2024年新教材高中物理13.1磁場(chǎng)磁感線講義新人教版必修第三冊(cè)

磁場(chǎng)磁感線1．知道磁場(chǎng)的基本特性是對(duì)處在它里面的磁極或電流有磁場(chǎng)力的作用，知道磁極和磁極之間、磁極和電流之間、電流和電流之間都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用的；2．會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng)；3．知道通電直導(dǎo)線和通電線圈四周磁場(chǎng)的方向。1．對(duì)磁場(chǎng)的理解，磁場(chǎng)的基本性質(zhì)。2．對(duì)磁感線的理解。3．常見(jiàn)幾種磁場(chǎng)的磁感線分布及安培定則的應(yīng)用。一、電和磁的聯(lián)系1．磁極：自然界中的磁體總是存在兩個(gè)磁極。2．磁極間的作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。3．電流的磁效應(yīng)(1)奧斯特試驗(yàn)：通電導(dǎo)線使小磁針偏轉(zhuǎn)。(2)試驗(yàn)結(jié)論：電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)——發(fā)覺(jué)了電流的磁效應(yīng)。二、磁場(chǎng)1．定義：磁體與磁體之間，磁體與通電導(dǎo)體之間，以及通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用，都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的。2．基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用。三、磁感線1．磁場(chǎng)的方向規(guī)定：小磁針靜止時(shí)N極所指的方向。2．磁感線：用來(lái)形象地描述磁場(chǎng)的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)磁場(chǎng)的方向一樣。3．磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。四、安培定則1．直線電流的磁場(chǎng)：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一樣，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向，如圖甲所示。2．環(huán)形電流的磁場(chǎng)：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一樣，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁場(chǎng)的方向，如圖乙所示。3．通電螺線管的磁場(chǎng)：右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟螺線管電流方向一樣，拇指所指的方向就是螺線管軸線上磁場(chǎng)的方向，或拇指指向螺線管的N極，如圖丙所示。五、安培分子電流假說(shuō)1．分子電流假說(shuō)：安培認(rèn)為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流，即分子電流。分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。2．分子電流假說(shuō)意義：能夠說(shuō)明磁化以及退磁現(xiàn)象，說(shuō)明磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。學(xué)問(wèn)點(diǎn)一對(duì)磁場(chǎng)的理解1．磁場(chǎng)的存在：磁體的四周、電流的四周都存在磁場(chǎng)。2．磁場(chǎng)的客觀性：磁場(chǎng)雖然看不見(jiàn)、摸不著，不是由分子、原子組成的，但卻是客觀存在的。場(chǎng)和實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種形式。3．磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用。磁體與磁體之間、磁體與電流之間、電流與電流之間的相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的。4．磁場(chǎng)的方向性：有方向，處在磁場(chǎng)中能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針，靜止時(shí)N極的指向，即小磁針N極的受力方向就是該處的磁場(chǎng)方向。(1)磁體和電流四周的磁場(chǎng)是同一種性質(zhì)的場(chǎng)，具有相同的特點(diǎn)和基本性質(zhì)。(2)場(chǎng)是物質(zhì)的另一種存在形式，和實(shí)物一樣，也是一種客觀存在的物質(zhì)，具有質(zhì)量、能量等物質(zhì)的基本屬性?！纠?】(多選)關(guān)于磁鐵、電流間的相互作用，下列說(shuō)法正確的是()甲乙丙A．甲圖中，電流不產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流對(duì)小磁針力的作用是通過(guò)小磁針的磁場(chǎng)發(fā)生的B．乙圖中，磁體對(duì)通電導(dǎo)線的力是通過(guò)磁體的磁場(chǎng)發(fā)生的C．丙圖中電流間的相互作用是通過(guò)電流的磁場(chǎng)發(fā)生的D．丙圖中電流間的相互作用是通過(guò)電荷的電場(chǎng)發(fā)生的思路點(diǎn)撥：(1)磁體和電流的四周都存在磁場(chǎng)。(2)磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用。BC[甲圖中，電流對(duì)小磁針力的作用是通過(guò)電流的磁場(chǎng)發(fā)生的；乙圖中，磁體對(duì)通電導(dǎo)線力的作用是通過(guò)磁體的磁場(chǎng)發(fā)生的；丙圖中，電流對(duì)另一個(gè)電流力的作用是通過(guò)該電流的磁場(chǎng)發(fā)生的。綜上所述，選項(xiàng)B、C正確。]自然界有兩種基本的物質(zhì)形態(tài)：實(shí)物和場(chǎng)(1)實(shí)物即詳細(xì)的、有形的物質(zhì)形態(tài)，由物質(zhì)粒子組成。(2)場(chǎng)是物質(zhì)的另一種存在形態(tài)，和實(shí)物一樣，也是一種客觀存在的物質(zhì)，具有質(zhì)量、能量、動(dòng)量等物質(zhì)的基本屬性。1．下列關(guān)于磁場(chǎng)的說(shuō)法，正確的是()A．磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是客觀存在的特別物質(zhì)B．磁場(chǎng)是為了說(shuō)明磁極間相互作用而人為規(guī)定的C．磁體與磁體之間是干脆發(fā)生作用的D．磁場(chǎng)只能由磁體產(chǎn)生，電流不能產(chǎn)生磁場(chǎng)A[磁場(chǎng)和電場(chǎng)都是客觀存在的特別物質(zhì)，不是人為規(guī)定的，A對(duì)，B錯(cuò)；磁體與磁體之間是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用的，C錯(cuò)；電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)，D錯(cuò)。]學(xué)問(wèn)點(diǎn)二常見(jiàn)磁場(chǎng)及安培定則的應(yīng)用1．磁感線的特點(diǎn)(1)為形象描述磁場(chǎng)而引入的假想曲線，實(shí)際并不存在。(2)磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，密集的地方磁場(chǎng)強(qiáng)，稀疏的地方磁場(chǎng)弱。(3)磁感線的方向：磁體外部從N極指向S極，磁體內(nèi)部從S極指向N極。(4)磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷。(5)磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。2．常見(jiàn)永磁體的磁場(chǎng)條形磁鐵蹄形磁鐵異名磁極同名磁極3．三種常見(jiàn)的電流的磁場(chǎng)安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導(dǎo)線上隨意點(diǎn)為圓心垂直于導(dǎo)線的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場(chǎng)越弱環(huán)形電流內(nèi)部磁場(chǎng)比環(huán)外強(qiáng)，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且比外部強(qiáng)，方向由S極指向N極，外部類似條形磁鐵，由N極指向S極(1)磁場(chǎng)是分布在立體空間的。(2)利用安培定則不僅可以推斷磁場(chǎng)的方向，還可以依據(jù)磁場(chǎng)的方向推斷電流的方向。(3)應(yīng)用安培定則判定直線電流時(shí)，四指所指的是導(dǎo)線之外磁場(chǎng)的方向；判定環(huán)形電流和通電螺線管電流時(shí)，拇指的指向是線圈軸線上磁場(chǎng)的方向。(4)環(huán)形電流相當(dāng)于小磁針，通電螺線管相當(dāng)于條形磁鐵，應(yīng)用安培定則推斷時(shí)，拇指所指的一端為它的N極。【例2】(多選)如圖所示，螺線管中通有電流，假如在圖中的a、b、c三個(gè)位置上各放一個(gè)小磁針，其中a在螺線管內(nèi)部，則()A．放在a處的小磁針的N極向左B．放在b處的小磁針的N極向右C．放在c處的小磁針的S極向右D．放在a處的小磁針的N極向右思路點(diǎn)撥：(1)通電螺線管的磁場(chǎng)分布與條形磁鐵相像。(2)小磁針的N極受力的方向即為磁場(chǎng)的方向。BD[由安培定則，通電螺線管的磁場(chǎng)如圖所示，右端為N極，左端為S極，在a點(diǎn)磁場(chǎng)方向向右，則小磁鐵在a點(diǎn)時(shí)，N極向右，A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；在b點(diǎn)磁場(chǎng)方向向右，則磁針在b點(diǎn)時(shí)，N極向右，B項(xiàng)正確；在c點(diǎn)，磁場(chǎng)方向向右，則磁針在c點(diǎn)時(shí)，N極向右，S極向左，C項(xiàng)錯(cuò)誤。]2．(多選)如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于南、北方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過(guò)程中，兩云的尖端之間形成了一個(gè)放電通道，發(fā)覺(jué)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B的帶電狀況，下列說(shuō)法正確的是()A．帶同種電荷 B．帶異種電荷C．B帶正電 D．A帶正電BD[由于小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，可知該點(diǎn)磁場(chǎng)方向向里，又依據(jù)安培定則，A、B間存在由A向B的電流，由此可知A帶正電，B帶負(fù)電，選項(xiàng)B、D正確。]1．磁場(chǎng)中任一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，規(guī)定為小磁針在磁場(chǎng)中()A．受磁場(chǎng)力的方向B．北極受磁場(chǎng)力的方向C．南極受磁場(chǎng)力的方向D．轉(zhuǎn)動(dòng)的方向B[規(guī)定磁場(chǎng)中小磁針N極受力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場(chǎng)方向，也就是小磁針靜止時(shí)N極的指向，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。]2．下列關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的說(shuō)法正確的是()A．磁感線總是從磁鐵的N極動(dòng)身，到S極終止，所以是不閉合的B．磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，是真實(shí)存在的C．磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種物質(zhì)D．磁感線就是細(xì)鐵屑在磁場(chǎng)四周排列出的曲線C[磁感線在磁鐵的外部是從磁鐵的N極到S極，在磁鐵的內(nèi)部是從S極指向N極，磁鐵內(nèi)部的磁感線與外部的磁感線形成閉合曲線，故A錯(cuò)誤；磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，但不是真實(shí)存在的，故B錯(cuò)誤；磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種物質(zhì)，故C正確；細(xì)鐵屑在磁場(chǎng)四周排列出的曲線可以形象的反應(yīng)磁場(chǎng)的分布，但不是磁感線，故D錯(cuò)誤。]3．一個(gè)磁場(chǎng)的磁感線如圖所示，一個(gè)小磁針被放入磁場(chǎng)中，則小磁針將()A．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直到S極指向右B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直到N極指向右C．始終順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．始終逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B[因?yàn)樾〈裴楴極受磁場(chǎng)力的方向就是磁場(chǎng)