高中新教材人教版物理课件必修第三册第13章电磁感应与电磁波初步1-磁场磁感线

1.磁场

磁感线课标定位1.了解人类对磁现象的认识与应用,知道电流的磁效应。2.了解磁场是客观存在的物质,知道磁感线及其物理意义。3.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场方向。素养阐释1.理解磁场、磁感线的概念,培养物理观念。2.体会用磁感线描述磁场的方法,培养科学思维能力,掌握探究问题的科学方法。3.通过利用安培定则分析解决实际问题,形成正确的科学态度。自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课堂小结随堂练习

自主预习·新知导学一、电和磁的联系1.磁极之间的相互作用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)奥斯特实验:把导线放置在一个指南针的上方,通电时磁针发生了转动。(2)意义:奥斯特实验发现了电流的磁效应,首先揭示了电与磁的联系。二、磁场1.概念:磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间,以及通电导体与通电导体之间的相互作用,是通过磁场发生的,磁场是磁体或电流周围的一种看不见、摸不着的特殊物质。2.基本性质:对放入其中的磁体或通电导线有力的作用。三、磁感线1.概念:用来形象描述磁场的强弱及方向的曲线。2.特点(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁场强的地方,磁感线较密;磁场弱的地方,磁感线较疏。(2)磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向。四、安培定则1.直线电流的磁场: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: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,如图乙所示。3.通电螺线管的磁场:右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致,伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向,或伸直的拇指指向螺线管的N极,如图丙所示。五、安培分子电流假说1.法国学者安培提出:在原子、分子等物质微粒的内部,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。(如图所示)2.当铁棒中分子电流的取向大致相同时,铁棒对外显磁性(如图甲所示);当铁棒中分子电流的取向杂乱无章时,铁棒对外不显磁性(如图乙所示)。3.安培分子电流假说说明一切磁现象都是由电荷的运动产生的。【思考讨论】

1.判断下列说法的正误。(1)磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场产生的。(

)(2)电流和电流之间的相互作用是通过电场产生的。(

)(3)磁场并不是真实存在的,而是人们假想出来的。(

)(4)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁体周围的磁场。(

)√××√2.将一条形磁体从中间截开后,是不是一部分为北极,另一部分为南极?提示:不是,磁体从中间分开后,成为两个小磁体,任何磁体均有两个磁极。3.有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极,你认为对吗?提示:不对,在磁体外部磁感线从磁体北极指向南极,而在磁体内部,磁感线从南极指向北极。

合作探究·释疑解惑知识点一知识点二知识点三对磁现象和磁场的认识问题引领电荷与电荷之间的相互作用是通过电场产生的,那么磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用是如何发生的?提示:都是通过磁场发生的。归纳提升1.对磁场的理解(1)磁场的存在:磁体的周围、电流的周围都存在磁场。(2)磁场的客观性:磁场虽然看不见、摸不着,不是由分子、原子组成的,但却是客观存在的。场和实物是物质存在的两种形式。(3)磁场的基本性质:对放入其中的磁体或电流有力的作用。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。2.静电场与磁场的比较

典型例题【例题1】

关于磁体、电流间的相互作用(如图所示),下列说法正确的是(

)A.甲图中,电流不产生磁场,电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的B.乙图中,磁体对通电导线的力是通过电流的磁场发生的C.丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的D.丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的答案:C解析:题图甲中,电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的;题图乙中,磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的;题图丙中,电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的。综上所述,选项C正确。奥斯特实验证明了电流周围产生磁场,本来是没有条件的,但实际实验时必须考虑地磁场的影响,让通电导线沿南北方向放置,磁场方向与地磁场方向尽量不一致,效果明显。【变式训练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场力的作用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对磁感线的理解问题引领如图所示,在玻璃板上撒一层细铁屑,放入磁体的磁场中,轻敲玻璃板,由细铁屑的分布可以模拟磁感线的形状。那么磁感线是磁场中真实存在的吗?提示:磁感线不存在,是假想的曲线。

归纳提升1.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,密集的地方磁场强,稀疏的地方磁场弱。(3)磁感线的方向:磁体外部从N极指向S极,磁体内部从S极指向N极。(4)磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断。(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。2.磁感线与电场线的比较典型例题【例题2】

(多选)下列关于电场线和磁感线的说法正确的是(

)A.电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B.磁场中两条磁感线一定不相交,但在复杂电场中的电场线是可以相交的C.电场线是一条不闭合曲线,而磁感线是一条闭合曲线D.电场线越密的地方,电场越强,磁感线越密的地方,磁场也越强答案:CD解析:电场线与磁感线分别是为了形象描述电场、磁场而引入的假想线,实际不存在,A错误。两种场线的切线方向均表示相应的场方向,两种场线都不会相交,B错误。电场线起始于正电荷或无限远、终止于无限远或负电荷,而磁感线在磁体外部由N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极,组成闭合曲线,C正确。电场线越密,表示该处电场越强;磁感线越密,表示该处磁场越强,D正确。磁场、电场都是一种客观存在的特殊物质,磁感线、电场线虽是假想的曲线,但可形象地描述磁场、电场的强弱和方向。应注意它们的区别与关系。【变式训练2】

对磁感线的认识,下列说法正确的是(

)A.磁感线总是从磁体的北极出发,终止于磁体的南极B.磁感线上某点的切线方向与放在该点小磁针南极的受力方向相同C.磁感线的疏密可以反映磁场的相对强弱D.磁感线是磁场中客观存在的线答案:C解析:磁感线在磁体的外部是从N到S,在磁体内部是从S到N,形成闭合曲线,A错误;磁感线上某点的切线方向与放在该点小磁针北极的受力方向相同,B错误;磁感线是人为假想出来的,现实中不存在,磁感线越密,磁感应强度越大,磁感线越疏,磁感应强度越小,C正确,D错误。常见磁场的分布规律问题引领如图所示,螺线管内部小磁针静止时N极指向右方。探讨:(1)螺线管内部磁场沿什么方向?螺线管c、d端,哪端为N极?(2)小磁针放在螺线管上方e处,静止时N极指向什么方向?提示:(1)由c指向d。d端为N极。(2)向左。归纳提升1.常见永磁体的磁场2.常见电流的磁场

典型例题【例题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极的指向分别是(

)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向右答案:C解析:小磁针静止时N极的指向与该点磁感线方向相同,如果a、b、c三处磁感线方向确定,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,即可知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。小磁针在磁场中受力的判断方法1.当小磁针处于磁体产生的磁场,或环形电流、通电螺线管外部时,可根据同名磁极相斥,异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向。2.当小磁针处于直线电流的磁场中,或处于环形电流、通电螺线管内部时,应该根据小磁针N极所指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同来判断小磁针的受力方向。【变式训练3】

图中的四幅图为电流产生磁场的分布图,其中正确的是(

)

A.①③ B.②③C.①④ D.②④答案:C解析:由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向,①正确,②错误。③和④为环形电流,注意让弯曲的四指指向电流的方向,可判断出④正确,③错误。故正确选项为C。课堂小结随

堂

练

习1.(对磁场的理解)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.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C.磁极与磁极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答案:A解析:磁场和电场一样,是客观存在的物质,磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的作用都是通过磁场产生的,选项A正确。2.(对磁感线的理解)(多选)下列关于磁场和磁感线的描述正确的是(

)A.磁极与磁极之间、磁极与电流之间都可以通过磁场发生相互作用B.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致C.磁感线总是从磁体的N极出发,到S极终止D.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的答案:AB解析:磁场是一种特殊物质,磁极、电流间发生作用都是通过磁场发生的,故A对;磁感线是为形象描述磁场而假想的线,不是真实存在的,故D错;磁感线的切线方向表示磁场的方向,磁感线的疏密表示磁场的强弱,故B对;磁感线是闭合曲线,在磁体外部由N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极,故C错。3.(安培分子电流假说)(多选)下列说法正确的是(

)A.奥斯特提出“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B.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C.根据“分子电流”假说,磁体受到强烈震动时磁性会减弱D.根据“分子电流”假说,磁体在高温条件下磁性会减弱答案:BCD解析:“分子电流”假说是由安培提出来的;根据安培的“分子电流”假说可知,磁体及通