第5章 第1节 磁场及其描述-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版）

第1节　磁场及其描述 【核心素养目标】 物理观念 知道磁场、磁感应强度、磁感线的概念及安培定则，并能解释相关的自然现象。 科学思维 理解磁感应强B的定义式并能进行简单计算，会用安培定则判定常见的磁场分布。 科学探究 通过探究磁场对通电直导线的作用和通电直导线周围的磁场，提高科学实验探究能力。 科学态度与责任 体验磁现象在现代生活中的应用，培养学生热爱科学的精神，培养将物理学原理应用于实验生活的能力。 一、磁场　磁感应强度 1．磁场 (1)定义：磁体或电流周围的空间存在的一种特殊物质。 (2)基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用。 (3)磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2．磁感应强度 (1)定义：把垂直于磁场方向的一小段通电直导线受到的力F与电流I和直导线的长度l的乘积之比称为磁感应强度，符号用B表示。 (2)单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T。1 T＝1 N/(A·m)。 (3)方向：B是矢量，磁场中某点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即放在该点的小磁针静止时N极所指的方向，也是小磁针N极受力的方向。 二、磁感线 1．磁感线：在磁场中画出的一些有方向的假想曲线。 2．特点 (1)在磁感线上，任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，都代表磁场中该点小磁针N极受力的方向。 (2)磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线分布越密的地方，磁场越强；磁感线分布越疏的地方，磁场越弱。 (3)磁感线是闭合曲线。在磁体外部，磁感线从N极到S极。在磁体内部，磁感线从S极到N极。 学生用书第114页 三、电流的磁场 1．直线电流的磁场 安培定则：用右手握住导线，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的环绕方向。(如图甲所示) 2．环形电流的磁场 环形电流的磁场可用安培定则判断：右手弯曲的四指所指方向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中心轴线上磁感线的方向。(如图乙所示) 3．通电螺线管的磁场 用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向或拇指指向螺线管的北极(如图丙所示)。 四、磁的应用及意义 1．对磁技术的应用中，首屈一指的当数我国发明的指南针。指南针的发明开启了航海技术的革命，推动了航海事业的发展。 2．交通与磁：磁悬浮列车有常导电磁铁吸引式和超导电磁铁相斥式两种形式。常导电磁铁吸引式是在导体底部和两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设作用板和感应钢板，使导轨钢板的吸引力与车辆重力平衡，从而使车体悬浮于轨道上运行；超导电磁铁相斥式是根据磁铁同极相斥的原理。 3．核磁共振成像技术是磁在医学诊断方面的应用。 1．判断正误 (1)磁场看不见，摸不着，实际不存在。 (　　) (2)磁感线是假想的曲线，没有实际意义。 (　　) (3)磁感线从磁体N极出发，到S极终止。(　　) (4)没有磁感线的地方，就没有磁场。 (　　) (5)安培定则中，弯曲四指所指方向均为磁场的方向。 (　　) (6)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环。(　　) 答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　 2．链接实景 (1)如图，通电后小磁针会发生偏转，为什么？ (2)如图，我们可以用电场线来形象地描述电场，那么，类似的，我们用什么来形象地描述磁场呢？ 提示：　(1)这说明在通电导线周围存在着一种特殊物质——磁场。 (2)我们可以用磁感线来形象地描述磁场。 学生用书第115页 知识点一　磁场　磁感应强度 图一中异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，图二中一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以电流，导线就会移动；图三中两条通过同向电流的导线相互吸引，通过反向电流的导线相互排斥，这些相互作用是怎样实现的？ 　 提示：　磁体的周围和电流的周围都存在着磁场，磁体和磁体之间、磁体和电流之间的相互作用都是通过磁场发生的。 1．磁场的性质 (1)客观存在性：与电场一样，也是一种物质，是一种看不见摸不着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)方向性：物理学中规定，磁场中任一点小磁针北极(N极)的受力方向(或小磁针静止时N极的指向)为该处的磁场方向。 (3)磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁极或电流有力的作用。磁极与磁极之间，磁极与电流之间，电流和电流之间都是通过磁场相互作用的。 2．磁感应强度的定义式：B＝ (1)公式成立的条件：通电导线必须垂直于磁场方向放置，不垂直则公式不成立。 (2)决定磁感应强度的因素：仅由磁场本身决定，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小无关。 (3)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场