新教材2025版高中物理第三章电磁场与电磁波初步1.磁场磁感线学案教科版必修第三册

1.磁场磁感线课标要求思维导图1.知道磁场，知道磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的．2．知道磁感线的概念及性质，知道磁感线可以用来形象地描述磁场的强弱和方向．3．能用安培定则推断通电直导线和通电线圈四周磁感线的方向．必备学问·自主学习——突出基础性素养夯基一、磁场与磁感线1．磁场(1)来源：磁体四周和电流四周都存在________，一切磁相互作用都是通过________实现的．(2)方向：人们规定，小磁针________极的受力方向就是该处磁场的方向．(3)基本性质：对放入其中的________或________有力的作用．2．磁感线(1)定义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的________方向为该点的磁场方向，这样的曲线叫作磁感线．(2)特点①磁感线的________表示磁场的强弱．②磁感线上某点的________表示该点磁感应强度的方向．(3)方向：在磁体外部为从________极到________极，磁体内部为从S极到N极．(4)物理意义：用来形象描述磁场的假想线，事实上并不存在。二、安培定则(右手螺旋定则)1．直线电流的磁场：右手握住通电导线，让伸直的拇指所指的方向与________方向一样，则弯曲的四指所指的方向就是________环绕的方向，如图甲．2．环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与________的方向一样，伸直的拇指所指的方向就是环形电流轴线上________的方向，如图乙．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________方向一样，拇指所指的方向就是螺线管________磁感线的方向，或拇指指向螺线管的________极，如图丙．[导学1](1)磁感线是假想的，并不真实存在．(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱，切线方向表示磁场方向．(3)磁感线是闭合曲线，在磁体外部从N极指向S极，在磁体内部，从S极指向N极．(4)磁感线不能相交或相切．[导学2]通电螺线管的磁场分布与条形磁铁的磁场类似．关键实力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一对磁场的理解导学探究如图所示，通电导线放在磁铁旁边，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．磁铁对通电导线的作用力是如何产生的？归纳总结1.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，但却客观存在于磁体的四周、电流的四周．场和实物是物质存在的两种形式．2．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．3．电场和磁场的区分项目电场磁场不同点产生电荷四周磁体、电流、运动电荷四周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极、电流有力的作用作用特点对放入其中的磁极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靠于人的意志而客观存在的特别物质，具有质量和能量典例示范例1以下说法中正确的是()A．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的B．通电导体与通电导体间的相互作用是通过电场产生的C．磁体与通电导体间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的D．磁场和电场是同一种物质素养训练1(多选)关于磁铁、电流间的相互作用，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磁体的磁场发生的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素养训练2(多选)下列说法中正确的是()A．磁场是客观存在的一种物质B．磁体上磁性最强的部分叫磁极C．磁体或通电导体在自己四周的空间会产生磁场D．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场发生的，而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的探究点二对磁感线的理解和应用导学探究将磁铁固定在有机玻璃下，把铁粉撒在有机玻璃上，并轻轻敲打玻璃板，会发觉铁粉排列成一些有规律的曲线．我们能不能认为这些铁粉排成的线就是磁感线呢？归纳总结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．常见永磁体的磁场典例示范例2(多选)下列关于电场线和磁感线的说法正确的是()A．二者均为假想的线，事实上并不存在B．试验中常用铁屑来模拟磁感线形态，因此磁感线是真实存在的C．随意两条磁感线不相交，电场线也是D．磁感线是闭合曲线，静电场中电场线是不闭合的素养训练3关于磁感线的描述，下列说法中正确的是()A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指的方向一样B．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的C．两条磁感线的空隙处肯定不存在磁场D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交素养训练4(多选)某一区域的磁感线分布如图所示，磁场中a、b处的磁感应强度分别为Ba、Bb，则它们的关系是()A．Ba>BbB．Bb>BaC．方向相同D．方向不相同探究点三安培定则的理解及应用归纳总结1.三种常见的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随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为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极2.三点说明(1)图中的“×”号表示磁场方向垂直纸面对里，“·”号表示磁场方向垂直纸面对外．(2)图中只是表示出了磁感线的方向，对磁感线的疏密没有详细表示．(3)应用安培定则判定电流四周磁场的方向时，直线电流是判定导线之外磁场的方向，环形电流和通电螺线管判定的是线圈轴线上磁场的方向．典例示范例3如图所示，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针静止时N极的指向或磁感线方向．请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向．素养训练5如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时()A．小磁针N极向里转B．小磁针N极向外转C．小磁针在纸面内向左摇摆D．小磁针在纸面内向右摇摆素养训练6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向右随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1．关于电场线和磁感线，下列说法中正确的是()A．电场线总是起始于负电荷，终止于正电荷B．磁感线总是起始于N极，终止于S极C．正电荷在电场中受到的电场力方向，与电场线上该点的切线方向相同D．正电荷在磁场中受到的磁场力方向，与磁感线上该点的切线方向相同2.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图．此时小磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是()A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．以上说法都不正确3．纸面内放置有闭合金属圆环，在过圆环圆心的水平直线上，等间距地放着三个小磁针，不考虑小磁针之间的相互作用力以及地磁场的影响．初始时三个小磁针的N极指向如图所示．现给圆环通以逆时针方向的恒定电流，关于三个小磁针静止时N极的指向，下列说法正确的是()A．小磁针1和小磁针3的N极平行纸面对右，小磁针2的N极平行纸面对左B．小磁针1和小磁针3的N极平行纸面对右，小磁针2的N极平行纸面对上C．小磁针1和小磁针3的N极垂直纸面对外，小磁针2的N极垂直纸面对里D．小磁针1和小磁针3的N极垂直纸面对里，小磁针2的N极垂直纸面对外4．如图所示是通电螺线管的磁感线分布图，下列说法正确的是()A.管内外磁场都是匀强磁场B．电流越大，内部的磁场越强C．变更电流方向时磁场方向不变D．磁场方向与电流方向的关系满意左手定则5．(多选)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()1．磁场磁感线必备学问·自主学习一、1．(1)磁场磁场(2)N(3)磁极电流2．(1)切线(2)①疏密②切线方向(3)NS二、1．电流磁感线2．环形电流磁感线3．电流内部N关键实力·合作探究探究点一【导学探究】提示：是通过磁场产生的．【典例示范】例1解析：通电导体能产生磁场，在通电导体的四周有磁场存在，不论是磁体与磁体间、磁体与通电导体间，还是通电导体与通电导体间，都有相互作用的磁场力．磁场是一种特别物质，它的基本性质是对放入磁场中的磁体或通电导体有磁场力的作用；而电场是电荷四周存在的一种特别物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有静电力的作用，它不会对放入静电场中的磁体产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点，故A正确．答案：A素养训练1解析：甲图中，电流对小磁针的作用力是通过电流的磁场发生的；乙图中，磁体对通电导线的作用力是通过磁体的磁场发生的；丙图中，电流对另一个电流的作用力是通过该电流的磁场发生的．综上所述，选项B、C正确．答案：BC素养训练2解析：磁场是存在于磁体和通电导体四周的一种客观存在的物质，磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场产生的．答案：ABC探究点二【导学探究】提示：不能．试验时利用被磁化的铁屑来显示磁感线的分布状况，只是探讨磁感线的一种方法，使得看不见、摸不着的磁场变得详细形象，给探讨带来便利．其实，磁感线只是为了探讨磁场而引进的假想的线，并不是真实存在的．另外，被磁化的铁屑所显示的磁感线分布仅是一个平面上的磁感线分布状况，磁铁四周的磁场是分布在磁铁四周的整个空间的．【典例示范】例2解析：两种场线均是为形象描绘场而引入的，事实上并不存在，故A对，B错；随意两条磁感线或电场线不能相交，否则交点处会有两个磁场或电场方向与实际相冲突，故C对；磁体外部磁感线由N极指向S极，内部由S极指向N极，故磁感线是闭合的曲线，而电场线始于正电荷(或无穷远处)，最终负电荷(或无穷远处)，故不闭合，D对．答案：ACD素养训练3解析：磁感线上每一点的切线方向表示磁场方向，即小磁针静止时N极所指的方向，A正确；磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一簇有方向的闭合曲线，事实上并不存在，细铁屑可以显示出其形态，但那并不是磁感线，B错误；磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线是假想的、人为画出的曲线，两条磁感线的空隙处也存在磁场，C错误；磁感线的切线表示磁场的方向，随意一点只有一个方向，故磁感线不行能相交，D错误．答案：A素养训练4解析：磁感线越密集的位置磁感应强度越大，所以Ba>Bb，故A正确，B错误；a、b两点位于同一条为直线的磁感线上，所以两点磁感应强度方向相同，故C正确，D错误．答案：AC探究点三【典例示范】例3解析：假如已知磁场的方向，可用右手螺旋定则推断电流的方向．假如已知小磁针静止时N极指向，那么小磁针N极所指方向就是磁场方向．答案：如图所示素养训练5解析：由于线圈中电流沿顺时针方向，依据安培定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面对里．而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N极向里转．答案：A素养训练6解析：小磁针静止时N极的指向与该点磁感线的方向相同，假如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．所以只要画出通电螺线管的磁感线(如图所示)，即可知a磁针的N极指向左，b磁针的N极指向右，c磁针的N极指向右．C正确．答案：C随堂演练·自主检测1．解析：电场线是从正电荷或者无穷远发出，终止于负电荷或无穷远，故A错误；磁感线是一条闭合曲线，故B错误；正电荷在电场中受到的电场力方向，与电场线上该点的切线方向相同，故C正确；静止电荷在磁场中不受力，运动电荷受磁场力方向与磁感线上该点的切线方向垂直，故D错误．答案：C2．解析：小磁针的S极向纸内偏转，N极向纸外偏转，说明小磁针所在位置的磁感线是向外的，依据安培定则可知，等效电流向右，粒子束可能是向右的正离子束或向左的负离子束，故A正确，B、C、D错误．答案：A3．解析：电流方向沿逆时针方向，由安培定则可知，1、3所在处磁场垂直于纸面对里，2处磁场垂直于纸面对外，故1、3处的小磁针的N极垂直纸面对里，小磁针2的N极垂直纸面对外，故D正确，A、B、C错误．答案：D4．解析：磁感线的疏密表示磁感应强度的强弱，依据通电螺线管的磁感线分布图可知，匀强磁场的磁感线是平行等距的直线，管内外磁场不是匀强磁场，故A错误；通电螺线管内磁感应强度的大小随电流的增