内容正文:
第十三章 电磁感应与电磁波初步
第一节 磁场 磁感线
[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。
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。
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产、生活和科技发展的作用,培养学生的科学精神。
知识点一 电和磁的联系
1.电现象和磁现象的相似性:
电现象
磁现象
自然界中存在正电荷和负电荷
磁体上存在S极和N极
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
2.磁极:自然界中的磁体总是存在两个磁极。
3.磁极间的作用:同名磁极或同种电荷相互排斥,异名磁极或异种电荷相互吸引。
4.电流的磁效应
(1)奥斯特实验:通电导线使小磁针偏转。
(2)实验结论:电流可以产生磁场——发现了电流的磁效应。
知识点二 磁场
1.来源:磁体周围和电流周围都存在磁场,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都是通过磁场发生的,即一切磁相互作用都是通过磁场来实现的。
2.方向:人们规定,在磁场中某一点小磁针N极所受磁力的方向,就是该点磁场的方向。
3.基本性质:对放入其中的磁体或通电导体有力的作用。
知识点三 磁感线
1.定义:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这一点的磁场方向一致,这样的曲线叫作磁感线。
2.特点:
(1)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
(2)磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向。
3.方向:在磁体外部为从N极到S极,磁体内部为从S极到N极。
4.物理意义:用来形象描述磁场的假想线,实际上并不存在。
5.常见永磁体的磁场
条形磁铁 蹄形磁铁 异名磁极 同名磁极
知识点四 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,如图甲所示。
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,如图乙所示。
3.通电螺线管的磁场:让右手弯曲的四指与螺线管电流的方向一致,伸直的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,如图丙所示。
知识点五 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。
3.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。
易错易混点1.对磁场的理解
易错易混点辨析:(1)磁场的客观性:磁场与电场一样,也是一种物质,是一种看不见而又客观存在的特殊物质。存在于磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围。(2)磁场的基本性质:对放入其中的磁体、电流、运动的电荷有力的作用,而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的。
例1.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,通电导线对磁体没有力的作用
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
解析:选C。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,磁体和通电导线之间的力的作用是相互的;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C正确。
例2.下列说法正确的是 ( )
A.磁场最基本的性质是只对处于其中的磁体有力的作用
B.磁场是看不见、摸不着、实际不存在的,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.磁场的存在与否决定于人的思想,想其有则有,想其无则无
解析:选C。磁场虽看不见、摸不着,但其是客观存在的,不随人的意志而转移,它是一种特殊的物质形态,最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用。故只有C正确。
易错易混点2.对磁感线的理解
易错易混点辨析:磁感线的特点:(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,密集的地方磁场强,稀疏