2024_2025学年新教材高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步1磁场磁感线学案新人教版必修3.doc

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磁场磁感线

一、电和磁的联系

1731年,一英国商人发觉雷击后的刀叉竟具有了磁性。1751年,富兰克林发觉莱顿瓶放电可使缝衣针磁化。电现象和磁现象间的相像是偶然的吗?那些磁化现象又说明白什么呢?电现象和磁现象存在某种联系吗?

提示:电现象和磁现象间的相像不是偶然,电与磁之间存在某种必定的联系。

1.电现象和磁现象的相像性:

电现象

磁现象

自然界中存在正电荷和负电荷

磁体上存在S极和N极

同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引

同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引

2.电流的磁效应:丹麦物理学家奥斯特信任,就像电和热、电和光之间存在联系一样,电和磁之间也应当存在着联系,1820年他发觉了电流的磁效应,首次揭示了电和磁的联系。

二、磁场

如图,通电后小磁针会发生偏转,为什么?

提示:这说明在通电导线四周存在着一种特别物质——磁场。

1.来源:磁体四周和电流四周都存在磁场,一切磁相互作用都是通过磁场来实现的。

2.方向:人们规定,在磁场中某一点小磁针N极所受磁力的方向,就是该点磁场的方向。

3.基本性质:对放入其中的磁体或通电导体有力的作用。

三、磁感线

如图,我们可以用电场线来形象地描述电场,那么,类似的,我们用什么来形象地描述磁场呢?

提示:我们可以用磁感线来形象地描述磁场。

1.定义:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这一点的磁场方向全都,这样的曲线叫作磁感线。

2.特点:

(1)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

(2)磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向。

3.方向:在磁体外部为从N极到S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,实际上并不存在。

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全都,弯曲的四指所指的方向就是磁感线围绕的方向,如图甲。

2.环形电流的磁场:让右手弯曲的四指与环形电流的方向全都,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向,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电流方向全都,拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向,或拇指指向螺线管的N极,如图丙。

(1)自然磁体和人造磁体都能吸引铁质物体。(√)

(2)磁场看不见、摸不着,因此磁场是人们假想的,实际并不存在。(×)

(3)电流与电流的相互作用是通过电场产生的。(×)

(4)磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的。(×)

(5)一环形电流产生的磁场,环内的磁感线与环外的磁感线数目相等。(√)

学问点一对磁场的再生疏

角度1对磁场的理解

1.磁场的存在:

(1)磁体四周。

(2)电流四周。

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。

4.磁场的方向性:有方向,处在磁场中能够自由转动的小磁针N极受力的方向或静止时小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。

图一中异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,图二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;图三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?

提示:磁体的四周和电流的四周都存在着磁场,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】(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

【解析】选B、C。甲图中,电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的;乙图中,磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的;丙图中,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B、C正确。

角度2电场和磁场的比较

比较项目

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电场力的作用

对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用

作用

特点

对放入其中的磁体无力的作用

对放入其中的静止电荷无力的作用

相同点

磁场和电场一样,都是不依靠于人的意志而客观存在的特别物质,都具有能量

提示:自然界有两种基本的物质形态:实物和场

(1)实物即具体的、有形的物质形态,由物质粒子组成。

(2)场是物质的另一种存在形态,和实物一样,也是一种客观存在的物质,具有质量、能量、动