13.1 磁场 磁感线 教学设计 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

课程名称

磁场 磁感线

选用教材

高中物理人教版必修三

教学章节

第十三章第一节

授课对象

高二学生

授课类型

新授课

授课学时

1课时（45分钟）

一、教学内容分析

本节课是磁现象开篇基础课，承接静电场场的研究思路，教材从天然磁石、磁铁吸铁、指南针等生活磁现象切入，区分磁体两极与电荷正负的异同，引入磁场这一特殊物质，说明磁体、电流之间依靠磁场发生相互作用；依托铁屑模拟实验示意图讲解磁感线的引入目的、绘制规范，分别展示条形磁铁、通电直导线两类磁感线分布，规定磁感线切线为磁场方向、疏密表示磁场强弱；对比电场线梳理磁感线独有闭合特征，简单介绍地磁场分布与地磁南北极特点，建立 “场” 类物质统一研究方法，为后续磁感应强度、电磁感应内容搭建基础认知框架，贯穿类比建模、实验探究两种核心物理方法。

二、学情分析

1. 知识基础

学生生活中接触磁铁、指南针，初中粗浅知道磁极间吸斥规律，前两章完整学习电场、电场线相关知识，掌握场是客观物质的物理思想；但学生容易混淆磁场、电场的区别，无法理解磁感线闭合无起点终点的特点，难以区分地磁两极与地理两极，不清楚电流周围同样存在磁场，容易把磁感线当作真实存在的实体线条。

2. 能力基础

学生具备简单实物观察能力，能够模仿电场线分析思路类比磁感线，但自主用铁屑模拟磁场分布的实操能力薄弱；不会根据磁感线疏密、切线判断磁场强弱与方向，文字归纳磁现象、磁场规律的条理不足。

3. 思维基础

高一学生具象生活思维占主导，只能看见磁铁吸引的宏观现象，看不见无形磁场，对场这种看不见的物质存在理解存在障碍；习惯电场线有始有终的认知，难以接受磁感线闭合循环的特征，类比迁移场的研究方法的思维运用不够熟练。

三、教学目标

1. 物理观念

认识磁场是客观存在的特殊物质，记住磁极间相互作用规律；掌握磁感线的物理意义、绘制规则，能依据磁感线判断磁场方向与强弱；了解地磁场分布，建立磁场、电场同类物质统一的场物理观念。

2. 科学思维

依托电场线知识形成类比迁移思维，通过铁屑模拟实验建立磁感线建模思维；能区分电场线与磁感线的异同，形成 “实物现象 — 模拟图示 — 抽象场物质” 分层分析标准化思路。

3. 科学探究

能够利用磁铁、铁屑自主模拟磁体周围磁场分布；小组合作观察条形磁铁磁感线示意图，归纳磁感线全部特点；独立完成磁极、磁感线辨析类习题。

4. 科学态度与责任

结合古代司南、现代磁探测设备实例感受磁学发展历史；实验过程轻拿轻放磁铁、铁屑，养成规范实操习惯，体会磁现象在地磁勘探、导航领域的实用价值。

四、教学重难点

重点

磁场的物质属性，磁极间相互作用规律

磁感线定义、特征，利用磁感线判断磁场方向、强弱

条形磁铁磁感线分布规律

难点

理解磁感线是假想辅助线条，实际不存在

区分磁感线闭合特征与电场线起止特征

地磁两极和地理两极不重合的理解

五、教学方法

情境实物导入法：磁铁、指南针现场演示磁现象；

类比迁移法：对比电场、电场线推导磁场、磁感线；

实验图示法：依托铁屑模拟示意图分析磁感线分布；

小组讨论法：分组对比电场线与磁感线差异；

讲练结合法：搭配磁极、磁感线辨析习题当堂巩固；

科普拓展法：司南、地磁导航拓展磁学应用。

六、教学资源

人教版高中物理必修第三册课本；条形磁铁、铁屑、玻璃板、小磁针；条形磁铁磁感线分布图、通电直导线磁感线图；分层辨析习题单、草稿纸、黑板、直尺。

八、教学资源

教学环节

教师活动

学生活动

开篇：奥斯特实验，发现电流的磁效应

          同学们，我们先学习教材开篇的核心实验，也就是奥斯特实验，大家先阅读教材第一段文字，我同步现场搭建实验装置，给同桌两分钟相互交流思考两个问题：第一，导线没有接通电流时，下方的小磁针静止指向哪个方向？第二，导线通上向右的电流之后，小磁针会发生怎样的转动，这个现象说明什么物理事实？

          我现场完成教材标准演示：导线水平放置在小磁针正上方，断开电源时小磁针稳定南北指向；接通电源通入向右的恒定电流，清晰观察小磁针 N 极向右偏转、S 极向左偏转；断开电流后，小磁针重新恢复南北指向。

          汇总全班学生交流得到的猜想，结合教材原文完整总结：导线通电前小磁针仅受地磁场作用指向南北，通电后磁针发生明显

跟随教材顺序阅读奥斯特实验相关文字，认真观察导线通断电时小磁针的指向变化，和同桌互相交流磁针偏转背后的物理原因，主动举手分享自己的观察猜想；完整抄写本节课课题，观看通电导线下方小磁针偏转示意图，在草稿纸上复刻导线、磁针简易轮廓，带着可视化描述磁场的疑问进入磁场概念学习。

偏转，说明通电导线周围会产生磁场，电流可以产生磁现象，这就是奥斯特最先发现的电流磁效应，电和磁之间存在紧密联系，工整书写本节课课题《磁场 磁感线》。

     展示通电导线下方小磁针偏转示意图

     对照图中标注的向右电流 I、磁针 N 极 S 极偏转弧线细致讲解：图中导线电流水平向右，磁针 N 极向纸面外侧转动、S 极向纸面内侧转动，直观展现电流产生的磁场会对小磁针施加磁力；递进抛出引导思考：既然通电导线、永磁体都能产生磁场，我们该用什么可视化的方法描述看不见的磁场分布？预留完整推导环节至下一部分。

磁现象、磁极规律与磁场概念

          结合教材中永磁体、司南相关文字开展实物演示，依次完成两组操作：第一组，条形磁铁靠近回形针，无需接触就能产生吸引力；第二组，两块条形磁铁同名磁极相对、异名磁极相对，分别观察排斥、吸引现象。

          引导学生深入梳理磁极与磁场的对应逻辑：磁体分为 N 极、S 极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；磁体与磁体、通电导线与磁体不需要相互接触就能产生磁力，这种隔空作用力依靠磁场传递，磁场和我们之前学习的电场一样，是客观存在的特殊物质，具备能量，属于物质的一种存在形式。

          类比静电场完整拆解对应关系：电荷对应磁体、通电导线，电场对应磁场，电场线对应后续要学习的磁感线；电场对放入其中的电荷施加力，磁场对放入其中的小磁针、磁体、通电导线施加磁力，小磁针可以作为检验某处是否存在磁场的工具。

     现场演示检验磁场实验：将小磁针放在条形磁铁四周不同位置，每一处小磁针静止的指向都不相同，说明磁场中不同位置的

观察永磁体吸引、磁极吸斥两组演示实验，完整记录磁极相互作用规律；对照教材电场类比段落梳理课堂笔记，记住磁场是客观存在的特殊物质；观察小磁针在磁铁周边不同的静止指向，理解磁场存在方向差异，等待磁感线相关内容讲解。