第六章 第一节 磁现象与磁场（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（粤教版）

本讲义聚焦磁现象与磁场核心知识点，系统梳理磁场的客观存在性、磁体与电流间的磁场作用，通过磁感线模型及与电场线的对比构建认知，结合安培定则解析直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向，延伸至安培分子电流假说对磁化现象的解释及地磁场特点，形成递进式学习支架。 资料以实验图示辅助磁场概念理解，通过对比表格深化磁感线与电场线的异同，设计判断题和情境例题（如地磁场极光现象、电磁锁原理）培养科学思维与模型建构能力。课中助力教师突破安培定则应用等重难点，课后通过分层练习帮助学生巩固知识，查漏补缺，提升物理观念与科学探究素养。

第一节　磁现象与磁场 [学习目标]　1.知道磁场的概念，知道磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的作用是通过磁场发生的。2.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点(重点)。3.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向(重难点)。4.了解安培分子电流假说，知道地磁场的特点。 一、磁现象　磁场 如图甲所示，通电导线放在蹄形磁铁附近，悬挂导线的细线偏离竖直方向，说明通电导线受到力的作用；如图乙所示，两条通电导线之间也有作用力。 根据实验，在图丙空白方框内填入恰当的内容。 丙 答案　磁场 1.磁作用的主要表现 (1)磁体与磁体间：两个同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 (2)磁体与通电导体间：电流磁效应实验(电流可以产生磁场)、电动机的基本原理。 2.磁场：磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用，都是通过磁场发生的，磁场是客观存在的物质，磁体和电流周围都存在磁场，磁场对置于其中的其他磁体或电流施加作用力。 (1)磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的。(　×　) (2)电流与电流之间可以通过磁场发生作用。(　√　) (3)磁场只有在磁体与磁体、磁体与电流发生作用时才产生。(　×　) (4)磁体的磁场和电流的磁场本质上是一样的。(　√　) 例1　下列关于磁场的说法正确的是(　　) A.磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的 B.将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁力的作用 C.把磁体放在真空中，磁场就消失了 D.当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失 答案　B 解析　磁体周围的磁场看不见，摸不着，但是磁场是客观存在的，故A、D错误；将小磁针放在磁体附近会出现偏转现象，说明受到了磁力的作用，可以说明磁体的周围存在着磁场，故B正确；把磁体放在真空中，磁场不会消失，故C错误。 二、磁感线 1.磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致。 2.磁感线的特点 (1)磁场越强的地方，磁感线越密。 (2)在磁体或通电螺线管的外部，磁感线从北极(N极)出发回到南极(S极)，在内部的磁感线由S极指向N极，形成闭合的曲线。 3.电流周围的磁场 (1)直线电流的磁场 安培定则：如图甲所示，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。 (2)环形电流的磁场 安培定则：如图丙所示，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场的方向。 (3)通电螺线管的磁场 安培定则：如图丁所示，用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的北极的方向。 1.比较磁感线和电场线，完成下列表格。 比较项目 磁感线 电场线 相似点 意义 为了形象地描述磁场方向和相对强弱而假想的线，实际不存在 为了形象地描述电场方向和相对强弱而假想的线，实际不存在 方向 线上各点的切线方向即该点的磁场方向 线上各点的切线方向即该点的电场方向 疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱 特点 在空间不相交、不中断、也不相切 在空间不相交、不中断 不同点 ①是闭合曲线 ②磁体外部：N→S 磁体内部：S→N 是不闭合的曲线，始于正电荷或无穷远处，止于无穷远或负电荷处 2.直线电流的磁感线是以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱，试画出图乙(直线电流的磁感线分布)的横截面图(从上向下看)及纵截面图(从正面看)。(“×”表示垂直纸面向里，“·”表示垂直纸面向外) 答案　 3.安培定则判断的是环形电流中心轴线上磁感线方向与电流方向之间的关系，试画出图丙(环形电流的磁场)环形电流的立体图、横截面图(从右向左看)及纵截面图(从正面看)。(“×”表示垂直纸面向里，“·”表示垂直纸面向外) 答案　 4.通电螺线管内部磁场(通电螺线管两侧边缘除外)为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁铁的磁场，方向由N极指向S极。试画出图丁(通电螺线管的磁场)的横截面图(从左向右看)和纵截面图(从正面看)。(“×”表示垂直纸面向里，“·”表示垂直纸面向外) 答案　 (1)磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止。(　×　) (2)磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。(　√　) (3)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。(　×　) 例2　如图所示，a、b是直线电流的磁场截面图，c、d是环形电流的磁场截面图，e、f是螺线管电流的磁场截面图。试判断各图中的电流方向或磁感线方向。 答案　见解析 解析　根据安培定则，可以确定题图a中电流方向垂直纸面向里，题图b中电流方向从下向上，题图c中电流方向沿逆时针方向，题图d中磁感线方向从上向下，题图e中磁感线方向向左，题图f中磁感线方向向右。 例3　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　根据在磁体外部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轴线上的磁场方向由右向左，小磁针N极受到的磁场力向左，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极受到的磁场力向右，选项C正确；根据安培定则可知通电直导线右边磁场向里，小磁针N极受到的磁场力垂直纸面向里，选项D错误。 例4　(2025·广东省惠州中学高二期中)如图所示，某同学在通电螺线管的附近与内部画出了a、b、c、d四个小磁针，其中小磁针b在螺线管内部。四个小磁针N极(灰色一端)指向正确的是(　　) A.小磁针a B.小磁针b C.小磁针c D.小磁针d 答案　D 解析　根据电流方向，利用安培定则判断螺线管内部的磁场方向向右，磁体周围的磁感线从N极出发回到S极。根据磁感线上任一点小磁针N极和该点的磁场方向一致，可知a点小磁针N极应指向右，b点小磁针N极应指向右，c点小磁针N极应指向右，d点小磁针N极应指向左。因此通电螺线管周围的小磁针N极指向正确的是小磁针d，故选D。 利用安培定则判定电流的磁场方向需注意的问题 1.利用安培定则判断通电直导线的磁场方向时，大拇指指的是电流方向，四指指的方向为磁感线的环绕方向。 2.利用安培定则判断通电螺线管和环形电流中轴线上的磁场方向时，四指指的是电流方向，大拇指指的方向是磁场方向。 三、安培分子电流假说 1. 内容：在原子、分子等物质微粒的内部都存在一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质分子都成为一个微小的磁体。 2.应用：安培分子电流假说能解释一些磁现象，如铁棒未被磁化时，内部各分子电流的取向杂乱无章，对外不显磁性，被磁化后，各分子电流的取向趋于规则，对外显示磁性。 (1)安培提出分子电流假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生。(　√　) (2)根据分子电流假说，磁体受到强烈震动时磁性不会减弱。(　×　) (3)根据分子电流假说，磁体在高温条件下磁性会减弱。(　√　) 例5　安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场很相似，提出了“分子电流”假说。他认为，在物质内部存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子绕核运动形成的，如图所示)，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。下列将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的选项图中正确的是(　　) 答案　B 解析　绕核运动的电子带负电，则环形电流方向与其运动方向相反，根据安培定则可知其左侧为N极，故选B。 四、地磁场 1.概念：地球由于本身具有磁性而在周围形成的磁场。 2.地球磁体的N极位于地理南极附近，地球磁体的S极位于地理北极附近。 3.磁偏角：地磁极与地理极之间的夹角。 例6　(2024·中山市高二月考)2024年10月7日，黑龙江大兴安岭地区漠河市出现了极光，极光本质上是由太阳发射的高速带电粒子流受地磁场的影响，进入地球两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的。关于地磁场，下列说法正确的是(　　) A.在广东省中山市，自由悬挂的小磁针N极会指向南方 B.在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极 C.地球内部不存在磁场 D.地球附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交 答案　B 解析　根据地理的南极是地磁的北极，在广东省中山市，自由悬挂的小磁针N极会指向北方，故A错误；在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极，故B正确，C错误；地球附近磁感线非常密集，但磁感线不可能相交，故D错误。 课时对点练 [分值：60分] 　[1~8题，每题4分] 考点一　磁场和磁感线 1.关于磁现象和磁场，下列说法正确的是(　　) A.地磁场能使小磁针的两极分别指向正南、正北 B.将一条形磁铁从中间截开后，一部分为N极，另一部分为S极 C.做奥斯特实验时通电导线应该水平，并沿东西方向放置 D.磁场的基本性质是对处在磁场中的磁体或电流有力的作用 答案　D 解析　地理南、北极与地磁北、南极不重合，因此小磁针静止时并不指向正南、正北，A错误；条形磁铁从中间分开后，成为两个小磁体，任何一磁体均有两个磁极，B错误；由于地磁场沿南北方向，为了让小磁针发生明显偏转，应让导线产生的磁场沿东西方向，结合安培定则可知，进行奥斯特实验时，导线应水平，并沿南北方向放置，故C错误；磁场的基本性质是对处在磁场中的磁体或电流有力的作用，D正确。 2.(多选)下列说法中正确的是(　　) A.磁体在空间中能产生磁场，磁场使磁体间不必接触便有相互作用 B.在磁场中的某一点，小磁针仅在磁场力作用下静止时北极所指的方向，就是这一点的磁场方向 C.当两个磁体的同名磁极相互靠近时，两条磁感线有可能相交 D.磁体的磁感线都是闭合的曲线 答案　ABD 解析　磁体间的作用力是通过磁场发生的，可以不用接触便产生相互作用，A项正确；小磁针仅在磁场力作用下静止时北极所指的方向就是这一点的磁场方向，B项正确；磁感线是闭合的曲线且不能相交，C项错误，D项正确。 3.(多选)如图所示，关于磁体和电流、电流和电流间的相互作用，下列说法正确的是(　　) A.图甲中，电流不产生磁场，电流对小磁针的作用力是通过小磁针的磁场产生的 B.图乙中，磁体对通电导线的作用力是通过磁体的磁场产生的 C.图丙中电流间的相互作用是通过电流的磁场产生的 D.图丙中电流间的相互作用是通过电荷的电场产生的 答案　BC 解析　题图甲中，电流对小磁针的作用力是通过电流的磁场产生的；题图乙中，磁体对通电导线的作用力是通过磁体的磁场产生的；题图丙中，电流对另一个电流的作用力是通过该电流的磁场产生的。综上所述，选项B、C正确，A、D错误。 考点二　电流的磁场 4. 两根非常靠近、互相垂直并互相绝缘的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，两电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的(　　) A.区域Ⅰ B.区域Ⅱ C.区域Ⅲ D.区域Ⅳ 答案　A 解析　由安培定则可知，I1电流在其上方产生的磁场方向垂直纸面向里，I2电流在其右方产生的磁场方向垂直纸面向里，故只有在区域Ⅰ，两个电流产生的磁场才都向里，选项A正确。 5.(多选)(2024·肇庆市高二期中)下列所示各图中，小磁针的指向正确的是(　　) 答案　ABD 解析　由安培定则可知，螺线管右侧为S极，左侧为N极，则处在螺线管内部小磁针的N极应向左，故A正确； 由地磁场从地球的南极指向北极，结合小磁针静止时N极指向为磁场的方向，因此赤道处小磁针N极指向地球的北极，故B正确； 根据安培定则判断直导线周围磁场，则小磁针处的磁场方向向下，应该是N极向下，故C错误； U形磁铁，小磁针处的磁场方向N极指向S极，则小磁针N极向右，故D正确。 6.(2023·广东省广雅中学高二期末)如图所示，当开关S闭合后，小磁针在电流的磁场中的指向正确的是(　　) 答案　D 解析　小磁针N极指向表示该点磁场的方向，图A中右侧导线的电流方向向下，由安培定则可知磁场方向垂直纸面向外，选项A错误；图B中，由安培定则可得通电螺线管上端为N极，螺线管左侧的磁场方向由上到下，选项B错误；图C中，由安培定则可得小磁针处磁场方向垂直纸面向里，选项C错误；图D中，由安培定则可得通电螺线管上端相当于S极，异名磁极相互吸引，故小磁针N极指向左侧，选项D正确。 考点三　安培分子电流假说和地磁场 7. 如图是铁棒被磁化前、后内部各分子电流取向分布情况，根据所学的磁化知识判断下面说法正确的是(　　) A.图甲是磁化后的分子电流取向分布 B.图乙是磁化前的分子电流取向分布 C.铁棒被磁化后通过一定途径可以消除磁性 D.任何材料的物体都很容易被磁化 答案　C 解析　铁棒被磁化前内部各分子电流取向是杂乱的，当铁棒被磁化后内部各分子电流取向相同，故A、B错误；铁棒受到强震动时，其磁性消失，故C正确；铁、钴、镍及由它们组成的材料能被磁化，并不是任何材料的物体都容易被磁化，故D错误。 8.为解释地球的磁性，某同学假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在图中，正确表示该假设中环形电流方向的是(　　) 答案　B 解析　因为地球内部磁场大致方向由地理南极指向地理北极，如图所示。由安培定则可知，环形电流方向如题图B所示。 　[9~11题，每题7分] 9.(2024·佛山市高二期中)磁贴纱窗的水平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.磁感线不是封闭的曲线，可以相交于一点 B.软磁条内部a、b之间的磁感线方向应由a指向b C.软磁条的a位置应为N极 D.磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，它与磁场一样真实存在 答案　B 解析　磁感线是封闭的曲线，彼此不相交，故A错误； 根据题图中软磁条的外部a、b之间的磁感线方向可知，软磁条内部a、b之间的磁感线方向应由a指向b，故B正确； 软磁条的a位置应为S极，故C错误； 磁场是真实存在的，但磁感线是理想模型，不是真实存在的，故D错误。 10.(2024·潮州市高二月考)宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1 000万亿倍，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是(　　) A.“磁星”周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示 B.距“磁星”很远处磁感线中断 C.磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场 D.“磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，磁感线可能相切 答案　A 解析　“磁星”周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示，选项A正确； 磁感线是闭合的曲线，则距“磁星”很远处磁感线不会中断，选项B错误； 在“磁星”外部和内部都有磁场，内部和外部磁感线组成闭合的曲线，选项C错误； “磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，但是磁感线不可能相切，选项D错误。 11.(多选)(2025·广州市高二期中)如图所示，是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的是(　　) A.通电后电磁铁a端为S极 B.滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强 C.条形磁体在滑动过程中受到向右的摩擦力 D.条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小 答案　BC 解析　电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可知，此时电磁铁的a端是N极，故A错误； 滑动变阻器的滑片P向左端移动，电阻变小，电流变大，故电磁铁的磁性变强，故B正确； 电磁铁的b端为S极，根据异名磁极相互吸引的特点可知，条形磁体受到向左的吸引力，条形磁体向左滑动，条形磁体受到水平桌面向右的摩擦力，故C正确； 压力大小和接触面的粗糙程度不变，因此条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力不变，故D错误。 　[7分] 12. (2024·广东省普宁二中实验学校高二月考)如图所示为实验室所用电流表的主要部件。绕在铝框上的线圈通电以后，在磁极与软铁芯构成的磁场中受力而转动。某同学据此现象思考软铁芯内部的磁感线分布，并提出了如下猜想，可能正确的是(　　) 答案　C 解析　根据磁感线分布特点：磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从N极出发，回到S极，每条磁感线都是闭合曲线，任意两条磁感线不相交，故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $