3.1 磁场 磁感线(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（教科版)

该高中物理导学案围绕磁场、磁感线及安培定则展开，通过奥斯特实验情境思辨和小磁针阵列动手操作导入，引导学生从我国古代磁现象认识出发，逐步掌握磁场基本性质、磁感线特点及电流磁场方向的判断方法，构建连贯的知识支架。 资料融合物理观念、科学思维与科学探究，通过类比电场理解磁场性质，设计实验验证电流磁场，典例分析与分层检测结合提升知识应用能力，培养学生实证精神与科学态度，助力自主学习与核心素养的全面发展。

1.磁场　磁感线 物理观念：1.知道奥斯特发现了电流的磁效应。2.知道磁场的基本性质和地磁场的特点。3.理解磁感线的定义，熟悉常见磁体磁感线的空间分布情况。4.会应用安培定则判断电流磁场的方向。 科学思维：1.通过对电流磁效应的学习，了解电流的磁效应的发现过程，体会奥斯特实验的物理思想。2.利用类比的方法，类比电场形成磁场的概念，知道磁场的基本性质。 科学探究：1.能动手操作小磁针阵列实验，收集数据并绘制磁感线草图。 2.能在教师引导下设计简单实验，验证电流周围存在磁场，体验奥斯特的发现过程。 科学态度与责任：1.感受人类探索电磁规律的历史，认识实证精神的重要性。2.增强尊重事实的科学态度，激发学习物理的兴趣和责任感。 知识点一　磁场　磁感线 1.我国古代对磁现象的认识及应用 （1）春秋时期，古人发现天然磁石具有吸引的性质，人们还发现任何磁体，不管形状如何都有两个位置　　　　　，称为磁体的两个极，它们有指示　　　　的本领。 （2）北宋时期，发明了　　　　　　。 （3）古人很早就发现　　　能治疗一些疾病，《史记》、《本草纲目》中均有记载。 2.磁场 （1）定义：　　　　周围分布着磁场，一切磁　　　　　　都是通过磁场实现的。 （2）基本特性：对处在它里面的　　　或　　　有力的作用。 3.磁感线 （1）定义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线为该点的磁场方向。这样的曲线就叫做磁感线。 （2）磁感线的特点 ①曲线上每一点的　　　　　　为该点的磁场方向。 ②曲线的　　　表示磁场的强弱，曲线的地方磁场弱，曲线的地方磁场强。 知识点二　安培定则 磁感线的方向与电流方向之间的关系可以由　　　　　　判定。 1.直流电流的磁场：用　　　握住通电导线，让伸直的拇指所指的方向与　　　　　　一致，则弯曲的四指所指的方向就是　　　　　　　　　。如图甲所示。 2.环形电流的磁场：让　　　弯曲的四指与　　　　　的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形电流轴线上　　　　。如图乙所示。 　奥斯特实验如图所示。请判断下列关于该实验说法的正误。 （1）本实验验证了电流的磁效应。（　　） （2）导线应沿东西方向放置在小磁针的正上方是为减小地磁场对实验结果的影响。（　　） （3）实验过程中如果小磁针发生了偏转，说明磁场是客观存在的。（　　） （4）通电直导线产生的磁场的磁感线平行于导线。（　　） 要点一　对磁场和磁感线的理解 图甲中异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，图乙中一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以电流，导线就会移动；图丙中两条通过同向电流的导线相互吸引，通过反向电流的导线相互排斥，这些相互作用是怎样实现的？ 1.常见永磁体的磁感线分布 2.磁感线的特点 （1）为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在。 （2）磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱。 （3）磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。 （4）磁体外部磁感线从N极指向S极，磁体内部磁感线从S极指向N极。 （5）磁感线闭合而不相交、不相切，也不中断。 3.电场和磁场的比较 电场 磁场 不同点 产生 电荷周围 磁体、电流、运动电荷周围 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、电流有力的作用 作用 特点 对放入其中的磁体不产生力的作用 对放入其中的静止电荷无力的作用 相同点 都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质，和实物一样具有质量和能量等物质的基本属性 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 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.〔多选〕下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是（　　） A．任意两条磁感线不相交，两条电场线也不相交 B．电场线和磁感线都是闭合曲线 C．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线 D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的静电力越大 2.（2026•四川凉山州西昌市段考）东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”如图所示，司南指南是因为地球存在地磁场，则下列说法正确的是（　　） A．“柢”相当于磁体的S极 B．“其柢指南”中“南”指的是地磁南极 C．司南可以用任意金属材料制成 D．“柢”能指南说明“柢”周围客观存在一条条磁感线 要点二　安培定则 　如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南北方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中，两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况是怎样的？ 　三种常见电流的磁场 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垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱 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 内部磁场比外部强，内部磁场方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，方向由N极指向S极 〔多选〕如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则（　　） A．放在a处的小磁针的N极向左 B．放在b处的小磁针的N极向右 C．放在c处的小磁针的S极向右 D．放在a处的小磁针的N极向右 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 规律方法 （1）安培定则既可以根据电流方向判断磁场方向，也可以根据磁场方向判断电流方向。 （2）环形电流相当于小磁针，通电螺线管相当于条形磁铁，应用安培定则时，拇指所指的一端为N极。 （3）磁场是分布在立体空间的，对于环形电流和通电螺线管，注意区分内部和外部磁场。 1.（2026•四川遂宁阶段练习）如图，在原来静止在水平面内小磁针的正上方放置一条水平直导线ab，小磁针可在水平面内自由转动。导线通电后，发现小磁针的N极向纸内转动。则（　　） A．导线未通电时，小磁针的N、S极指向地理东、西方向 B．导线通电后，导线下方产生了垂直纸面向外的磁场 C．导线通电后，电流方向从a到b D．导线通电后，电流方向从b到a 2.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（　　） 要点回眸 1.〔多选〕关于磁感线的概念和性质，下列说法正确的是（　　） A．磁感线上各点的切线方向与各点的磁场方向一致 B．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线 C．磁感线总是从磁体的N极指向S极 D．磁场中任意两条磁感线均不相交 2.（2026•四川广安华蓥段考）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“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如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（　　） A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．在赤道位置放置一枚小磁针，小磁针N极指向地理的南极 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.〔多选〕（2026•四川内江期末）1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，将圆盘绕中心轴按图示方向（自上向下看顺时针）高速旋转，发现小磁针发生偏转。忽略地磁场对小磁针的影响，则下列说法中正确的是（　　） A．小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘上产生了电场 B．小磁针发生偏转说明因电荷运动形成的电流产生了磁场 C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向左侧偏转 D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极向右侧偏转 完成课后作业　第三章　1. 答案 1.磁场　磁感线 【基础知识落实】 知识点一 1.（1）铁　磁性最强　南北方向　（2）指南针（罗盘针） （3）磁石 2.（1）磁体　相互作用　（2）磁极　电流 3.（2）①切线方向　②疏密　疏　密 知识点二 安培定则　1.右手　电流方向　磁感线的环绕方向 2.右手　环形电流　磁感线的方向 情境思辨 （1）√　（2）×　（3）√　（4）× 【核心要点突破】 要点一　 知识精研 【探究】　提示：磁体的周围和电流的周围都存在着磁场，磁体和磁体之间、磁体和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。 【典例 1】　A　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、D错误。 素养训练 1.AD　任意两条磁感线一定不相交，电场线也不相交，否则交点处有两个方向，违反唯一性的特点，选项A正确；电场线是不闭合曲线，而磁感线是闭合的曲线，选项B错误；电场线和磁感线都是假想的曲线，并不存在，选项C错误；电场线越密的地方，电场强度越大，由公式F=qE知同一试探电荷所受的静电力越大，选项D正确。 2.A　地磁场在地表的方向由地理南极指向地理北极，磁铁静止时N极指向地理北极，“柢”相当于磁体的S极，A正确；“其柢指南”中“南”指的是地磁北极，故B错误；司南需用可以磁化的材料制成，故C错误；磁感线实际上并不存在，故D错误。 要点二　 知识精研 【探究】　提示：由小磁针N极转向纸里知，该处磁场方向向里，由安培定则知，两云尖端之间存在自A向B的电流，则A带正电，B带负电。 【典例 2】　BD　由安培定则，可知通电螺线管的磁场如图所示，右端为N极，左端为S极，在a点磁场方向向右，则小磁针在a点时，N极向右，A项错误，D项正确；在b点磁场方向向右，则磁针在b点时，N极向右，B项正确；在c点，磁场方向向右，则磁针在c点时，N极向右，S极向左，C项错误。 素养训练 1.C　导线未通电时，小磁针的N、S极指向地理北、南方向，故A错误；导线通电后，发现小磁针的N极向纸内转动，可知导线通电后，导线下方产生了垂直纸面向里的磁场，根据右手螺旋定则可知，电流方向从a到b，故B、D错误，C正确。 2.A　对A项，根据安培定则可知，因电流方向向上，导线右侧磁场方向垂直向里，而左侧则是垂直向外，故A正确；对B项，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；对C项，根据安培定则可知，因环形电流向里，则环形导线内部磁场方向从右向左，故C错误；对D项，因电流竖直向下，依据安培定则可知，磁场方向应该是顺时针方向，故D错误。 【教学效果检测】 1.AD　磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，A正确。磁感线是假想曲线，B错误。磁感线为闭合曲线，在磁体的内部磁感线由S极指向N极，C错误。两条磁感线不能相交，D正确。 2.A　地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，而是有一定的夹角，即为磁偏角，故A正确；磁感线是闭合的曲线，由图可推知地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B错误；由图可知地磁场的磁感线从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，只有赤道上方附近的地磁场方向与地面平行，故C错误；小磁针N极指向磁感线的方向，在赤道位置放置一枚小磁针，小磁针N极指向地理的北极，故D错误。 3.C　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，画出通电螺线管的磁感线（如图所示），可知a磁针的N极在左边，b磁针的N极在右边，c磁针的N极在右边。故C正确。 4.BCD　由题意可知，磁针受到磁场力的作用，原因是由于电荷的定向移动，从而形成电流，而电流周围会产生磁场，故A错误，B正确；若小磁针处于圆盘的左上方时，圆盘带负电，根据右手定则可知，产生的磁场方向向上，则小磁针的N极向左偏，故C正确；若小磁针处于圆盘的左下方时，圆盘带负电，根据右手定则可知，产生的磁场方向向上，因下方为S极，则小磁针的N极向右偏，故D正确。 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $