第13章 第1节 磁场 磁感线（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高中物理必修第三册同步学案（人教版）

本高中物理讲义聚焦磁场及磁感线核心知识点，从奥斯特实验揭示电与磁的联系入手，系统阐述磁场的客观存在性与基本性质，通过磁感线的特点构建磁场描述模型，最终落脚于安培定则判断电流磁场方向，形成连贯的学习支架。 资料通过对比电场与磁场的异同表格深化物质观念，结合安培定则图示及例题训练培养模型建构与科学推理能力。课中助力教师直观授课，课后通过梯度训练题帮助学生巩固磁场性质、磁感线疏密等要点，有效查漏补缺。

第十三章　电磁感应与电磁波初步 第1节　磁场　磁感线 课标要求 科学思维 1.知道奥斯特通过实验发现了电与磁的联系。 2．知道磁场的概念，知道一切磁作用力都是通过磁场发生的。 3．知道磁感线的定义和特点，了解几种常见的磁场的磁感线分布。 4．学会用安培定则判断电流的磁感线方向。 自主合作学习、科学探究、逻辑推理等综合运用。 一、电和磁的联系 1．磁极：自然界中的磁体总是存在着两个磁极。 2．磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 3．电流的磁效应：1820年丹麦物理学家奥斯特通过通电导线使小磁针偏转的实验发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系。 二、磁场 1．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都是通过磁场发生的。 2．基本性质：磁场对磁极或通电导体有力的作用。 3．通电导线间的相互作用力特点：同向通电导线相互吸引，异向通电导线相互排斥。 4．磁场尽管看不见、摸不着，但它与电场类似，都是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质。 三、磁感线 1．磁场方向规定：物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。 2．定义：用来形象地描述磁场的一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点磁场的方向一致。 3．特点 (1)磁感线是闭合曲线。 (2)磁感线的疏密程度表示磁场强弱，磁场强的地方磁感线较密，磁场弱的地方磁感线较疏。 四、安培定则 1．通电直导线周围磁场 用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕方向。(如图所示) 2．环形电流和通电螺线管产生的磁场 让右手弯曲的四指与环形(或螺旋管)电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线(或螺旋管)轴线上磁场的方向。(如图所示) 五、安培分子电流假说 1．假说：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，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．意义：能够解释磁化以及退磁现象，解释磁现象的电本质。 3．成因：20世纪后，人们认识到，原子内部带电粒子在不停地运动，这种运动对应于分子电流。 　对磁场的理解 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 客观性质 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 基本性质 对放入其中的磁体或电流产生力的作用 特殊性质 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 形象性(比喻) 磁体与磁体之间、磁体与电流间、电流与电流间通过磁场发生作用 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 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 基本性质 对放入其中的电荷有电场力的作用 对放入其中的磁极、电流、运动电荷有磁场力的作用 作用特点 对放入其中的磁体无力的作用 对放入其中的静止电荷无力的作用 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 　以下说法中正确的是(　　) A．磁极与磁极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．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的 D．磁场和电场是同一种物质 【解析】　A　电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场的存在。不论是磁极与磁极间、电流与电流间还是磁极与电流间，都有相互作用的磁场力；磁场是一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁极、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有静电力的作用，但它不会对放入电场中的磁极产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点；综上所述，A正确，BCD错误。 【技巧与方法】 作为一种特殊的物质——场，电场与磁场有相同点也有不同点，不要认为电场与磁场是同一种物质。不要把电流与电流之间的相互作用误理解为电荷与电荷之间的相互作用。 训练角度1　对电流磁效应的认识 1．奥斯特实验说明了(　　) A．磁场的存在 B．磁场的方向性 C．电流可以产生磁场 D．磁体间有相互作用 【解析】　C　奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，即电流产生了磁场。故C正确。 训练角度2　对磁场的理解 2．下列关于磁场的说法，正确的是(　　) A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的 C．磁体与磁体之间是直接发生作用的 D．磁场只能由磁体产生，电流不能产生磁场 【解析】　A　磁场和电场都是客观存在的特殊物质，不是人为规定的，A对，B错；磁体与磁体之间是通过磁场发生相互作用的，C错；电流也能产生磁场，D错。 　常见磁场及安培定则的应用 1．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，稀疏的地方磁场弱。 (3)磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极。 (4)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断。 (5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。 2．常见永磁体的磁场 3．三种常见的电流的磁场 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线电流 以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱 环形电流 内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺线管 内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极 4.磁感线与电场线的比较 比较项目 磁感线 电场线 相同点 意义 为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线 为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线 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 不同点 闭合曲线 始于正电荷或无限远处，止于负电荷或无限远处。不闭合的曲线 　(多选)如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则(　　) A．放在a处的小磁针的N极向左 B．放在b处的小磁针的N极向右 C．放在c处的小磁针的S极向右 D．放在a处的小磁针的N极向右 【解析】　BD　由安培定则，通电螺线管的磁场如图所示，右端为N极，左端为S极，在a点磁场方向向右，则小磁铁在a点时，N极向右，A错误，D正确；在b点磁场方向向右，则磁针在b点时，N极向右，B正确；在c点，磁场方向向右，则磁针在c点时，N极向右，S极向左，C错误。 【技巧与方法】 环形电流的等效磁场 (1)环形电流的磁场与小磁针的相同，应用安培定则时，拇指所指的方向应该是环内磁场的方向，也是等效小磁针N极的方向。 (2)通电螺线管的磁场相当于条形磁铁，其外部的磁感线是由N极指向S极；内部是由S极指向N极。 3.如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时(　　) A．小磁针N极向里转 B．小磁针N极向外转 C．小磁针在纸面内向左摆动 D．小磁针在纸面内向右摆动 【解析】　A　由于线圈中电流沿顺时针方向，根据安培定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向里。而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N极向里转，A正确。 1．(多选)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，磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场发生的 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】　BC　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，磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的；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B、C正确。 2．(多选)关于磁场，下列说法正确的是(　　) A．磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用 B．磁场看不见、摸不着，实际不存在，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．磁场的存在与否取决于人的思想，想其有则有，想其无则无 【解析】　AC　磁场的定义：磁体或电流周围存在一种特殊物质，可以对其中的磁体和电流有力的作用，这种特殊物质为磁场，故选项A、C正确。 3.(多选)磁场中某区域的磁感线如图所示，a、b、c、d、e是磁场中的5个点，其中c、d两点关于直线对称，下列说法正确的是(　　) A．这5个位置中，e点的磁感应强度最大 B．a点没有磁感线穿过，所以a点磁感应强度一定为零 C．c、d两点关于直线对称，所以c、d两点磁感应强度方向相同 D．b、e两点在同一直线上，所以b、e两点磁感应强度方向相同 【解析】　AD　从磁感线分布情况看，e点位置的磁感线分布最密集，磁感应强度最大，A正确；a处磁感线相对其他位置比较稀疏，a处磁感应强度较小，但并不是零，B错误；在c、d两点的切线方向表示c、d点的磁感应强度方向，所以c、d两点磁感应强度方向并不相同，C错误；b、e两点的切线在同一直线上，所以D正确。 4．(多选)如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则(　　) A．放在a处的小磁针的N极向左 B．放在b处的小磁针的N极向右 C．放在c处的小磁针的S极向右 D．放在a处的小磁针的N极向右 【解析】　BD　由安培定则，通电螺线管的磁场如图所示，右端为N极，左端为S极，在a点磁场方向向右，则小磁铁在a点时，N极向右，A项错误，D项正确；在b点磁场方向向右，则磁针在b点时，N极向右，B项正确；在c点，磁场方向向右，则磁针在c点时，N极向右，S极向左，C项错误。 5．(多选)如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中，两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况，下列说法正确的是(　　) A．带同种电荷　　　　 B．带异种电荷 C．B带正电 D．A带正电 【解析】　BD　由于小磁针N极转向纸里，可知该点磁场方向向里，又根据安培定则，A、B间存在由A向B的电流，由此可知A带正电，B带负电，选项B、D正确。 6．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。下图中正确表示安培假设中环形电流方向的是(　　) 【解析】　B　由于地磁的北极在地理的南极附近，在用安培定则判定环形电流方向时，右手的拇指必须指向南方。故B正确。 学科网（北京）股份有限公司 $