3.1磁场 磁感线 课件 -2026-2027学年高二下学期物理教科版必修第三册

该高中物理课件聚焦磁场、磁感线及安培定则，以指南针导航实例导入，串联我国古代磁学成就与现代磁现象，从磁体相互作用到磁场物质性，再到磁感线模型建构和安培定则应用，搭建递进式知识支架。 其亮点在于紧扣核心素养，通过铁屑实验探究磁感线分布培养科学探究能力，借助安培定则三维推理训练科学思维，结合地磁场、分子电流假说等实例深化物理观念。课堂练习与高考题衔接，助力学生提升空间想象与问题解决能力，也为教师提供目标明确、重难点突出的教学方案。

磁场 磁感线 教学课件 1 目标及重难点 1 2 3 4 新课导入 新课讲解 课堂练习 目录 5 链接高考 6 课堂小结 2 素养目标 【物理观念】 认识磁场是客观存在的物质，理解磁现象的电本质（安培分子电流假说）。 掌握磁场的基本性质，即对放入其中的磁体或电流有力的作用。 【科学思维】 建构“磁感线”理想化模型，用形象化手段描述抽象的磁场分布。 运用安培定则进行三维空间逻辑推理，判断不同电流产生的磁场方向。 【科学探究】 通过观察铁屑在磁场中的分布实验，探究并描绘磁感线的形状与规律，体验抽象物理量可视化的探究过程。 【科学态度与责任】 了解我国古代磁学成就（如指南针及其在航海中的应用），增强民族自豪感。 体会人类探索电与磁联系（如奥斯特实验）的艰难历程，培养探索自然奥秘的科学精神。 教学重难点 【教学重点】 ① 磁场的基本性质；② 磁感线的概念及特点；③ 安培定则（右手螺旋定则）的应用 【教学难点】 ① 理解磁场的物质性及磁感线的“假想模型”本质；② 安培定则在三维空间中的灵活运用（空间想象力） 新课导入 沙漠中徒步旅行的探险者、大洋中掌控方向的舵手，他们靠什么识别方向？是我国古代四大发明之一的指南针，也就是磁针。 磁现象的应用既久远又广泛，下面我们就从磁场开始学习吧！ 新课讲解 一、我国古代对磁现象的认识及应用 我国春秋战国时期的一些著作已有关于磁石的记载和描述。指南针是我国古代四大发明之一。12世纪初，我国已将指南针用于航海，宋俑持罗盘者就记录了这个科技史实。 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？ 人们很早就发现电和磁有很多相似的特征：自然界中的磁体总存在着两个磁极，自然界中同样存在着两种电荷 同名磁极或同种电荷相互排斥，异名磁极或异种电荷相互吸引。这种相似性是否意味着电和磁之间有某种联系呢？ 二、磁场与磁感线 1.磁现象 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。 小磁针有规律的排列着。 ①如图，在桌面上放置一条形磁铁，在其周围放一些小磁针，观察小磁针静止后N极、S极的指向。 观察思考： 敲击塑料板时，铁屑短暂离开板面（摩擦力影响消除）,它们按照磁场方向排列. ②将一个薄的塑料板平放在条形磁铁或马蹄型磁铁上，在塑料板上撒一些铁屑，用手轻轻敲击塑料板，观察铁屑的分布。想一想，为什么轻轻敲击塑料板，上面的铁屑会有规则地分布？它们的分布图样反映了什么？ 磁场是一种特殊的物质，不能为人们所看见，英国科学家法拉第在对磁场的描述方面表现出很强的想象力，为了“看见”磁场，法拉第在纸板上均匀洒满细小的铁屑，在其下放置磁铁，然后轻敲纸板，磁化后的铁屑在磁力的作用下就清清楚楚地呈现出“磁感线”来。 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。 1.定义: A B C 强弱？ 疏密！ 2．磁感线： 人们规定：小磁针N极的受力方向就是该处磁场的方向 2.磁感线的基本特点： 1）磁感线上每一点的切线方向表示该处的磁场方向。 2）磁感线的疏密程度表示该处的磁场的强弱。 3）磁体外部磁感线从N极出发指向S极，在磁体内部由S极到N极，形成闭合曲线。 4）磁感线不相交（不相切）。 3.磁体的磁感线 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线 (2)同名磁极和异名磁极的磁感线 条形磁铁的磁感线： 蹄形磁铁的磁感线： 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。 安培定则：对直导线，大拇指指向为电流方向，四指弯曲方向是磁感线方向； 对环形电流和通电螺线管，四指弯曲方向为电流方向大拇指指向为内部轴线上磁感线方向（也叫右手螺旋定则） 三、安培定则 (立体)图 横截面(俯视)图 纵截面(平视)图 1.直线电流的磁场 安培定则(右手螺旋定则)：如表格中甲图所示，用　　　握住通电导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致， 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：如表格中乙图所示，让右手　　　　　　与环形电流的方向一致， 就是环形电流轴线上磁感线的方向。 右手 弯曲的四指 弯曲的四指 伸直的拇指所指的方向 3.通电螺线管的磁场 安培定则：如表格中丙图所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与___ _________________一致，伸直的拇指所指的方向就是 磁场的方向。 螺 线管电流的方向 螺线管轴线上   安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线 电流         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 环形 电流         环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺线管         内部磁场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 1.法国学者安培提出：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.当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性。 未被磁化的铁棒 磁化后的铁棒 B (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，温度升高，磁体磁性会减弱。(　　) √ × √ 课堂练习 下列关于磁场的说法正确的是 A.磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 B.磁场是人为构想出来的 C.磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的 D.安培首先发现了电流的磁效应 √ √ 解析：磁场是客观存在的一种物质，A正确，B错误； 磁体与磁体之间是通过彼此激发的磁场发生相互作用的，C正确； 奥斯特首先发现了电流的磁效应，选项D错误。 (多选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是 A.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 B.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 C.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 D.在赤道位置放置一枚小磁针，静止时小磁针N极 　指向地理的南极附近 √ √ 解析：只有赤道上方附近的地磁场的方向与地面平 行，A错误； 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合， 存在磁偏角，B正确； 磁感线是闭合的，由题图可推知地球内部存在磁场，地磁南极在地理北极附近，C正确； 在赤道位置放置一枚小磁针，静止时小磁针N极指向地理的北极附近，D错误。 通电螺线管内有一静止的小磁针，磁针指向如图所示，则 A.螺线管的P端为N极，a接电源的正极 B.螺线管的P端为S极，a接电源的负极 C.螺线管的P端为S极，a接电源的正极 D.螺线管的P端为N极，a接电源的负极 √ 解析：由题图可知，小磁针N极指向P端，故内部磁感线指向左侧，故P端为N极；由右手螺旋定则可知，电流由b端流入，故a端接电源的负极。故选D。 链接高考 如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，放置一通电圆线圈，圆心为O点，线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点，它们到O点的距离相等。已知M点的总磁感应强度大小为零，则N点的总磁感应强度大小为(      ) A.0 B.B C. D. 答案：A 解析：根据右手螺旋定则可知线圈在M、N点产生的磁感应强度大小相等、方向相同，由于M点的总磁感应强度大小为零，则匀强磁场的磁感应强度与线圈在M点产生的磁感应强度大小相等、方向相反，则线圈在N点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即N点的总磁感应强度大小为0，A正确。 地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下列判断正确的是(      ) A.地表电荷为负电荷 B.环形电流方向与地球自转方向相同 C.若地表电荷的电量增加，则地磁场强度增大 D.若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大 答案：AC 解析：A.根据右手螺旋定则可知，地表电荷为负电荷，故A正确； B.由于地表电荷为负电荷，则环形电流方向与地球自转方向相反，故B错误； C.若地表电荷的电量增加，则等效电流越大，地磁场强度增大，故C正确； D.若地球自转角速度减小，则等效电流越小，地磁场强度减小，故D错误。 故选AC。 课堂小结 一、电和磁的联系 1.磁现象 ①磁性：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性. ②磁体：具有磁性的物体叫磁体. ③磁极：磁体中磁性最强的区域叫磁极. 2.磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引. 二、磁场 （1）电流的磁效应：丹麦物理学家奥斯特首先发现通电导线周围存在磁场. （2）磁场方向：物理学中把小磁针在某点处静止时 N 极所指的方向规定为该点磁场的方向. （3）基本性质：对放入磁场中的磁体、通电导线或运动电荷有力的作用. （4）地磁场：地球本身在地面附近空间产生的磁场叫地磁场。 三、磁感线 （1）定义：磁感线是为了形象描绘磁场中各点磁感应强度情况而假想出来的曲线，在磁场中画一些有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线. （2）特点 ①磁感线上每点的切线方向，都表示该点磁感应强度的方向； ②磁感线密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱； 感 谢 收 看 教学课件 36 $