新教材2025版高中物理第三章電磁場與電磁波初步1.磁場磁感線學(xué)案教科版必修第三冊

1.磁場磁感線課標要求思維導(dǎo)圖1.知道磁場，知道磁體與磁體之間、磁體與電流之間、電流與電流之間都是通過磁場發(fā)生相互作用的．2．知道磁感線的概念及性質(zhì)，知道磁感線可以用來形象地描述磁場的強弱和方向．3．能用安培定則推斷通電直導(dǎo)線和通電線圈四周磁感線的方向．必備學(xué)問·自主學(xué)習(xí)——突出基礎(chǔ)性素養(yǎng)夯基一、磁場與磁感線1．磁場(1)來源：磁體四周和電流四周都存在________，一切磁相互作用都是通過________實現(xiàn)的．(2)方向：人們規(guī)定，小磁針________極的受力方向就是該處磁場的方向．(3)基本性質(zhì)：對放入其中的________或________有力的作用．2．磁感線(1)定義：在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的________方向為該點的磁場方向，這樣的曲線叫作磁感線．(2)特點①磁感線的________表示磁場的強弱．②磁感線上某點的________表示該點磁感應(yīng)強度的方向．(3)方向：在磁體外部為從________極到________極，磁體內(nèi)部為從S極到N極．(4)物理意義：用來形象描述磁場的假想線，事實上并不存在。二、安培定則(右手螺旋定則)1．直線電流的磁場：右手握住通電導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與________方向一樣，則彎曲的四指所指的方向就是________環(huán)繞的方向，如圖甲．2．環(huán)形電流的磁場：讓右手彎曲的四指與________的方向一樣，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形電流軸線上________的方向，如圖乙．3．通電螺線管的磁場：右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟________方向一樣，拇指所指的方向就是螺線管________磁感線的方向，或拇指指向螺線管的________極，如圖丙．[導(dǎo)學(xué)1](1)磁感線是假想的，并不真實存在．(2)磁感線的疏密表示磁場的強弱，切線方向表示磁場方向．(3)磁感線是閉合曲線，在磁體外部從N極指向S極，在磁體內(nèi)部，從S極指向N極．(4)磁感線不能相交或相切．[導(dǎo)學(xué)2]通電螺線管的磁場分布與條形磁鐵的磁場類似．關(guān)鍵實力·合作探究——突出綜合性素養(yǎng)形成探究點一對磁場的理解導(dǎo)學(xué)探究如圖所示，通電導(dǎo)線放在磁鐵旁邊，懸掛導(dǎo)線的細線偏離豎直方向，說明通電導(dǎo)線受到力的作用．磁鐵對通電導(dǎo)線的作用力是如何產(chǎn)生的？歸納總結(jié)1.磁場的客觀性：磁場雖然看不見、摸不著，不是由分子、原子組成的，但卻客觀存在于磁體的四周、電流的四周．場和實物是物質(zhì)存在的兩種形式．2．磁場的基本性質(zhì)：對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磁場發(fā)生的．3．電場和磁場的區(qū)分項目電場磁場不同點產(chǎn)生電荷四周磁體、電流、運動電荷四周基本性質(zhì)對放入其中的電荷有靜電力的作用對放入其中的磁極、電流有力的作用作用特點對放入其中的磁極不產(chǎn)生力的作用對放入其中的靜止電荷無力的作用相同點都是不依靠于人的意志而客觀存在的特別物質(zhì)，具有質(zhì)量和能量典例示范例1以下說法中正確的是()A．磁體與磁體間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的B．通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的C．磁體與通電導(dǎo)體間的相互作用是通過電場與磁場共同產(chǎn)生的D．磁場和電場是同一種物質(zhì)素養(yǎng)訓(xùn)練1(多選)關(guān)于磁鐵、電流間的相互作用，下列說法正確的是()A．甲圖中，電流不產(chǎn)生磁場，電流對小磁針力的作用是通過小磁針的磁場發(fā)生的B．乙圖中，磁體對通電導(dǎo)線的力是通過磁體的磁場發(fā)生的C．丙圖中電流間的相互作用是通過電流的磁場發(fā)生的D．丙圖中電流間的相互作用是通過電荷的電場發(fā)生的素養(yǎng)訓(xùn)練2(多選)下列說法中正確的是()A．磁場是客觀存在的一種物質(zhì)B．磁體上磁性最強的部分叫磁極C．磁體或通電導(dǎo)體在自己四周的空間會產(chǎn)生磁場D．磁體與磁體間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，而磁體與通電導(dǎo)體間以及通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用不是通過磁場發(fā)生的探究點二對磁感線的理解和應(yīng)用導(dǎo)學(xué)探究將磁鐵固定在有機玻璃下，把鐵粉撒在有機玻璃上，并輕輕敲打玻璃板，會發(fā)覺鐵粉排列成一些有規(guī)律的曲線．我們能不能認為這些鐵粉排成的線就是磁感線呢？歸納總結(jié)1.磁感線的特點(1)為形象描述磁場而引入的假想曲線，實際并不存在．(2)磁感線的疏密表示磁場的強弱，密集的地方磁場強，稀疏的地方磁場弱．(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)磁感線上某點的切線方向表示該點的磁場方向．2．常見永磁體的磁場典例示范例2(多選)下列關(guān)于電場線和磁感線的說法正確的是()A．二者均為假想的線，事實上并不存在B．試驗中常用鐵屑來模擬磁感線形態(tài)，因此磁感線是真實存在的C．隨意兩條磁感線不相交，電場線也是D．磁感線是閉合曲線，靜電場中電場線是不閉合的素養(yǎng)訓(xùn)練3關(guān)于磁感線的描述，下列說法中正確的是()A．磁感線可以形象地描述各點磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時N極所指的方向一樣B．磁感線可以用細鐵屑來顯示，因而是真實存在的C．兩條磁感線的空隙處肯定不存在磁場D．兩個磁場疊加的區(qū)域，磁感線就可能相交素養(yǎng)訓(xùn)練4(多選)某一區(qū)域的磁感線分布如圖所示，磁場中a、b處的磁感應(yīng)強度分別為Ba、Bb，則它們的關(guān)系是()A．Ba>BbB．Bb>BaC．方向相同D．方向不相同探究點三安培定則的理解及應(yīng)用歸納總結(jié)1.三種常見的電流的磁場安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導(dǎo)線上隨意點為圓心垂直于導(dǎo)線的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱環(huán)形電流內(nèi)部磁場比環(huán)外強，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)部為勻強磁場且比外部強，方向由S極指向N極，外部類似條形磁鐵，由N極指向S極2.三點說明(1)圖中的“×”號表示磁場方向垂直紙面對里，“·”號表示磁場方向垂直紙面對外．(2)圖中只是表示出了磁感線的方向，對磁感線的疏密沒有詳細表示．(3)應(yīng)用安培定則判定電流四周磁場的方向時，直線電流是判定導(dǎo)線之外磁場的方向，環(huán)形電流和通電螺線管判定的是線圈軸線上磁場的方向．典例示范例3如圖所示，分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁場中某處小磁針靜止時N極的指向或磁感線方向．請畫出對應(yīng)的磁感線(標上方向)或電流方向．素養(yǎng)訓(xùn)練5如圖所示為磁場、磁場作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈，在線圈中心處掛上一個小磁針，且與線圈在同一平面內(nèi)，則當赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時()A．小磁針N極向里轉(zhuǎn)B．小磁針N極向外轉(zhuǎn)C．小磁針在紙面內(nèi)向左搖擺D．小磁針在紙面內(nèi)向右搖擺素養(yǎng)訓(xùn)練6如圖所示，a、b、c三枚小磁針分別在通電螺線管的正上方、管內(nèi)和右側(cè)，當這些小磁針靜止時，小磁針N極的指向是()A.a、b、c均向左B．a(chǎn)、b、c均向右C．a(chǎn)向左，b向右，c向右D．a(chǎn)向右，b向左，c向右隨堂演練·自主檢測——突出創(chuàng)新性素養(yǎng)達標1．關(guān)于電場線和磁感線，下列說法中正確的是()A．電場線總是起始于負電荷，終止于正電荷B．磁感線總是起始于N極，終止于S極C．正電荷在電場中受到的電場力方向，與電場線上該點的切線方向相同D．正電荷在磁場中受到的磁場力方向，與磁感線上該點的切線方向相同2.一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的下方，并與磁針指向平行，如圖．此時小磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，則這束帶電粒子可能是()A．向右飛行的正離子束B．向左飛行的正離子束C．向右飛行的負離子束D．以上說法都不正確3．紙面內(nèi)放置有閉合金屬圓環(huán)，在過圓環(huán)圓心的水平直線上，等間距地放著三個小磁針，不考慮小磁針之間的相互作用力以及地磁場的影響．初始時三個小磁針的N極指向如圖所示．現(xiàn)給圓環(huán)通以逆時針方向的恒定電流，關(guān)于三個小磁針靜止時N極的指向，下列說法正確的是()A．小磁針1和小磁針3的N極平行紙面對右，小磁針2的N極平行紙面對左B．小磁針1和小磁針3的N極平行紙面對右，小磁針2的N極平行紙面對上C．小磁針1和小磁針3的N極垂直紙面對外，小磁針2的N極垂直紙面對里D．小磁針1和小磁針3的N極垂直紙面對里，小磁針2的N極垂直紙面對外4．如圖所示是通電螺線管的磁感線分布圖，下列說法正確的是()A.管內(nèi)外磁場都是勻強磁場B．電流越大，內(nèi)部的磁場越強C．變更電流方向時磁場方向不變D．磁場方向與電流方向的關(guān)系滿意左手定則5．(多選)電流的磁效應(yīng)揭示了電與磁的關(guān)系．下面四幅圖中描述磁場方向與電流方向之間的關(guān)系，其中磁感線分布正確的是()1．磁場磁感線必備學(xué)問·自主學(xué)習(xí)一、1．(1)磁場磁場(2)N(3)磁極電流2．(1)切線(2)①疏密②切線方向(3)NS二、1．電流磁感線2．環(huán)形電流磁感線3．電流內(nèi)部N關(guān)鍵實力·合作探究探究點一【導(dǎo)學(xué)探究】提示：是通過磁場產(chǎn)生的．【典例示范】例1解析：通電導(dǎo)體能產(chǎn)生磁場，在通電導(dǎo)體的四周有磁場存在，不論是磁體與磁體間、磁體與通電導(dǎo)體間，還是通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體間，都有相互作用的磁場力．磁場是一種特別物質(zhì)，它的基本性質(zhì)是對放入磁場中的磁體或通電導(dǎo)體有磁場力的作用；而電場是電荷四周存在的一種特別物質(zhì)，其最基本的性質(zhì)是對放入電場中的電荷有靜電力的作用，它不會對放入靜電場中的磁體產(chǎn)生力的作用，因此，磁場和電場是兩種不同的物質(zhì)，各自具有其本身的特點，故A正確．答案：A素養(yǎng)訓(xùn)練1解析：甲圖中，電流對小磁針的作用力是通過電流的磁場發(fā)生的；乙圖中，磁體對通電導(dǎo)線的作用力是通過磁體的磁場發(fā)生的；丙圖中，電流對另一個電流的作用力是通過該電流的磁場發(fā)生的．綜上所述，選項B、C正確．答案：BC素養(yǎng)訓(xùn)練2解析：磁場是存在于磁體和通電導(dǎo)體四周的一種客觀存在的物質(zhì)，磁體與磁體、磁體與通電導(dǎo)體、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過磁場產(chǎn)生的．答案：ABC探究點二【導(dǎo)學(xué)探究】提示：不能．試驗時利用被磁化的鐵屑來顯示磁感線的分布狀況，只是探討磁感線的一種方法，使得看不見、摸不著的磁場變得詳細形象，給探討帶來便利．其實，磁感線只是為了探討磁場而引進的假想的線，并不是真實存在的．另外，被磁化的鐵屑所顯示的磁感線分布僅是一個平面上的磁感線分布狀況，磁鐵四周的磁場是分布在磁鐵四周的整個空間的．【典例示范】例2解析：兩種場線均是為形象描繪場而引入的，事實上并不存在，故A對，B錯；隨意兩條磁感線或電場線不能相交，否則交點處會有兩個磁場或電場方向與實際相沖突，故C對；磁體外部磁感線由N極指向S極，內(nèi)部由S極指向N極，故磁感線是閉合的曲線，而電場線始于正電荷(或無窮遠處)，最終負電荷(或無窮遠處)，故不閉合，D對．答案：ACD素養(yǎng)訓(xùn)練3解析：磁感線上每一點的切線方向表示磁場方向，即小磁針靜止時N極所指的方向，A正確；磁感線是為了形象地描述磁場而假想的一簇有方向的閉合曲線，事實上并不存在，細鐵屑可以顯示出其形態(tài)，但那并不是磁感線，B錯誤；磁感線的疏密反映磁場的強弱，磁感線是假想的、人為畫出的曲線，兩條磁感線的空隙處也存在磁場，C錯誤；磁感線的切線表示磁場的方向，隨意一點只有一個方向，故磁感線不行能相交，D錯誤．答案：A素養(yǎng)訓(xùn)練4解析：磁感線越密集的位置磁感應(yīng)強度越大，所以Ba>Bb，故A正確，B錯誤；a、b兩點位于同一條為直線的磁感線上，所以兩點磁感應(yīng)強度方向相同，故C正確，D錯誤．答案：AC探究點三【典例示范】例3解析：假如已知磁場的方向，可用右手螺旋定則推斷電流的方向．假如已知小磁針靜止時N極指向，那么小磁針N極所指方向就是磁場方向．答案：如圖所示素養(yǎng)訓(xùn)練5解析：由于線圈中電流沿順時針方向，依據(jù)安培定則可以確定，線圈內(nèi)部軸線上磁感線方向垂直于紙面對里．而小磁針N極受力方向和磁感線方向相同，故小磁針N極向里轉(zhuǎn)．答案：A素養(yǎng)訓(xùn)練6解析：小磁針靜止時N極的指向與該點磁感線的方向相同，假如a、b、c三處磁感線的方向確定，那么三枚小磁針靜止時N極的指向也就確定．所以只要畫出通電螺線管的磁感線(如圖所示)，即可知a磁針的N極指向左，b磁針的N極指向右，c磁針的N極指向右．C正確．答案：C隨堂演練·自主檢測1．解析：電場線是從正電荷或者無窮遠發(fā)出，終止于負電荷或無窮遠，故A錯誤；磁感線是一條閉合曲線，故B錯誤；正電荷在電場中受到的電場力方向，與電場線上該點的切線方向相同，故C正確；靜止電荷在磁場中不受力，運動電荷受磁場力方向與磁感線上該點的切線方向垂直，故D錯誤．答案：C2．解析：小磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，N極向紙外偏轉(zhuǎn)，說明小磁針所在位置的磁感線是向外的，依據(jù)安培定則可知，等效電流向右，粒子束可能是向右的正離子束或向左的負離子束，故A正確，B、C、D錯誤．答案：A3．解析：電流方向沿逆時針方向，由安培定則可知，1、3所在處磁場垂直于紙面對里，2處磁場垂直于紙面對外，故1、3處的小磁針的N極垂直紙面對里，小磁針2的N極垂直紙面對外，故D正確，A、B、C錯誤．答案：D4．解析：磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強度的強弱，依據(jù)通電螺線管的磁感線分布圖可知，勻強磁場的磁感線是平行等距的直線，管內(nèi)外磁場不是勻強磁場，故A錯誤；通電螺線管內(nèi)磁感應(yīng)強度的大小隨電流的增