第13章 第1节 磁场 磁感线（课件PPT）-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

　电磁感应与电磁波初步 第十三章　 第1节　磁场　磁感线 课前　教材预案 课堂　深度探究 课末　随堂演练 课后　限时作业 [学习目标]　1.知道磁场的概念，知道磁体与磁体间、磁体与 电流间、电流与电流间的作用是通过磁场发生的（物理观 念）.2.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点（物理观念）.3. 理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向（物理观 念）. 返回目录 物理　必修　第三册 　 课前　教材预案 知识点一　电和磁的联系 1.磁极之间的相互作用：同名磁极相互 ⁠，异名磁极相 互 ⁠. 排斥　 吸引　 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.奥斯特实验：把导线放置在小磁针的 ⁠，通电时磁针 发生了转动. 实验意义：奥斯特实验发现了电流的 ⁠，即电流可以 产生磁场，首次揭示了 的联系. 上方　 磁效应　 电与磁　 返回目录 物理　必修　第三册 　 3.磁场：磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导 体与通电导体之间的相互作用，是通过 ⁠发生的，磁场 是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的 ⁠. 磁场　 物质 返回目录 物理　必修　第三册 　 知识点二　磁感线 1.磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止 时 所指方向就是该点磁场的方向. N极　 返回目录 物理　必修　第三册 　 ①磁感线的 表示磁场的强弱.磁场强的地方，磁感 线 ；磁场弱的地方，磁感线 ⁠. ②磁感线上某点的 表示该点磁场的方向. 疏密　 较密　 较疏　 切线方向　 （2）特点 2.磁感线 （1）定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点 的 ⁠都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作 磁感线. 切线方向　 返回目录 物理　必修　第三册 　 知识点三　安培定则 1.直线电流的磁场 安培定则：如图甲所示，用 ⁠握住导线，让伸直的拇指 所指的方向与电流方向一致， ⁠所指的方向就是 磁感线环绕的方向. 右手　 弯曲的四指　 直线电流的安培定则 返回目录 物理　必修　第三册 　 直线电流的磁感线分布 直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示. 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.环形电流的磁场 安培定则：如图甲所示，让右手 ⁠与环形电流的 方向一致， ⁠就是环形导线轴线上磁 场的方向. 弯曲的四指　 伸直的拇指所指的方向　 环形电流的安培定则 环形电流的磁感线分布 返回目录 物理　必修　第三册 　 3.通电螺线管的磁场 安培定则：如图所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指 与 ⁠一致，伸直的拇指所指的方向就 是 磁场的方向. 通电螺线管的磁场 螺线管电流的方向　 螺线管轴线上　 返回目录 物理　必修　第三册 　 1.判断下列说法的正误. （1）条形磁铁从中间断开后，仍然有两个磁极，但是若不从 中间断开，就不一定有两个磁极. （　×　） （2）首先发现电流的磁效应的是丹麦物理学家奥斯特，他发 现电流的周围能产生磁场. （　√　） （3）电流和电流之间的相互作用是通过电场产生的. （　×　） （4）地球的两极与地磁场的两极间存在一个磁偏角. （　√　） × √ × √ 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.我国时速600公里高速磁浮试验样车已在青岛下线，这标志 着我国在高速磁浮技术领域实现重大突破，它是根据同名磁极 相互 的原理，利用电流的 （选填“热效 应”或“磁效应”）来工作的，在车厢底部和轨道上分别安装 了强电磁铁，列车能够在轨道上方几厘米的高度飞驰，使车体 与轨道不接触，避免了车轮与轨道之间的摩擦. 排斥　 磁效应　 返回目录 物理　必修　第三册 　 课堂　深度探究 考点一　磁场 【知识拓展】 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 返回目录 物理　必修　第三册 　 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 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，或小磁针N极的受力方向即为该处磁场方向 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.电场与磁场的比较 比较项目 电场 磁场 不 同 点 产生 电荷 磁体、电流、运动电荷等 基本 性质 对放入其中的电荷 有电场力的作用 对放入其中的磁体、电流、 运动电荷有磁场力的作用 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 返回目录 物理　必修　第三册 　 【例题1】下列说法正确的是（　　） A.磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的 B.电流与电流间的相互作用是通过电场产生的 C.磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的 D.磁场和电场是根据人们的想象确定的 思维导引：磁体周围有磁场，电流周围也存在磁场，磁体与磁 体之间、电流与电流之间、磁体与电流之间的相互作用都是通 过磁场发生的. 答案　A 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的，选项A正 确；电流与电流间的相互作用是通过电流产生的磁场而产生 的，选项B错误；磁体与电流间的相互作用是通过磁场产生 的，选项C错误；磁场和电场是客观存在的特殊物质，选项D 错误. 返回目录 物理　必修　第三册 　 【变式1】（多选）下列有关磁场的说法，正确的是（　　） A.磁体周围的空间存在看不见、摸不着的磁场 B.磁极间的相互作用是通过磁场发生的 C.磁场是有方向的，在条形磁体的磁场中的不同位置，其磁场 方向一般不同 D.在磁场中的某点，小磁针S极所受磁场力的方向与该点的磁 场方向相同 答案　ABC 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　磁场虽然看不见、摸不着，但它是一种客观存在的特殊 物质，它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用；磁极 间的相互作用就是通过磁场发生的；磁场具有方向性，在磁场 中的某点，小磁针N极所受磁场力的方向与该点的磁场方向一 致，小磁针S极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相反，在 条形磁体的磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同，选项 A、B、C正确，D错误. 返回目录 物理　必修　第三册 　 考点二　磁感线 【情境导学】电场线起始于正电荷（或无限远），终止于负 电荷（或无限远）.观察如图磁感线是否起始于N极，终止于 S极呢？ 乙 答案　不是，磁感线由N极出来，并从S极进入的闭合曲线. 返回目录 物理　必修　第三册 　 【知识拓展】 1.磁感线的特点 （1）磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向，即小 磁针N极受力的方向. （2）磁体外部的磁感线从N极指向S极，内部从S极指向N极， 磁感线是闭合曲线. （3）磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线密集处磁场强，磁 感线稀疏处磁场弱. （4）磁感线在空间不相交. 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.磁感线和电场线的比较 比较对象 磁感线 静电场的电场线 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 疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱 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 返回目录 物理　必修　第三册 　 比较对象 磁感线 静电场的电场线 不同点 闭合曲线 始于正电荷或无穷远 处，止于负电荷或无穷 远处，不闭合的曲线 返回目录 物理　必修　第三册 　 【例题2】磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　） A.a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb B.a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 D.a处没有磁感线，所以磁感应强度为零 思维导引：磁感线是人们为描述磁场而人为画出的线，其方向 描述磁场的方向，疏密描述磁场的强弱. 答案　B 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　由题图可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，所以 Ba＜Bb，选项A错误，B正确；通电导线在磁场中受力的大小 与导线在磁场中的放置方向有很大关系，而不是仅仅取决于B 与Il的大小，选项C错误；磁感线是用来描述磁场的，而又不 可能在存在磁场的区域内全部画磁感线，选项D错误. 返回目录 物理　必修　第三册 　 1.从两种场线的区别理解两种场的区别： 电场线——电荷有正负——电场线有始终； 磁感线——N、S极不可分离——磁感线闭合. 2.磁感线与电场线类似，在空间中不能相交，不能相切，也不 中断. 返回目录 物理　必修　第三册 　 【变式2】某磁场的磁感线如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A.过M点的磁感线切线方向和该点的磁场方向垂直 B.M点的磁场比N点的磁场弱 C.M点的磁场比N点的磁场强 D.M点的磁场方向和N点的磁场方向相同 答案　C 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　过M点的磁感线的切线方向和该点的磁场方向相同，选 项A错误；磁感线越密集的地方磁场越强，则M点的磁场比N 点的磁场强，选项B错误，C正确；过磁场中某点的磁感线的 切线方向是该点磁场的方向，因M点切线方向与N点的切线方 向不同，则M点的磁场方向和N点的磁场方向不相同，选项D 错误. 返回目录 物理　必修　第三册 　 考点三　安培定则 【情境导学】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，判断小磁针 N极的指向. 答案　a的N极指向左，b与c的N极指向右. 返回目录 物理　必修　第三册 　 【例题3】电路没接通时三个小磁针方向如图所示，试确定电 路接通后三个小磁针的转向. 思维导引：明确电源正负极→判断电流方向→用安培定则确定 磁场方向. 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　接通电源后，螺线管的磁场为内部从左指向右，外部从 右指向左，如图所示，故小磁针1逆时针转动，小磁针2顺时针 转动，小磁针3顺时针转动. 答案　小磁针1逆时针转动　小磁针2顺时针转动　小磁针3顺 时针转动 返回目录 物理　必修　第三册 　 【变式3】（多选）如图所示，E、F分别表示蓄电池两极， P、Q分别表示螺线管两端.当闭合开关时，发现小磁针N极偏 向螺线管Q端.下列判断正确的是（　　） A.F为蓄电池正极 B.螺线管P端为S极 C.流过电阻R的电流方向向下 D.管内磁场方向由Q指向P 答案　AD 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　闭合开关后，小磁针N极偏向螺线管Q端，说明小磁针 所在位置磁场方向向左，即螺线管的P端为N极，Q端为S极， 螺旋管内部的磁场方向由Q指向P，由安培定则可知，电流从 右端流出、左端流入，因此，电源的F为正极，E为负极，流 过电阻R的电流方向向上，选项B、C错误，A、D正确. 返回目录 物理　必修　第三册 　 课末　随堂演练 1.（多选）下列说法正确的是（　　） A.小磁针放在一根通电直导线附近，小磁针没有转动，说明电 流没有磁效应 B.两根通电直导线相互垂直放置，解除固定后都发生转动，说 明了电流的磁效应 C.奥斯特发现的电流磁效应现象，首次揭示了电与磁之间是有 联系的 D.以上说法均错误 返回目录 物理　必修　第三册 　 答案　BC 解析　把小磁针放在通电直导线附近，如果小磁针N极方向正 好与该处电流产生的磁场方向一致，小磁针不转动，说明不了 电流没有磁效应，选项A错误；两根相互垂直放置的通电直导 线，解除固定后都发生转动，通电直导线间有力的作用，通电 直导线间的相互作用是通过磁场产生的，说明了通电直导线周 围有磁场，磁场对通电直导线施加了力的作用，说明了电流的 磁效应，选项B正确，D错误；奥斯特发现的电流磁效应现 象，首次揭示了电与磁之间是有联系的，选项C正确. 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.（磁感线）关于磁感线，下列说法正确的是（　　） A.两条磁感线间的空隙处一定不存在磁场 B.磁感线不可能从S极到N极 C.磁场不一定都是由磁铁产生的 D.两个磁场叠加的区域，磁感线可能相交 答案　C 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　磁感线是为了形象描述磁场而假想的一组有方向的曲 线，曲线间空隙处也存在磁场，选项A错误；磁铁能产生磁 场，电流也能产生磁场，选项C正确；在磁体外部磁感线从N 极到S极，内部从S极到N极，磁感线在任何情况下都不相交， 选项B、D错误. 返回目录 物理　必修　第三册 　 3.（安培定则）电流的磁效应揭示了电与磁的联系.若直导线中 通有方向垂直纸面向外的恒定电流，则电流的磁感线分布正确 的是（　　） A B C D 答案 D 解析　根据安培定则可知，当电流方向垂直纸面向外时，所形 成的磁场方向为逆时针方向，且为闭合的曲线，选项A、B、C 错误，D正确. 返回目录 物理　必修　第三册 　 $$