第一节 磁现象 磁感线-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步精品讲义（沪科版2020上海必修第三册 ）

第1课 磁现象 磁感线 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 1.了解磁现象在人类生活中的作用，理解科学技术在社会发展中的作用。 2.知道磁场的概念，理解一切磁相互作用都是通过磁场来实现的。 3.理解磁感线的概念，会用磁感线描述电流的磁场。 理解安培定则，会判断电流周围的磁场。 ( 知识精讲 ) [观图助学] (1)上海磁悬浮列车加速到平稳运行之后，速度是430千米每小时，速度之高竟超过了F1赛车的最高时速，这其中包含的物理知识是什么呢？ 　　　　　 (2)指南针是我国古代四大发明之一，它对促进人类航海事业的发展产生了巨大的影响，你知道指南针为什么指南吗？ (3)信鸽有惊人的远距离辨认方向的本领。试猜想：信鸽高超的认路本领是依赖于什么？ 1.磁现象 (1)磁性：物质具有吸引铁质物体的性质叫磁性。 (2)磁体：天然磁石和人造磁铁都叫作磁体。 (3)磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极。能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫作南极(S极)，指北的磁极叫作北极(N极)。 (4)磁极间相互作用规律：自然界中的磁体总存在着两个磁极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2.电流的磁效应 (1)1820年，奥斯特发现：把一根导线平行地放在磁针的上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，说明电流能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应。 (2)电流磁效应的发现，用实验展示了电与磁的联系，说明电与磁之间存在相互作用。 [思考判断] (1)奥斯特实验说明了磁场可以产生电流。 ( ) (2)天然磁体与人造磁体都能吸引铁质物体。( ) (3)单独一个带电体可以只带正电荷(或负电荷)，同样磁体也可以只有N极或S极。( ) (4)磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁。( ) [观图助学] 观察三幅图片，请思考： 甲图中的小磁针为什么会发生偏转？乙图中的通电导线为什么会运动起来？丙图中通电导线之间的相互作用是怎样发生的？ 1.磁体、电流间的相互作用 (1)磁体与磁体间存在相互作用。 (2)通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。 (3)两条通电导线之间也有作用力。 2.磁场 (1)定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导线之间，以及通电导线与通电导线之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质。 (2)磁场的存在形式：磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒的形式存在，而是以场的形式存在。 (3)磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针N极受力的方向，也就是小磁针静止时N极所指的方向，就是这一点的磁场方向。 (4)磁场的基本性质：磁极与磁极之间，磁极与电流之间，电流与电流之间都是通过磁场相互作用的，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导线能产生力的作用。 [思考判断] (1)磁场不是真实存在的，而是一种理想化的模型。( ) (2)磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质。( ) (3)通电导线和通电导线之间的相互作用是通过电场发生的。( ) (4)磁场并不是真实存在的，而是人们假想出来的。( ) (5)磁场的基本性质是对处在磁场中的磁极或通电导线有力的作用。( ) [观图助学] 如图所示，在玻璃板上撒一层细铁屑，放入磁铁的磁场中，轻敲玻璃板，由细铁屑的分布可以模拟磁感线的形状，由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的？磁感线有什么特点？磁感线是磁场中真实存在的吗？ 1.定义：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。 2.物理意义：用来形象地描述磁场的强弱和方向，并不真正存在。 3.描述方法：磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向，曲线的疏密表示磁场的强弱。 [思考判断] (1)磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指的方向一致。( ) (2)磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止。( ) (3)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。( ) [观图助学] 如图所示，是奥斯特实验装置图，导线通上电流，小磁针发生偏转，奥斯特发现了电流的磁效应，那么通电直导线周围的磁场是怎样分布的呢？ 1.直线电流的磁场 安培定则：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，如图甲所示。 2.通电螺线管的磁场 安培定则：右手握住螺线管，让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螺线管内部磁感线的方向，如图乙所示。 　　 甲　　　　　　　乙 3.环形导线可以看成只有一匝的螺线管，如图所示。 丙 [思考判断] (1)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆。