第十三章 1 磁场磁感线-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第三册学习手册（人教版）

高中物理必修第三册（人教版） (2)电源电动势为1.5V,因此电压表量程选择3V, 2.(1)不可逆①方向性②方向性(2)方向 故选B；为使电流表有较大角度的偏转，需选用总阻值 性(3)品质上不便于利用 小的滑动变阻器，故选C。 知识点2 变式训练3(1)CD(2)乙(3)1.5V0.32 1.(1)化石(2)再生2.核能 情境拓展 4.(1)二氧化碳(2)酸雨5.(2)可再生 (1)0.72(0.71或0.73) (2)增大120(100~ 要点突破 140) 例BC【解析】尽管能量守恒，但耗散的内能无法 【解析】(1)由题图可知=0时，路端电压等于电 重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能源， 池的电动势为E=0.72V。 A错误、B正确；常规能源的利用比核能的利用对环境 (2)根据闭合电路的欧姆定律E=U+,对于图线中 的影响大，C正确、D错误。 的(E,O)和图像上的(，1)两点，内阻为r= 变式训练1C ,故内阻为该点与(E,0)连线斜率倒数的绝对 变式训练2A 情境拓展 值，当电流超过1.00mA时，该连线斜率倒数的绝对值 1O0MW【解析】潮汐发电的实质就是将海水的重 随电流的增大而增大，故内阻随电流的增大而增大。当 力势能转化为电能。每次涨潮时流进海湾（落潮时流出 电流为0.50mA时，由图线a知路端电压U2=0.96V, 海湾)的海水的重力为mg=pShg1.0x10x5.0x10'x3×I0N= 根据闭合电路的欧姆定律U=E2-Ix,，可得此时内阻约为 1.5x102N。 r=120D2。 其重心高度变化为h'=1.5m,一天内海水两进 m4.能源与可持续发展 两出，故平均功率P=4mgh_4x15x1015W≈1.0x t 24x3600 知识梳理 10W=100MW。 知识点1 1.(1)转化转移保持不变(3)①末②减少量 第十三章 电磁感应与电磁波初步 正确 m1.磁场磁感线 变式训练1BC 知识梳理 例2见解析图 知识点1 【解析】根据安培定则，可以确定： 2.电磁 知识点2 1.磁场 知识点3 (2 (3) (4) 1.N3.(2)疏密(5)切线 例2题答图 知识点4 1.电流2.磁场 变式训练2A 要点突破 例3BD【解析】由于闪电必发生在异种电荷之 例1C【解析】在做奥斯特实验时，为减弱地球 间，故A错误，B正确；放电过程相当于有电流从小磁 磁场的影响，导线应南北放置在小磁针的正上方或正下 针的下方通过，因N极转向纸里，所以小磁针所在处磁 方，这样电流产生的磁场为东西方向，会使小磁针有明 场方向向里，由安培定则知，电流方向由A→B,则A 显的偏转。若导线东西放置，电流所产生的磁场为南北 带正电，B带负电，故C错误，D正确。 方向，小磁针有可能不发生偏转，故A、B、D错误，C:变式训练3B 40 参考答案与解析 例4D【解析】地球的磁场与条形磁铁的磁场相， 地磁场的磁感应强度斜向下，故C正确。 似，其特点主要有：①地磁场的N极在地理南极附近， 3.电磁感应现象及应用 S极在地理北极附近。②地磁场的水平分量总是从地理 南极指向北极，而竖直分量则南北相反，在南半球垂直 知识梳理 地面向上，在北半球垂直地面向下。③在赤道正上方， 知识点1 距离地球表面相等的各点，磁场的强度相等，且方向水 2.电磁感应 平向北。故选D。 知识点2 变式训练4ABD ②磁通量 情境拓展 要点突破 A【解析】对于左右两个螺线管，由安培定则可以 例1C【解析】电流对电流产生力的作用属于电 判断出上方均为N极，下方均为S极，所以环心O处 流在电流产生的磁场中的受力情况，不属于电磁感应现 的磁场方向向下，即A正确。 象，故A错误；软铁棒可被磁场磁化而带磁性，属于铁 磁性物质的磁化过程，故B错误；变化的磁场使闭合电 >2.磁感应强度磁通量 路中产生电流是因磁通量的变化，从而产生感应电动 知识梳理 势，形成感应电流的现象，属于电磁感应现象，故C正 知识点1 确；电流的周围能产生磁场属于电流的磁效应，故D错 3.(1)强弱 (4)矢量 误。故选C。 知识点2 变式训练1C 1.相等 例2A、E中无感应电流；B、C、D中有感应 知识点3 电流。【解析】在直导线电流磁场中的五个线圈，原来 1.乘积 磁通量都是垂直纸面向里的。对直线电流来说，离电流 要点突破 越远，磁场就越弱。A向右平动，穿过线圈的磁通量没 例1D【解析】通电导线和磁场方向平行时，通 有变化，故线圈中没有感应电流；B.向下平动，穿过线 电导体不受磁场力，故磁场力为0，磁感应强度不一定 圈的磁通量减少，必产生感应电流；C.绕轴转动，穿过 为0，A错误；用B=E元 7定义磁感应强度，通电导体一定 线圈的磁通量变化（开始时减少），必产生感应电流； D.离纸面越远，线圈中磁通量越少，线圈中有感应电 要和磁场方向垂直，故B错误，D正确；通电导线受磁 流：E.向上平动，穿过线圈的磁通量增加，但由于线圈 场力的方向不代表磁感应强度的方向，C错误。 没有闭合，因此无感应电流。 变式训练1(1)2T(2)2T(3)不一定 变式训练2BC 例2B【解析】根据安培定则判断得知，两根通 例3BD【解析】由电磁感应原理可知，锅体中的 电导线产生的磁场方向a为逆时针，b为顺时针，由于 涡流是由变化的磁场产生的，且提高磁场变化的频率， 对称，两根通电导线在中垂线上产生的磁感应强度大小 产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，故 相等，根据平行四边形得知合磁场向上，故B正确， B、D正确。 A、C、D错误。 变式训练3B 变式训练2A 情境拓展 例3A【解析】由题图可知，穿过线圈S的磁感 C【解析】直接将电流表放于月球表面，电流表电 线的条数大于穿过线圈S,的磁感线的条数，故A正确。 路是断开的，不能产生感应电流，无法判断有无磁场， 变式训练3B A错误；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一 情境拓展 方向运动，若线圈运动方向与磁场方向平行，线圈中不 C【解析】由平行四边形定则，磁感应强度的大小 能产生感应电流，电流表示数为0，不能判断月球表面 B=VB张+B=5.0x105T,设与水平方向的夹角为0， 无磁场，B错误；将电流表与线圈组成闭合回路，使线 则sin=B整-0.8，解得0=53°，又因我国处于北半球， 圈沿某一方向运动，如电流表示数不为0，线圈中磁通 B 量发生变化，说明月球表面有磁场，C正确：将电流表 41N 高中物理必修第三册（人教版） 第十三章 电磁感应与电磁波初步 知识网络 磁极间相互作用与电荷间相互作用相似 电和磁的联系)】 定义 奥斯特的电流磁效应实验) 磁场 磁场的作用 条形磁体的磁感线分布 磁场磁感线 磁感线 蹄形磁体的磁感线分布 地磁场的磁感线分布 直线电流的磁感线方向判断 安培定则 环形电流的磁感线方向判断 通电螺线管的磁感线方向判断 定义 公试：月 磁感应强度 单位：特斯拉 方向的规定 物理意义 磁感应强度磁通量 定义 匀强磁场 磁感线特点：间隔相等的平行直线 定义 电磁感应与电磁波初步 磁通量 单位：韦伯 公式：D=BS 划时代的发现)一电磁感应现象 电磁感应现象及应用 产生感应电流的条件)（闭合回路、磁通量变化 电磁感应现象的应用一法拉第圆盘发电机 变化的磁场产生了电场 电磁场】 变化的电场产生了磁场 电磁波的形成 电磁波的发现及应用 电磁波 传播速度：光速) 电磁波谱) 赫兹捕捉到电磁波 电磁波的能量和电磁波通信 物体辐射电磁波的原因 热辐射 物体辐射电磁波的规律 黑体辐射的实验规律 能量量子化 能量子普朗克的能量子假设 定义 能级 能级跃迁假设 量子力学的建立 70)学 第十三章电磁感应与电磁波初步 1.磁场 磁感线 集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱。 知识梳理 (3)磁体外部从N极指向S极，磁体内部从 川知识点1电和磁的联系 S极指向N极，形成一条闭合曲线。 (4)磁感线闭合而不相交，不相切，也不 1.磁极间相互作用与电荷间相互作用相似： 中断。 同名磁极或同种电荷相互排斥，异名磁极 (5)磁感线上某点的 方向表示该点 或异种电荷相互吸引。 的磁场方向。 2.电流的磁效应。 4.几种常见磁场的磁感线分布如图所示。 1820年，丹麦物理学家奥斯特在一次 讲课中，把导线放置在一个指南针的上方， 通电时磁针转动了。电流的磁效应的发现， 首次揭示了 与 的联系。 条形磁铁 蹄形磁铁 异名磁极 同名磁极 川知识点2磁场 川知识点4安培定则 1.定义：磁体与磁体之间、磁体与通电导体 1.直线电流的磁场方向的判断：用右手握住 之间，以及通电导体与通电导体之间的相 导线，让伸直的拇指所指的方向与 互作用，是通过 发生的。 方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁 2.基本性质：能对放入其中的磁体或通电导 感线环绕的方向。 体产生力的作用。 2.环形电流和通电螺线管的磁场方向的判 川知识点3磁感线 断：让右手弯曲的四指与环形（或螺线 管)电流的方向一致，伸直的拇指所指的 1.磁场的方向：小磁针静止时 极所 方向就是环形导线（或螺线管）轴线上 指的方向。 的方向。 2.定义：沿磁场中的细铁屑画出一些曲线， 使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场 的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。 3.磁感线的特点。 直线电流及 形环电流及 通电螺线管中 (1)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实 其产生的磁 其产生的磁 电流及其产生 场的方向 场的方向 的磁场的方向 际并不存在。 甲 乙 丙 (2)磁感线的 表示磁场的强弱，密 学 高中物理必修第三册（人教版) 3.电流的磁场的应用：电磁继电器、磁悬浮2.电流的磁效应的物理意义。 列车、电磁弹射装置等。 展示了电和磁的联系，说明了电与磁之 4.安培分子电流假说。 间存在相互作用。对电与磁研究的深入发展 具有划时代的意义。可以说，奥斯特的发现 “打开了黑暗领域的大门”。 (1)内容：在物质内部，存在着一种环形电 例1在做奥斯特实验时，下列操作中现象 流一分子电流，分子电流使每个物质 最明显的是() 微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当：A.沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的 于两个磁极，如图所示。 延长线上 (2)解释一些磁现象：一根铁棒未被磁化的：B.沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的 时候，内部分子电流的取向是杂乱无章 正下方 的，它们的磁场互相抵消，对外不显磁：C.电流沿南北方向放置在磁针的正上方 性。当铁棒受到外界磁场的作用时，各：D.电流沿东西方向放置在磁针的正上方 分子电流的取向变得大致相同，铁棒被 磁化，两端对外界显示出较强的磁性， 变式训练1 形成磁极。磁体受到高温或猛烈撞击时 (多选)下列说法正确的是() 会失去磁性，这是因为激烈的热运动或：A.小磁针放在一根通电直导线附近，小磁 震动使分子电流的取向又变得杂乱无 针没有转动，说明电流没有磁效应 章了。 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 要点突破 C.奥斯特发现的电流磁效应现象，首次揭 川要点1电流的磁效应 示了电与磁之间是有联系的 D.以上说法均错误 1.电流磁效应的发现。 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现， 川要点2常见的几种电流磁场方向 导线通电后，其下方与导线平行的小磁针会 1.直线电流的磁场。 发生偏转，如图为奥斯特发现电流磁效应的 如图所示： 实验装置。 x x 电流 线 ..Xx 立体图 俯视图 纵截面图 地组 (1)纵截面图中的“×”表示磁场方向垂直 进入纸面，“.”表示磁场方向垂直射 72)学 第十三章电磁感应与电磁波初步 出纸面。 川要点3对地磁场的理解 (2)直线电流的磁场无磁极，距导线越远， 磁场越弱。 1.地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主 2.通电螺线管的磁场。 要特点有三个。 如图所示： (1)地磁场的N极在地球南极附近，S极在 地球北极附近。 \⑧1⑧⑧⑧ N-FA N —S (2)地磁场的水平分量总是从地球南极指向 地球北极，而竖直分量在南半球垂直地 立体图 横截面图 纵截面图 面向上，在北半球垂直地面向下。 3.环形电流的磁场。 (3)赤道平面上，距离地球表面高度相等的 两侧是N极和S极，离圆环中心越远， 点，磁场强弱相同，且方向水平向北。 磁场越弱，如图所示。 2.地磁偏角的数值在地球上的不同地点是不 同的，而且由于地球磁极的缓慢移动，磁 偏角也在缓慢变化。 3.地磁场的磁感线形状如图所示。 立体图 横截面图 纵截面图 地磁南极 地理北极 例2如图，分别给出了导线中的电流方向 或磁场中某处小磁针N极的指向或磁感线 方向。请画出对应的磁感线（标明方向）或 电流方向。 地磁北极 地理南极 地理两极与地磁两极不重合 (2) (3) (4 例3（多选）云层 S<N 例2题图 之间闪电的模拟图如 B北 变式训练2 图所示，图中A、B 例3题图 有一束电子流沿x轴正方向高速运动， 是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云， 如图所示，电子流在z轴上的P点所产生的 在放电的过程中，两云的尖端之间形成了一 磁场方向是（) 个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针 A.沿y轴正方向 N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、 B.沿y轴负方向 B的带电情况的说法中正确的是（) C.沿z轴正方向 A.带同种电荷 B.带异种电荷 变式训练2题图 D.沿z轴负方向 C.B带正电 D.A带正电 学 73 高中物理必修第三册（人教版） 任何地方的地磁场方向都是和地面平行的。 变式训练3 以上关于地磁场的描述正确的是( 为了解释地球的磁性，19世纪安培假 A.①②④ B.②③④ 设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电 C.①⑤ D.②③ 流I引起的。在下列四个图中，正确表示安 变式训练4 培假设中环形电流方向的是( (多选)中国宋 地轴 代科学家沈括在《梦 溪笔谈》中最早记载 B 了地磁偏角：“以磁 >地球自转方向 石磨针锋，则能指 变式训练4题图 南，然常微偏东，不 D 全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁 场分布示意图如图。结合上述材料，下列说 川要点4对磁感线的理解 法正确的是() 磁感线与电场线的比较。 A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 两种线 磁感线 电场线 B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理 北极附近 用来形象地描述磁用来形象地描述电 意义 场方向和相对强弱 场方向和相对强弱 C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地 而假想的线 而假想的线 面平行 相 线上某点的切线方 线上某点的切线方 D.地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂 似方向 向为磁场方向，也 向为电场方向，也 直于地面向上，在北半球垂直于地面向下 点 是磁针N极的受力 是正电荷受电场力 方向 的方向 情境拓展 疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱 电视机显像管的偏转线圈示意图和某时 特点 在空间不相交 在空间不相交 刻电流方向如图所示，则环心O处的磁场 不同点 是闭合曲线 不是闭合曲线 方向( 例4地球是一个大磁体：①在地面上放置 A.向下 一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南： B.向上 极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤： C.垂直纸面向里 道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球： D.垂直纸面向外 情境拓展题图 地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上： 74