13.1 磁场 磁感线（培优教学课件）物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦磁场的物质性、磁感线分布及安培定则，通过观看磁现象应用视频导入，从生活磁现象（如天然磁石、指南针）过渡到电和磁的联系，结合奥斯特实验揭示电生磁，再构建磁场概念、用磁感线描述磁场，最终学习安培定则判断电流磁场方向，形成递进式学习支架。 其亮点在于以物理观念和科学思维为核心，通过奥斯特实验等探究活动建构磁感线模型，融入电磁学史（奥斯特发现、安培假说）培养科学态度，典例分析结合电磁起重机等应用实例。学生能深化对磁场本质的理解，教师可依托清晰流程和丰富案例提升教学效果。

1.磁场 磁感线 第十三章 电磁感应与电磁波初步 人教版必修第三册 导入新课 观看视频，了解磁现象及其应用。 物理观念 认识磁场物质性，熟知常见磁场磁感线分布特点。 科学思维 学会用磁感线构建磁场模型，掌握安培定则。 科学态度 与责任 了解电磁学史，感悟科学探索的艰辛。 学习目标 重点 磁场概念、磁感线分布，安培定则的应用。 难点 立体磁场磁感线绘制，通电磁场方向判断。 重点难点 1. 电和磁的联系 2. 磁场 3. 磁感线 4. 安培定则 5. 课堂总结 6. 练习与应用 第1节 磁场 磁感线 学习内容 一、电和磁的联系 第1节 磁场 磁感线 1、生活中的磁现象 天然磁石 磁铁 磁铁 磁卡 指南针 司南 发动机 门禁 2、电和磁 你是否感受到，凡是用到电的地方，几乎都有磁现象相伴随？你知道电和磁有怎样的联系吗？ 相似特征：同名磁极或同种电荷相斥，异名磁极或异种电荷相吸 这种相似性是否意味着电和磁之间有某种联系呢？ 3、电和磁研究过程 1820年4月，在一次讲课中，他偶然的把一根导线放在一个指南针的上方，通电时，磁针转了。首次发现了电和磁的联系。 安培 托马斯·杨 库仑 电和磁互不相关，没啥关系 你们搞错了，电和磁存在某种联系 4、奥斯特实验 1、实验现象: 2、操作技巧: 3、实验结论: 4、实验意义:电流对磁体会产生力的作用，电流具有磁效应。 当给导线通电时,与导线平行放置的小磁针发生转动. 为了排除地磁场的影响,导线应沿南北方向水平放置在小磁针的正上方. 电流具有磁效应,即电流可以产生磁场. 首次揭示了电与磁之间的联系,揭开了人类对电磁现象研究的新纪元. 二、磁场 第1节 磁场 磁感线 1、磁体与通电导线间、通电导线间的作用 通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。 电流和电流之间也存在着相互作用力 2、电流间的相互作用实验 A磁体或电流 B磁体或电流 磁场 产生 产生 作用于 作用于 磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用都是通过磁场发生的. 3、磁场 磁体与磁体、通电导线对磁体、磁体对通电导体、任意两条通电导线之间都有力的作用，这些作用力的产生都不需要直接接触。 那么，这些相互作用是怎样发生的? 电荷间相互作用通过电场发生，磁体和磁体之间，磁体和通电导体之间，以及通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的。 1.磁场：磁体或电流周围空间存在的一种特殊物质。 2.基本性质：对放入其中的磁体或电流会产生力的作用。 3.磁场的方向：小磁针静止时N极的指向。 3、磁场 我们如何形象的描述磁场呢？ 例1：关于磁场的下述说法正确的是( ) A. 磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 B. 看不见、摸不着的磁场不是客观存在的 C. 只有磁体周围才存在磁场 D. 地球周围不存在磁场 4、典例分析 [解析]选A。磁场对放入其中的磁体一定有磁场力作用，磁极之间相互作用是通过磁场发生的，故 正确；磁场是客观存在的一种物质，虽然看不见，摸不着，但可通过通电导线放在小磁针上方引起磁针偏转来体现其存在，故 错误；在整个地球周围空间中都有磁场的存在，在磁体的周围，磁场比较强，可以很明显地表现出来，离磁体远的地方，磁场比较弱，不容易表现出来，所以不是只有磁体周围才存在磁场，故 、 错误。 4、典例分析 三、磁感线 第1节 磁场 磁感线 正像在电场中我们用电场线形象地描述电场一样，在磁场中，我们用磁感线来描述磁场。 在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。 1、磁感线 小磁针静止时N极的指向来显示磁场的方向 2、模拟磁感线 条形磁铁磁感线 蹄形磁铁磁感线 外部从N到S，内部从S到N形成闭合曲线 3、常见磁感线 1.磁感线是假想的曲线； 2.磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，磁体外部由N极到S极，内部由S极到N极； 4.磁感线的疏密表示磁场的强弱； 3.磁感线不相交、不相切； 5.磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。 4、磁感线特点 1.地球是一个巨大的磁体。 2.地球周围空间存在的磁场叫地磁场。 3.地磁场的三大特点 （1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。 （2）地磁场的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，与地表面并不平行。 （3）在赤道平面上，到地心等距离的各点，地磁场强度相等，且方向水平。 5、地球的磁场 例2： 下列关于磁感线的说法正确的是( ) A. 磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向 B. 磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 C. 同一磁场的两条磁感线可能相交 D. 沿磁感线的方向磁场逐渐减弱 6、典例分析 [解析]选A。磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向， 正确；磁感线是假想的曲线，不能说磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方仍存在磁场， 错误；因为同一点的磁场方向是确定的，所以同一磁场的两条磁感线不可能相交， 错误；磁感线的疏密反映磁场的强弱，则沿磁感线的方向磁场不一定逐渐减弱， 错误。 6、典例分析 例3： 下列关于甲、乙两图的描述或判断正确的是( ) A. 甲图中的电场线和乙图中的磁感线都是实际存在的曲线 B. 甲图中的电场线和乙图中的磁感线都既不闭合也不相交 C. 同一试探电荷在甲图中 处受到的电场力一定比在 处的大 D. 乙图中， 处的磁场比 处的磁场强，因为 处无磁场 6、典例分析 [解析]选C。题图甲中的电场线和题图乙中的磁感线都是实际不存在的曲线， 错误；题图乙中的磁感线是闭合曲线， 错误；题图甲中， 点的电场线比 点密，电场强度比 点大，同一试探电荷在题图甲中 处受到的电场力一定比在 处的大， 正确； 磁感线的疏密表示磁场的强弱，在没有画磁感线的地方，并不表示没有磁场， 错误。 6、典例分析 四、安培定则 第1节 磁场 磁感线 磁铁和电流都能产生磁场，电流产生磁场是什么样的呢？ 直线电流的磁感线是一圈圈的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。实验表明，改变电流的方向，各点的磁场方向都变成相反的方向。 1、直导线电流的磁场 纵截面图 横截面图 立体图 表示电流垂直纸面向外 表示电流垂直纸面向里 表示磁感线垂直纸面向外 表示磁感线垂直纸面向里 安培定则：用右手握住导线，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。（也叫右手螺旋定则） 安培 2、安培定则 安培定则二（也叫右手螺旋定则）：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场的方向。 纵截面图 立体图 横截面图 3、环形电流的磁场 安培定则三（也叫右手螺旋定则）：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场的方向。 立体图 横截面图 纵截面图 4、通电螺线管的磁场 与天然磁体的磁场相比，电流磁场的强弱容易控制，因而在实际中有很多重要的应用。 电磁起重机 电动机 5、磁场的应用 磁悬浮列车 电磁弹射装置 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.安培分子电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 B 6、安培分子电流假说 1、成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象； 2、安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系； 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. 说明：安培提出分子电流假说时，人们还不知道物质的微观结构、电子绕原子核高速旋转的说法，所以称为假说。如今，“假说”已成为真理。 6、安培分子电流假说的意义 例:4：如图，一束电子沿 轴负方向流动，则在图中 轴上 点的磁场方向是( ) A. 方向 B. 方向 C. 方向 D. 方向 7、典例分析 [解析]选B。据题意，电子流沿 轴负方向流动，电流方向沿 轴正向，由安培定则可以判断电流激发的磁场以 轴为中心沿逆时针方向（从上向下看），通过 轴 点时方向向里，即沿 轴负方向。 7、典例分析 例5： 绝缘圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合，在垂直于圆环所在平面且过圆心的轴上 点放置一小磁针。现使圆环绕轴沿图示方向匀速转动，则小磁针 极指向正确的是( ) A B C D 7、典例分析 [解析]选C。因圆环上均匀分布着正电荷，则从左向右看，绝缘圆环匀速转动时形成的圆形电流沿顺时针方向，由安培定则可知圆环轴线的磁场水平向右，小磁针 极指向该处的磁场方向， 极指向右方。 7、典例分析 五、课堂总结 第1节 磁场 磁感线 五、课堂总结 安培分子电流假说 磁感线 磁场 客观存在的物质 存在于磁体和电流周围 对磁场中其他的磁体和电流有磁力作用 磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的作用都是通过磁场发生的 为描述磁场假想、切线表示方向、越密表示磁场越强 闭合曲线，磁体外：N→S；磁体内：S→N 电流周围磁场 安培定则：电流、磁场方向相互判定 地磁场：磁极位置、磁场方向 分子电流取向：磁化、消磁 磁场 磁感线 六、练习与应用 第1节 磁场 磁感线 六、练习与应用 1. 关于磁场和磁感线，下列说法正确的是( ) 磁感线只能表示磁场的方向 B. 磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场 C. 磁感线是磁场中客观存在的曲线 D. 地磁场的北极在地理北极附近 六、练习与应用 [解析]选 。磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向，故 错误；磁体周围有磁场，通电导体周围也有磁场，故 正确；磁感线是一种假想的曲线，可以形象地描述磁场，故 错误；地球是一个大磁铁，地磁的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，故 错误。 六、练习与应用 2. 磁场中某区域的磁感线如图所示，下列论述正确的是( ) A. 、 两处的磁场强弱不同， 处磁场强 B. 、 两点在同一条磁感线上，所以两点磁场方向相同 C. 磁感线上某点的切线方向就是该点磁场的方向 D. 两条磁感线的空隙处不存在磁场 六、练习与应用 [解析]选 。由题图中磁感线的疏密可知， 处磁场弱， 处磁场强，故 错误；磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向， 、 两点磁场方向不同，故 错误， 正确；磁感线是假想的，实际不存在，在两条磁感线的空隙处存在磁场，故 错误。 3. （多选）在图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针 极的指向及磁感线方向，其对应正确的是( ) A B C D 六、练习与应用 [解析]选 。如果已知电流的方向，可用安培定则判断磁感线的方向，如果已知小磁针的指向，那么小磁针 极所指的方向就是磁感线的方向。根据安培定则可知， 中电流方向及小磁针静止时 极所指的方向正确，故 正确；通电圆环在轴线上产生了由右向左的磁感线，小磁针静止时 极应该指向左侧，故 错误；根据安培定则可知电流产生的磁场方向沿螺线管轴线向右，故 正确；根据安培定则可知电流产生的磁场方向在圆环内部由内指向外，故 正确。 4. 安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体（如图甲所示）。以下说法正确的是( ) A. 这一假说能够说明磁可以生电 B. 这一假说能够说明磁现象产生的本质 C. 用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图乙所示 D. 用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图丙所示 六、练习与应用 [解析]选 。这一假说能够说明磁现象产生的本质，即磁场都是由运动的电荷产生的，故 正确， 错误；由右手螺旋定则可知，引起地磁场的环形电流方向应是与赤道平面平行的顺时针方向（俯视），故 、 错误。 感谢观看 Thank you for listening Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.51.100 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili 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