6.1 磁现象与磁场 导学案 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

该高中物理导学案围绕“磁现象与磁场”展开，核心内容包括磁场的概念及基本性质、磁感线的特点、安培定则的应用、安培分子电流假说和地磁场的特点。通过“观察与思考”环节从磁相互作用现象切入，类比电场线引入磁感线，以自主预习填空、图表辅助理解、总结表格对比三种电流磁场分布作为学习支架。 资料亮点在于结构化预习设计、可视化图表（立体图、截面图）对比直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场，结合“思考与交流”“讨论与交流”驱动探究。习题融入磁星、司南等实例，助力学生建构磁场物理观念，培养模型建构、科学推理等科学思维，提升科学探究能力，高效突破重难点。

第一节 磁现象与磁场 导学案 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。 2.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点。 3.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向。 4.了解安培分子电流假说，知道地磁场的特点。 2.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点(重点)。 3.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向(重难点)。 【自主预习】 一、磁场 1.磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种______.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场. 2.磁场的基本性质:磁场对处于其中的______________________________有力的作用. 3.磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷（或电流）之间通过磁场而发生的相互作用. 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________________，对外显示磁性。 4.磁场的方向:规定在磁场中任一点______________________（或者小磁针静止时N极的指向）就是那一点的磁场方向. 二、磁感线 1.定义：在磁场中_______地画出一系列曲线，曲线的_______表示该位置的磁场方向，曲线的______能定性地表示__________，这一系列曲线称为磁感线. 2.磁感线是闭合曲线;磁感线不相交：磁铁外部的磁感线，都从磁铁_____出来，进入_____，在内部，由______到_________。 3.几种典型磁场的磁感线的分布: (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场 (2)电流的磁场 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。 ②环形电流的磁场 安培定则：如图丙所示，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。 ③通电螺线管的磁场 安培定则：如图丁所示，用右手握住通电螺线管，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。 (3)地磁场：地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个: Ⅰ、地磁场的______在地球南极附近，_______在地球北极附近. Ⅱ、地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，在南半球垂直地面_______，在北半球垂直地面_______. Ⅲ、在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北. (4)匀强磁场：磁场中各点的磁感应强度的大小______、方向______，磁感线是疏密程度相同、方向相同的__________直线． 【观察与思考】 观察下列现象，回答以下问题： （1） 物体间的相互作用力是如何产生的？ （2） 哪些物质周围存在磁场？ （3） 有哪些磁相互作用呢？ 一、磁现象、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________。 【思考与交流】 为了形象地描述电场方向和相对强弱引入了电场线，那如何形象地描述磁场方向和相对强弱呢？ 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。 2.磁感线的特点 (1)磁场越强的地方，磁感线越______。 (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。 【讨论与交流】 1.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) 2.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，试画出图丙(环形电流的磁场)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) 3.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) 【总结与整理】 直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 磁场特点 _______的同心圆。无磁极、非匀强磁场,且距导线越远磁场越____ 与条形磁铁的磁场相似,管内为______磁场,管外为非匀强磁场 环形电流的两侧分别是N极和S极,且离圆环中心越远磁场越_____ 课堂小结： 1．下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（　　） A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实 B．乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止 C．丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实 D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实 2．如图所示，当闭合开关K后，螺线管通以恒定电流，不计其他磁场的影响，螺线管正上方A点处的小磁针，静止时S极所指的方向为（　　） A．向左 B．向右 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 3．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（　　） A．“磁星”表面的磁感线可能相交 B．磁感线是真实存在的有方向的曲线 C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场 D．“磁星”表面某点静止一小磁针，小磁针的N极指向为该点磁场方向 4．下列各图中，静止的小磁针N极指向与该处磁感应强度方向不一致的是（　　） A． B． C． D． 5．关于下列四幅图的分析正确的是（　　） A．甲图中小磁针静止时位置如图，则通电直导线的电流方向从下往上 B．乙图中金属圆环通以逆时针电流时，小磁针静止时N极垂直纸面向内 C．丙图中小磁针静止时的位置如图所示，则电源右侧为正极 D．丁图中地球磁体的N极位于地理北极附近 6．中国作为文明古国，其四大发明——造纸术、印刷术、火药、指南针影响深远。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载。如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形物体，放在一个刻着方位的光滑方盘上。下列说法正确的是（　　） A．“司南之杓”可以用铜为材料制作 B．“柢”相当于磁体的S极 C．地球的磁场是人为想象出来的 D．“柢”能够指南是因为方盘对它施加了向南的力 7．某条形磁铁的磁感线分布图如图所示，下列说法正确的是（    ） A．右端为条形磁铁的S极 B．因为c处没有磁感线，所以磁感应强度为零 C．小磁针放在a点静止时，N极向右 D．b处的磁感应强度大于a处的磁感应强度 8．（多选）安培对物质具有磁性的解释可以用如图所示的情景来表示，那么（    ） A．甲图代表了被磁化的铁棒的内部情况 B．乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况 C．磁体在高温环境下磁性会减弱 D．磁体在高温环境下磁性会加强 9．（多选）某同学利用手机物理工坊测量当地地磁场的磁感应强度，如图甲所示，以手机显示屏所在平面为平面，在手机上建立直角坐标系，该同学测量时z轴始终保持竖直向上，手机平面绕z轴匀速转动，手机显示出各轴磁场的实时数据（如图乙所示）。当外界磁场分量与坐标轴正方向相同时则显示正值，相反则显示负值，根据图像可推知，下列说法正确的是（　　） A．图中时刻x轴正方向指向地球北方 B．图中时刻y轴正方向指向地球南方 C．时间内手机刚好绕z轴转动了一周 D．通过z轴数据可知测量地在南半球 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 磁现象与磁场 导学案 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。 2.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点。 3.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向。 4.了解安培分子电流假说，知道地磁场的特点。 2.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点(重点)。 3.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向(重难点)。 【自主预习】 一、磁场 1.磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场. 2.磁场的基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用. 3.磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷（或电流）之间通过磁场而发生的相互作用. 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环形电流——分子电流，分子电流使每个物质分子都成为一个微小的磁体。 (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杂乱无章，对外不显磁性，被磁化后，各分子电流的取向趋于规则，对外显示磁性。 4.磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向（或者小磁针静止时N极的指向）就是那一点的磁场方向. 二、磁感线 1.定义：在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线. 2.磁感线是闭合曲线;磁感线不相交：磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极到N极，. 3.几种典型磁场的磁感线的分布: (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场 (2)电流的磁场 ①直线电流的磁场 安培定则：如图甲所示，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环绕的方向。 ②环形电流的磁场 安培定则：如图丙所示，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。 ③通电螺线管的磁场 安培定则：如图丁所示，用右手握住通电螺线管，让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者说拇指所指的方向是它的北极的方向。 (3)地磁场：地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个: Ⅰ、地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近. Ⅱ、地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下. Ⅲ、在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北. (4)匀强磁场：磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线． 【观察与思考】 观察下列现象，回答以下问题： （1） 物体间的相互作用力是如何产生的？ （2） 哪些物质周围存在磁场？ （3） 有哪些磁相互作用呢？ 一、磁现象、磁场 1.磁作用的主要表现 (1)磁体与磁体间：两个同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 (2)磁体与通电导体间：电流磁效应实验(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，都是通过磁场发生的，磁场是客观存在的物质，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作用力。 【思考与交流】 为了形象地描述电场方向和相对强弱引入了电场线，那如何形象地描述磁场方向和相对强弱呢？ 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，每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致。 2.磁感线的特点 (1)磁场越强的地方，磁感线越密。 (2)在磁体或通电螺线管的外部，磁感线从北极(N极)出发回到南极(S极)，在内部的磁感线由S极指向N极，形成闭合的曲线。 【讨论与交流】 1.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　 2.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，试画出图丙(环形电流的磁场)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　 3.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　 【总结与整理】 直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 磁场特点 不等距的同心圆。无磁极、非匀强磁场,且距导线越远磁场越弱 与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场,管外为非匀强磁场 环形电流的两侧分别是N极和S极,且离圆环中心越远磁场越弱 课堂小结： 1．下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（　　） A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实 B．乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止 C．丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实 D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实 【答案】C 【详解】A．甲图中导线中的电流反向，根据安培定则和左手定则可知，两导线应相互排斥，故A错误； B．磁感线为闭合曲线，没有起点和终点，故B错误； C．丙图中导线通电后导线下方的磁场垂直纸面向里，故小磁针N极向纸面内旋转，故C正确； D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置的磁场垂直纸面向外，故小磁针N极向纸面外旋转，故D错误。 2．如图所示，当闭合开关K后，螺线管通以恒定电流，不计其他磁场的影响，螺线管正上方A点处的小磁针，静止时S极所指的方向为（　　） A．向左 B．向右 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 【答案】A 【详解】根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向，利用安培定则用右手握住导线，让四指指向电流方向，则大拇指指向左端，即螺旋管的左端为N极，右端为S极。磁体外磁场的方向从N极指向S极，所以螺线管正上方A点处的小磁针，静止时S极指向左。 3．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（　　） A．“磁星”表面的磁感线可能相交 B．磁感线是真实存在的有方向的曲线 C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场 D．“磁星”表面某点静止一小磁针，小磁针的N极指向为该点磁场方向 【答案】D 【详解】A．磁场中某点不可能有两个磁场方向，故而磁感线不能相交，故A错误； B．磁感线是假想的有方向的闭合曲线，故B错误； C．感线为闭合曲线，故而在“磁星”内部仍然存在磁场，故C错误； D．磁感线某点处的切线方向为该点的磁场方向，而小磁针N极所指的方向就是该点的磁感线切线方向，故D正确。 4．下列各图中，静止的小磁针N极指向与该处磁感应强度方向不一致的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．根据安培定则通电螺线管左边为北极，通电螺线管内部磁感线由南极指向北极，磁感应强度的方向规定为小磁针静止时N极所指向的方向，故A正确，不符合题意； B．地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，在地球表面磁感线从地理南极指向地理北极，所以图中位置磁感线方向指向北方，故B正确，不符合题意； C．条形磁体外部磁感线由北极指向南极，在小磁针附近磁感线方向向下，故C错误，符合题意； D．蹄形磁体外部磁感线由北极指向南极，在小磁针附近磁感线方向向右，故D正确，不符合题意。 5．关于下列四幅图的分析正确的是（　　） A．甲图中小磁针静止时位置如图，则通电直导线的电流方向从下往上 B．乙图中金属圆环通以逆时针电流时，小磁针静止时N极垂直纸面向内 C．丙图中小磁针静止时的位置如图所示，则电源右侧为正极 D．丁图中地球磁体的N极位于地理北极附近 【答案】C 【详解】A．甲图中小磁针静止时位置如图，磁场为顺时针方向，根据安培定则可知，通电直导线的电流方向从上往下，故A错误； B．乙图中金属圆环通以逆时针电流时，根据安培定则可知，磁场垂直纸面向外，小磁针静止时N 极垂直纸面向外，故B错误； C．丙图中小磁针静止时的位置如图所示，通电螺线管的左侧为N极，右侧为S极，根据安培定则可知，则电源右侧为正极，故C正确； D．丁图中地球磁体的N极位于地理南极附近，故D错误。 6．中国作为文明古国，其四大发明——造纸术、印刷术、火药、指南针影响深远。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载。如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形物体，放在一个刻着方位的光滑方盘上。下列说法正确的是（　　） A．“司南之杓”可以用铜为材料制作 B．“柢”相当于磁体的S极 C．地球的磁场是人为想象出来的 D．“柢”能够指南是因为方盘对它施加了向南的力 【答案】B 【详解】A．铜不能被磁化，“司南之杓”不可以用铜为材料制作，故A错误； B．地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，其实质是一块磁铁，在地磁场的作用下，静止时其勺柄指向南方，即指向地磁的北极，根据地磁场的特点可知，“柢”相当于磁体的S极，故正确； C．地球的磁场是真实存在的，故C错误； D．柢能够指南是因为受到地磁场的作用力，故D错误。 7．某条形磁铁的磁感线分布图如图所示，下列说法正确的是（    ） A．右端为条形磁铁的S极 B．因为c处没有磁感线，所以磁感应强度为零 C．小磁针放在a点静止时，N极向右 D．b处的磁感应强度大于a处的磁感应强度 【答案】C 【详解】A．在磁体外部，磁感线是N极指向S极，故左端为条形磁铁的S极，故A错误； B．磁感线的疏密表示磁场强弱，故在c点存在磁场，磁感应强度不为零，故B错误； C．小磁针放在a点静止时，N极与磁感线方向一致，向右，故C正确； D．磁感线的疏密表示磁场强弱，a处的磁感线比b处的磁感线密集，故a处的磁感应强度大于b处的磁感应强度，故D错误。 8．（多选）安培对物质具有磁性的解释可以用如图所示的情景来表示，那么（    ） A．甲图代表了被磁化的铁棒的内部情况 B．乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况 C．磁体在高温环境下磁性会减弱 D．磁体在高温环境下磁性会加强 【答案】BC 【详解】根据“分子电流”的假说，未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性，A错误；根据“分子电流”的假说，未被磁化的物体，分子电流的方向大致相同，于是对外界显示出磁性，B正确；根据磁化与退磁的特性可知，磁体在高温环境下磁性会减弱，C正确，D错误． 9．（多选）某同学利用手机物理工坊测量当地地磁场的磁感应强度，如图甲所示，以手机显示屏所在平面为平面，在手机上建立直角坐标系，该同学测量时z轴始终保持竖直向上，手机平面绕z轴匀速转动，手机显示出各轴磁场的实时数据（如图乙所示）。当外界磁场分量与坐标轴正方向相同时则显示正值，相反则显示负值，根据图像可推知，下列说法正确的是（　　） A．图中时刻x轴正方向指向地球北方 B．图中时刻y轴正方向指向地球南方 C．时间内手机刚好绕z轴转动了一周 D．通过z轴数据可知测量地在南半球 【答案】ABC 【详解】地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，在南半球，地磁场方向斜向上，竖直分量竖直向上，水平分量指向北方；在北半球，地磁场方向斜向下，竖直分量竖直向下，水平分量指向北方。 A．根据北半球地磁场保持水平分量为向北，因此当手机绕z轴转动过程，地磁场水平分量在x轴和y轴的分量，将出现正弦或余弦式的变化，图中时刻x轴正方向磁场数值达到最大，说明此时刻x轴正方向指向地球北方，故A正确； B．图中时刻y轴负方向磁场数值达到最大，说明时刻y轴正方向指向地球南方，故B正确； C．时间内x轴方向磁场变化刚好一个周期，说明时间内手机刚好绕z轴转动了一周，故C正确； D．由图中z轴数据为负，即磁场有竖直向下分量且基本保持不变，可知测量地在北半球，故D错误。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 学科网（北京）股份有限公司 $