13.1 磁场 磁感线 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

§1 磁场和磁感线 学习目标 1．了解磁现象。了解电和磁的联系，了解电流磁效应的发现过程。体会奥斯特发现的重要意义，体会探索自然奥秘的艰难与克服困难带来的成就感。 2．知道磁 场的基本特性。知道磁感线，知道几种常见磁场磁感线的空间分布情况。体会如何使用形象化的手段描述物理现象。 3.会应用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 4．了解安培分子电流假说 学习目标 1．在实验基础上，类比电场强度，定义描述磁场强弱和方向的物理量－－磁感应强度，并进一步体会微元法和利用物理量之比定义物理量的方法。 2．知道 磁感应强度的定义，知道其方向，大小，定义式和单位。会用磁感应强度的定义式进行有关计算 3．知道匀强磁场的特点 4．知道磁通量，会计算在匀强磁场中通过某一面积的磁通量 5．了解中国古代在指南针使用方面的情况，激发学生的民族自豪感。 东汉王充在《论衡》中写道：“司南之杓,投之于地,其柢指南” 最初发现的磁体是被称为“天然磁石”的矿物,其中含有主要成分为Fe3O4,能吸引其他物体,很像磁铁 电磁炉 电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物。 磁悬浮列车 磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。 1.磁性：能够吸引铁质物体的性质 2.磁体：具有磁性的物体叫磁体 3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极 小磁针静止时 指南的磁极叫做南极,又叫S极; 指北的磁极叫做北极,又叫N极 4.磁极间的相互作用: 同名磁极相斥，异名磁极相吸 5.变无磁性物体为有磁性物体叫磁化, 变有磁性物体为无磁性物体叫退磁 一 磁现象 【问题】 1.电现象与磁现象有何相似? 2.电现象与磁现象有何区别? 3.为什么丹麦物理学家奥斯特相信电和磁之间存在关系? 4.为什么之前的实验都失败了? 纵向力 横向作用 二、电流的磁效应 奥斯特 丹麦 1 奥斯特实验 (1)、实验装置如图 (2)、实验现象 当给导线通电时,与导线平行放置的小磁针发生转动 （3）、实验结论:电流对小磁针有力的作用 注意事项： 导线应沿南北方向水平放置 二、电流的磁效应 问题：电流和小磁针之间的力是通过什么发生的呢？ 结论： 磁体对通电导体有力的作用 问题： 磁体和通电导体之间的相互作用力是通过什么发生的呢？ 2.磁体与电流之间的相互作用 问题：电流与电流之间是否有力的作用？ 结论:同向电流相互吸引。 结论:反向电流相互排斥。 问题： 电流和电流之间的相互作用力是通过什么发生的呢？ 3通电导线间的相互作用 1.磁场：磁体或电流周围空间存在的一种特殊物质。 三、磁场 2.性质：对放入其中的磁极或电流有力的作用（磁体之间、磁体与通电导体之间、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） 电流能在周围空间产生磁场.磁铁不是磁场的唯一来源. 1.定义:在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁场的方向一致。 四. 磁感线: A B C 2.磁感线是理想化物理模型,是假想的曲线。(可模拟) （法拉第首先提出） 3.磁场方向：磁感线的切线方向 小磁针N极(北极)的受力方向 小磁针静止时N极的指向 (1)磁感线是 闭合 曲线。磁体外部由 N 极指向 S 极,内部由 S 极指向 N 极。 (2)磁感线上每一点的 切线 方向即为该点的磁场的方向。 (3)磁感线的 疏密 表示磁场的强弱(磁感应强度B)。 (4)磁感线不能 相交 或 相切 。 3.磁感线的特点 五.安培定则和几种常见的磁场 1.安培定则一: 用右手握住直导线,大拇指指 电流 方向,弯曲四指方向就是 磁场环绕 的方向. 安培定则二: 用右手握住通电螺线管,四指指 电流 方向,大拇指指中心轴线处 磁场 方向或者条形磁铁的N极 横截面图 纵截面图 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 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 3. 磁铁周围磁场 蹄形磁铁 环形电流相当于小磁针，通电螺线管相当于条形磁铁！ 1.条形磁铁内部为匀强磁场 2.外部磁场在磁极处最大，O点上方磁场是水平的 19 同名磁极 异名磁极 4、地磁场 地磁的北极在地理南极附近,地磁的南极在地理北极附近, 但两者并不完全重合,它们之间的夹角称为磁偏角 地磁场方向： 南半球斜向上背离地球， 北半球斜向下指向地球， 赤道上空水平的由南指向北 六 安培分子电流假说 3.磁现象的电本质: 磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的 1.分子电流假说 任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。 2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释： 未被磁化的铁棒 磁化后的铁棒 小结 1.奥斯特实验的基本内容，电流的磁效应。 2.地磁场的特点及方向 3.磁感应强度的方向和大小、单位。 1.以下说法正确的是( ) A.磁体上各部分的磁性并不都是相同的 B.磁体之间的相互作用是通过磁场产生的,而通电导体之间的相互作用不是通过磁场产生的 C.用铁屑可以演示磁体周围磁感线的分布,所以磁感线是客观存在的 D.磁体的磁场和电流的磁场本质上是一样的. E.磁感线所指的方向就是磁场的感应强度方向. AD 2、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向同学们，那么这束带电粒子可能是 （ ） A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束 C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束 BC 3 、如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿y轴正向运动，则由此产生的在z轴上A点和x轴上B点的磁场方向是（ ） A.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴负方向 B.A点磁场沿x轴负方向，B点磁场沿z轴正方向 C.A点磁场沿z轴正方向，B点磁场沿x轴负方向 D.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴正方向 A 4.如图所示，是电流产生磁场的分布图，其中正确的是（ ） D 6 、 如图所示.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线,四根导线中电流I1=I3＞I2＞I4.要使0点处磁场增强,则应切断哪一根导线中的电流( ) A．切断I1 B．切断I2 C．切断I3 D．切断I4 I4 I1 I3 I2 O D 5 、 两根垂直纸面平行放置的直导线 ，在P处的合磁场水平向左，则导线中的电流方向 磁场叠加应用 7.如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（ ） A、全向里 B、全向外 C、a向里，b、c向外 D、a、c向外，b向里 D 8. 如图所示，当开关闭合时： (1) 判断通电螺线管的磁极； (2) 指出每个小磁针的N、S极。 e a d c b 8. 如图所示，当开关闭合时： (1) 判断通电螺线管的磁极； (2) 指出每个小磁针的N、S极。 N S e a d c S N N N N b 9. 判断电源的正负极 10.为了解释地球的磁性,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。在如图四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是( ) B $