个磁体都有两个磁极，无论怎样分割磁体，磁极总是成对出现，不存在磁单极。 （2）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。磁极之间不相互接触也能发生力的作用，如图。 知识点二、电流的磁效应 1．电现象与磁现象的联系： （1）磁体总存在着两个磁极，自然界中存在两种电荷。 （2）同种电荷相互排斥，同名磁极相互排斥；异种电荷相互吸引，异名磁极相互吸引。 2．奥斯特实验：将导线沿南北方向放置在磁针的上方，通电时磁针发生了转动。 3．实验意义：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元。 4．对奥斯特实验的理解 （1）奥斯特实验方法：①把水平导线沿南北方向放在小磁针的上方，让电流分别由南向北和由北向南通过。 ②将水平导线移到小磁针的正下方，让电流再次由南向北和由北向南通过。 （2）观察到的现象：以上四种情况下小磁针均发生了偏转，但两次偏转的情况有所不同，小磁针稳定后的N极指向正好相反。 （3）实验结论：导线通入电流后，小磁针发生了转动，说明小磁针受到了磁场力的作用，可见电可以生磁．但是通入不同方向的电流时小磁针的转动方向不同，说明通入电流的方向不同，产生的磁现象也不一样。 （4）注意事项：为了排除地磁场的影响，使实验现象明显，导线应沿南北方向水平放置在小磁针的正上方。 【题1】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 【答案】D 【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，故选项D正确。 【题2】在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是 A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上 B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方 C．电流沿南北方向放置在磁针的正上方 D．电流沿东西方向放置在磁针的正上方 【答案】C 【解析】在做“奥斯特实验”时，为减弱地球磁场的影响，导线应南北放置在小磁针的正上方或正下方，这样电流产生的磁场为东西方向，会使小磁针有明显的偏转。若导线东西放置，电流所产生的磁场为南北方向，小磁针有可能不发生偏转，故A、B、D错，C正确。 【题3】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 【答案】C 【解析】奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围能产生磁场，故正确答案为C。 知识点三、磁场 1．定义：磁体或电流周围存在的一种特殊物质，能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用。 2．基本性质：对放入其中的磁体或电流产生力的作用。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。 3．产生：（1）永磁体周围。（2）电流的周围（运动电荷的周围）。 4．对磁场的理解 （1）磁场的基本特性：对处在它里面的磁极或电流有力的作用。 （2）磁场的客观性：磁场虽然不是由分子、原子组成的，但它能够对放入其中的磁极、电流产生力的作用，它是客观存在的，虽然我们看不见它，但可以通过很多磁现象感知它的存在，因此它与前面学过的电场一样，也是一种物质。 （3）特殊性质：磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒形式存在，而是以一种场的形式存在。 （4）运动电荷的磁场：电流是由于电荷做定向移动形成的，因此运动电荷周围不但有电场，同时也产生磁场。 （5）磁体与磁体间有力的作用，磁体与可被磁化的非磁体也有磁力的作用，但一定是吸引力。因此，若两物体间磁力是吸引力，则其中必有一个具有磁性，若两物体间是排斥力，则两物体必都有磁性。 （6）磁场的方向性：磁场是具有方向的。所谓磁场的方向就是小磁针在磁场中其北极受力的方向，即小磁针静止时其北极所指的方向。 【特别提醒】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