6.1 磁现象与磁场 课件 -2024-2025学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

第六章 电磁现象与电磁波 磁现象与磁场 重点 重难点 2 3 1 4 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 理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向 理解磁感线的概念，知道磁感线的特点 了解安培分子电流假说，知道地磁场的特点 一、磁现象、磁场 《吕氏春秋·精通篇》 ——“慈石召铁，或引之也” 四大发明 ——指南针 沈括《梦溪笔谈》 ——方家以磁石磨针锋，则能指南， 然常微偏东，不全南也（磁偏角） 指南针经海上丝绸之路传到西方，促进了人类开启全球海洋远航，对整个人类社会的经济交流产生了巨大的影响。 古代成就： 导入 磁悬浮列车 核磁共振成像 现代应用： “福建”舰上的电磁弹射装置 观察下列现象，思考物体间的相互作用力是如何产生的？ 磁极间的相互作用力 通电导体对磁体的作用力 斥力 引力 奥斯特 观察与思考 磁体对电流的作用力 电流间的相互作用力 磁体 电流 电流 磁体 产生 作用 磁场 1.磁作用的主要表现 (1)磁体与磁体间：两个同名磁极相互_____，异名磁极相互_____。 (2)磁体与通电导体间：电流____效应实验(电流可以产生磁场)、电动机的基本原理。 2.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_____发生的，磁场是客观存在的_____，磁体和电流周围都存在磁场，磁场对置于其中的其他磁体或电流施加_______。 排斥 吸引 磁 磁场 物质 作用力 梳理与总结 (1)磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的。(　　) (2)电流与电流之间可以通过磁场发生作用。(　　) (3)磁场只有在磁体与磁体、磁体与电流发生作用时才产生。(　　) (4)磁体的磁场和电流的磁场本质上是一样的。(　　) × √ × √ 易错辨析 例1 下列关于磁场的说法正确的是 A.磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的 B.将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用 C.把磁体放在真空中，磁场就消失了 D.当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失 √ 例题 二、磁感线 1.磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的_________都与该点的磁场方向一致。 切线方向 为了形象地描述磁场方向和相对强弱而假想的线，实际不存在。 2.磁感线的特点 (1)磁场越强的地方，磁感线越____。 条形磁铁的磁感线分布 蹄形磁铁的磁感线分布 (2)在磁体或通电螺线管的外部，磁感线从_____(N极)出发回到_____(S极)，在内部的磁感线由_____指向_____，形成闭合的曲线。 密 北极 南极 S极 N极 3.电流周围的磁场 (1)直线电流的磁场 安培定则：如图所示，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 (2)环形电流的磁场 安培定则：如图所示，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 (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_____________磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的_____的方向。 螺线管电 流的方向 螺线管轴线上 北极 1.比较磁感线和电场线，完成下列表格。 比较项目 磁感线 电场线 相 似 点 意义 为了形象地描述磁场方向和相对强弱而假想的线，实际不存在 为了形象地描述电场方向和相对强弱而假想的线，实际不存在 方向 线上各点的_________即该点的磁场方向 线上各点的_________即该点的电场方向 疏密 表示_________ 表示_________ 特点 在空间不相交、不中断、也不相切 在空间不相交、不中断 切线方向 切线方向 磁场强弱 电场强弱 讨论与交流 比较项目 磁感线 电场线 不同点 ①是_____曲线 ②磁体外部：_______ 磁体内部：_______ 是_______的曲线，始于正电荷或无穷远处，止于无穷远或负电荷处 闭合 N→S S→N 不闭合 2.直线电流的磁感线是以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱，试画出图乙(直线电流的磁感线分布)的横截面图(从上向下看)及纵截面图(从正面看)。(“×”表示垂直纸面向里，“·”表示垂直纸面向外) 答案　 3.安培定则判断的是环形电流中心轴线上磁感线方向与电流方向之间的关系，试画出丙(环形电流的磁场)图环形电流的立体图、横截面图(从右向左看)及纵截面图(从正面看)。(“×”表示垂直纸面向里，“·”表示垂直纸面向外) 答案　 4.通电螺线管内部磁场(通电螺线管两侧边缘除外)为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁铁的磁场，方向由N极指向S极。试画出图丁(通电螺线管的磁场)的横截面图(从左向右看)和纵截面图(从正面看)。(“×”表示垂直纸面向里，“·”表示垂直纸面向外) 答案　 (1)磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止。(　　) (2)磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。(　　) (3)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。(　　) × √ × 易错辨析 例2 如图所示，a、b是直线电流的磁场截面图，c、d是环形电流的磁场截面图，e、f是螺线管电流的磁场截面图。试判断各图中的电流方向或磁感线方向。 × I I I 例题 例3 下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是 √ 例4 (2023·潮州市高二期末)如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是 A.a、b、c的N极都向纸里转 B.b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转 C.b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转 D.b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转 √ 利用安培定则判定电流的磁场方向需注意的问题 1.利用安培定则判断通电直导线的磁场方向时，大拇指指的是电流方向，四指指的方向为磁感线的环绕方向。 2.利用安培定则判断通电螺线管和环形电流中轴线上的磁场方向时，四指指的是电流方向，大拇指指的方向是磁场方向。 总结提升 三、安培分子电流假说 1.内容：在原子、分子等物质微粒的内部都存在一种_____电流——分子电流，分子电流使每个物质分子都成为一个微小的_____。 2.应用：安培分子电流假说能解释一些磁现象，如铁棒未被磁化时，内部各分子电流的取向_________，对外不显磁性，被磁化后，各分子电流的取向_________，对外显磁性。 未被磁化的铁棒 磁化后的铁棒 环形 磁体 杂乱无章 趋于规则 (1)安培提出分子电流假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生。(　　) (2)根据分子电流假说，磁体受到强烈震动时磁性不会减弱。(　　) (3)根据分子电流假说，磁体在高温条件下磁性会减弱。(　　) √ × √ 易错辨析 例5 为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是 √ 例题 四、地磁场 1.概念：地球由于本身具有_____而在周围形成的磁场。 2.地球磁体的N极位于地理_____附近，地球磁体的S极位于地理_____附近。 3.磁偏角：地磁极与地理极之间的夹角。 地磁南极 地理北极 地磁北极 地理南极 磁性 南极 北极 例6 (2023·深圳市高二期末)沈括在《梦溪笔谈》中记载了“方家(术士)以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。地球周围地磁场的磁感线分布如图所示，结合材料，下列说法不正确的是 A.“磁石磨针锋”，指的是磁化现象 B.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 C.材料说明地球的地理南北极与地磁南北极并不 重合 D.在做奥斯特实验时，通电导线南北放置比东西 放置验现象更为明显 √ 例题 磁现象与磁场 安培分子电流假说 磁感线 磁场 客观存在的物质 存在于磁体和 电流周围 对磁场中其他的磁体和电流有磁力作用 磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的作用都是通过磁场发生的 为描述磁场假想、切线表示方向、越密表示磁场越强 闭合曲线，磁体外：N→S；磁体内：S→N 电流周围磁场 安培定则：电流、磁场方向相互判定 地磁场：磁极位置、磁场方向 分子电流取向：磁化、消磁 磁体周围的磁场看不见，摸不着，但是磁场是客观存在的，故A、D错误； 将小磁针放在磁体附近会出现偏转现象，说明受到了磁场力的作用，可以说明磁体的周围存在着磁场，故B正确； 把磁体放在真空中，磁场不会消失，故C错误。 根据安培定则，可以确定题图a中电流方向垂直纸面向里，题图b中电流方向从下向上，题图c中电流方向沿逆时针方向，题图d中磁感线方向从上向下，题图e中磁感线方向向左，题图f中磁感线方向向右。 根据在磁体外部同名磁极相互排斥可知，选项A错误；应用安培定则可知环形电流中轴线上的磁场方向由右向左，小磁针N极受到的磁场力向左，选项B错误；根据安培定则可知通电螺线管内部磁场方向向右，内部小磁针N极受到的磁场力向右，选项C正确；根据安培定则可知通电直导线右边磁场向里，小磁针N极受到的磁场力垂直纸面向里，选项D错误。 圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里，b处磁场方向垂直于纸面向外，则a、c处的小磁针的N极向纸里转动，b处小磁针的N极向纸外转动，故D正确。 因为地球内部磁场大致方向由地理南极指向地理北极，由安培定则可知，环形电流方向如图B所示。故选B。 磁石磨针锋，指把针磁化成为一个小磁体，是 磁化现象，A正确，不符合题意； 磁感线是闭合的曲线，地球外部磁场从地理南 极附近发出，从地理北极附近进入地球，组成 闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方 向都与地面平行，B错误，符合题意； “微偏东，不全南也”，指的是地磁场存在磁偏角，即地球的地理南北极与地磁南北极并不重合，C正确，不符合题意； Lavf58.9.100 Lavf58.9.100 Lavf58.9.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf58.9.100 Lavf58.9.100 Lavf58.9.100 $$