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

该高中物理导学案聚焦磁场、磁感线及安培定则核心内容，通过奥斯特实验导入电流磁效应，衔接磁现象基础，以电场类比磁场构建学习支架，帮助学生建立电与磁的联系及磁场物质性认知。 资料通过系统知识梳理、电场与磁场对比分析、磁感线模型建构深化疑难点，结合典型例题与能力自测，培养学生物理观念（物质观念）和科学思维（模型建构、科学推理），提升知识应用与问题解决能力。

第1节 磁场 磁感线 学案 学习目标： 1.知道电和磁的联系。 2.知道磁场的概念，知道磁场具有物质性。 3.知道磁感线的定义和特点。 4.理解安培定则的内容，会用安培定则分析磁场的特点。 知识梳理： 一、电和磁的联系 1.磁现象 (1)磁性：物质具有吸引铁质物体的性质叫磁性。 (2)磁体：天然磁石和人造磁铁都叫作磁体。 (3)磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极。能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫作南极(S极)，指北的磁极叫作北极(N极)。 (4)磁极间相互作用规律：自然界中的磁体总存在着两个磁极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2.电流的磁效应 (1)1820年，奥斯特发现：把一根导线南北平行地放在磁针的上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，说明电流能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应。 (2)电流磁效应的发现，用实验展示了电与磁的联系，说明电与磁之间存在相互作用。 二、磁场 1.磁体、电流间的相互作用 (1)磁体与磁体间存在相互作用。 (2)通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。 (3)两条通电导线之间也有作用力。 2.磁场 (1)定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导线之间，以及通电导线与通电导线之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质。 (2)磁场的存在形式：磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒的形式存在，而是以场的形式存在。 (3)磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针N极受力的方向，也就是小磁针静止时N极所指的方向，就是这一点的磁场方向。 (4)磁场的基本性质：磁极与磁极之间，磁极与电流之间，电流与电流之间都是通过磁场相互作用的，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导线能产生力的作用。 三、磁感线 1.定义：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。 2.物理意义：用来形象地描述磁场的强弱和方向，并不真正存在。 3.描述方法：磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱。 四、安培定则 1.直线电流的磁场 安培定则：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，如图甲所示。 2.环形电流的磁场 安培定则：如图乙所示，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感线的方向。 3.通电螺线管的磁场 安培定则：右手握住螺线管，让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螺线管内部磁感线的方向，如图丙所示。 　　 疑、难点理解： 1　磁场和磁感线 1.电场与磁场的比较 电场 磁场 场源 电荷 磁体、电流、运动电荷 基本性质 对放入其中的电荷有静电力的作用 对放入其中的磁体、通电导线、运动电荷有磁场力的作用 相同点 磁场和电场都是客观存在的特殊物质，都具有能量 2.磁感线的特点 (1)在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极。 (2)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向即过该点的磁感线的切线方向。 (3)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断。 (4)磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在。 典例1：(多选)下列有关磁场的说法，正确的是(　　) A.磁体周围的空间存在看不见、摸不着的磁场 B.磁极间的相互作用是通过磁场发生的 C.磁场是有方向的，在磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同 D.在磁场中的某点，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同 答案　ABC解析　磁场虽然看不见、摸不着，但它是一种客观存在的特殊物质，它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用；磁极间的相互作用就是通过磁场发生的；磁场具有方向性，在磁场中的某点，小磁针北极所受磁场力的方向与该点的磁场方向一致，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相反(磁场方向的另一种描述方法)，故A、B、C正确，D错误。 典例2：(多选)关于电场和磁场、电场线和磁感线，下列说法正确的是(　　) A.电场和磁场都是假想的，不是客观存在的物质 B.在电场中的电荷一定受到电场力的作用 C.电场线和磁感线是可以形象描述场的强弱和方向的客观存在的曲线 D.磁场中任何两条磁感线都不相交 答案　BD解析　电场和磁场都是客观存在的，电场线和磁感线才是为了形象描述场而假想的曲线，故A错误；在电场中的电荷一定受到电场力的作用，故B正确；电场线和磁感线是可以形象描述场的强弱和方向的假想曲线，故C错误；磁感线是闭合曲线，磁场中任何两条磁感线都不相交，故D正确。 2　安培定则的理解和应用 1.常见永磁体的磁场(如图所示) 2.常见的三种电流磁感线分布 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线电流 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 典例3：电流的磁效应揭示了电与磁的关系。下面四幅图中描述磁场方向与电流方向之间的关系，其中磁感线分布正确的是(　　) 答案　A解析　根据安培定则可知，因电流方向竖直向上，导线右侧磁场方向垂直纸面向里，而左侧则是垂直纸面向外，故A正确；同理，根据安培定则可知，因电流方向从右旋转到左，则螺线管内部磁场方向由左向右，因此左端是S极，右端是N极，故B错误；同理，根据安培定则可知，因环形电流顶端处垂直低面向里，则环形导线内部磁场方向从右向左，故C错误；因电流方向竖直向下，依据安培定则可知，磁场方向应该是顺时针方向(俯视)，故D错误。 典例4：下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是(　　) 答案　C解析　根据同名磁极相互排斥可知，选项A错误；应用安培定则可知环形电流中心轴线上的磁场方向由右向左，小磁针N极受到的磁场力方向向左，选项B错误；根据安培定则可知通电螺线管内部磁场方向向右，内部小磁针N极受到的磁场力方向向右，选项C正确；根据安培定则可知通电直导线右边磁场方向垂直纸面向里，小磁针N极受到的磁场力方向垂直纸面向里，选项D错误。 3　安培分子电流假说 1.安培分子电流假说的内容 安培认为，在物质内部，存在着一种环形电流——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.磁现象的电本质 安培的分子电流假说揭示了磁场的起源，它使我们认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动电荷产生的。 典例5：关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是(　　) A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁 B.不管是磁体产生的磁场还是电流产生的磁场都起源于电荷的运动 C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的 D.根据安培分子电流假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性 答案　B 能力自测： 1.下列关于磁场的说法中，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.磁极与磁极之间是直接发生作用的 D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生 2.冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示，以下说法正确的是(　　) A.磁感线越密的地方磁场越弱 B.软磁条内部a应为N极 C.磁感线与电场线一样真实存在于空间之中 D.软磁条内部a、b之间的磁感线方向应由a指向b 3.如图所示，a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是(　　) A.a、b、c均向左 B.a、b、c均向右 C.a向左，b向右，c向右 D.a向右，b向左，c向右 4.下列各图中，用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况，其中正确的是(　　) 参考答案： 1.答案　A解析　磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，是不以人的意志为转移的，所以A正确，B、D错误；磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间的作用都是通过它们的磁场发生的，所以C错误。 2.答案　D解析　根据磁感线的特点可知，磁感线越密的地方磁场越强，A错误；磁感线在磁体外部从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极，由图可知，软磁条外部磁感线从b指向a，则软磁条内部a为S极，b为N极，磁感线是闭合曲线，在软磁条内部磁感线从a指向b，故B错误，D正确；磁感线和电场线是为了描述磁场和电场而假想的曲线，实际是不存在的，C错误。 3.答案　C解析　小磁针静止时N极的指向与该点磁感线的方向相同，如果a、b、c三处磁感线的方向确定，那么三枚小磁针静止时N极的指向也就确定。所以，只要画出通电螺线管的磁感线(如图所示)，即可知a磁针的N极指向左，b磁针的N极指向右，c磁针的N极指向右。 4.答案　D解析　通电直导线的磁感线是以导线为中心的一系列同心圆，且导线与各圆一定是相互垂直的，故D正确，A、B、C错误。 学科网（北京）股份有限公司 $