2020春新教材高中物理第13章電磁感應(yīng)與電磁波初步第1節(jié)磁場(chǎng)磁感線課件新人教版必修第三冊(cè)

1、第1節(jié)磁場(chǎng)磁感線核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究1.了解磁現(xiàn)象在人類生活中的作用，理解科學(xué)技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的作用。2.知道磁場(chǎng)的概念，理解一切磁相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。3.理解磁感線的概念，會(huì)用磁感線描述電流的磁場(chǎng)。了解磁現(xiàn)象在現(xiàn)代生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的精神。理解安培定則，會(huì)判斷電流周圍的磁場(chǎng)。知識(shí)點(diǎn)一電和磁的聯(lián)系(1)上海磁懸浮列車加速到平穩(wěn)運(yùn)行之后，速度是430千米每小時(shí)，速度之高竟超過(guò)了F1賽車的最高時(shí)速，這其中包含的物理知識(shí)是什么呢？觀圖助學(xué)(2)指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一，它對(duì)促進(jìn)人類航海事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響，你知道指南針為什么指南嗎？(3)信鴿有驚人的遠(yuǎn)距離

2、辨認(rèn)方向的本領(lǐng)。試猜想：信鴿高超的認(rèn)路本領(lǐng)是依賴于什么？1.磁現(xiàn)象(1)磁性：物質(zhì)具有吸引_物體的性質(zhì)叫磁性。(2)磁體：天然磁石和人造磁鐵都叫作_。(3)磁極：磁體的各部分磁性強(qiáng)弱不同，磁性最_的區(qū)域叫磁極。能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體，靜止時(shí)指_的磁極叫作南極(S極)，指北的磁極叫作北極(N極)。(4)磁極間相互作用規(guī)律：自然界中的磁體總存在著兩個(gè)磁極，同名磁極相互_，異名磁極相互_。鐵質(zhì)磁體強(qiáng)南排斥吸引2.電流的磁效應(yīng)(1)1820年，_發(fā)現(xiàn)：把一根導(dǎo)線平行地放在磁針的上方，給導(dǎo)線通電時(shí)，磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電流能產(chǎn)生_，這個(gè)現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)。(2)電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，用實(shí)驗(yàn)展示了_與_的聯(lián)系，

3、說(shuō)明_與_之間存在相互作用。奧斯特磁場(chǎng)電磁電磁思考判斷(1)奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電流。()(2)天然磁體與人造磁體都能吸引鐵質(zhì)物體。()(3)單獨(dú)一個(gè)帶電體可以只帶正電荷(或負(fù)電荷)，同樣磁體也可以只有N極或S極。()(4)磁與電緊密聯(lián)系，有磁必有電，有電必有磁。()知識(shí)點(diǎn)二磁場(chǎng)觀圖助學(xué)觀察三幅圖片，請(qǐng)思考：甲圖中的小磁針為什么會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)？乙圖中的通電導(dǎo)線為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái)？丙圖中通電導(dǎo)線之間的相互作用是怎樣發(fā)生的？1.磁體、電流間的相互作用(1)_間存在相互作用。(2)通電導(dǎo)線對(duì)磁體有作用力，磁體對(duì)通電導(dǎo)線也有作用力。(3)_之間也有作用力。磁體與磁體兩條通電導(dǎo)線2.磁場(chǎng)(1)定義：磁

4、體與磁體之間，磁體與通電導(dǎo)線之間，以及通電導(dǎo)線與通電導(dǎo)線之間的相互作用，是通過(guò)_發(fā)生的，_是磁體或_周圍一種看不見(jiàn)、摸不著的特殊物質(zhì)。(2)磁場(chǎng)的存在形式：磁場(chǎng)和常見(jiàn)的由分子、原子組成的物質(zhì)不同，不是以微粒的形式存在，而是以場(chǎng)的形式存在。(3)磁場(chǎng)的方向：在磁場(chǎng)中的某一點(diǎn)，小磁針_受力的方向，也就是小磁針靜止時(shí)_所指的方向，就是這一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。(4)磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：磁極與磁極之間，磁極與電流之間，電流與電流之間都是通過(guò)_相互作用的，磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的_或通電導(dǎo)線能產(chǎn)生力的作用。磁場(chǎng)磁場(chǎng)電流N極N極磁場(chǎng)磁體思考判斷(1)磁場(chǎng)不是真實(shí)存在的，而是一種理想化的模型。()(2)磁極之間的相

5、互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種客觀存在的特殊物質(zhì)。()(3)通電導(dǎo)線和通電導(dǎo)線之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的。()(4)磁場(chǎng)并不是真實(shí)存在的，而是人們假想出來(lái)的。()(5)磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)處在磁場(chǎng)中的磁極或通電導(dǎo)線有力的作用。()知識(shí)點(diǎn)三磁感線觀圖助學(xué)如圖所示，在玻璃板上撒一層細(xì)鐵屑，放入磁鐵的磁場(chǎng)中，輕敲玻璃板，由細(xì)鐵屑的分布可以模擬磁感線的形狀，由實(shí)驗(yàn)得到條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)的磁感線是如何分布的？磁感線有什么特點(diǎn)？磁感線是磁場(chǎng)中真實(shí)存在的嗎？1.定義：磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而人為_(kāi)的曲線，曲線上每一點(diǎn)的_方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同。2.物理意義：用來(lái)形象地描述磁

6、場(chǎng)的_和_，并不真正存在。3.描述方法：磁感線上每一點(diǎn)的_方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，曲線的_表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。假想切線強(qiáng)弱方向切線疏密思考判斷(1)磁感線可以形象地描述各磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針?lè)旁谠擖c(diǎn)靜止時(shí)N極所指的方向一致。()(2)磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止。()(3)磁感線可以用細(xì)鐵屑來(lái)顯示，因而是真實(shí)存在的。()觀圖助學(xué)如圖所示，是奧斯特實(shí)驗(yàn)裝置圖，導(dǎo)線通上電流，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，那么通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)是怎樣分布的呢？知識(shí)點(diǎn)四安培定則1.直線電流的磁場(chǎng)安培定則：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與_方向一致，彎曲的四指所指的方

7、向就是_，如圖甲所示。2.通電螺線管的磁場(chǎng)安培定則：右手握住螺線管，讓彎曲的四指與_的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是_磁感線的方向，如圖乙所示。電流甲乙磁感線環(huán)繞的方向環(huán)形電流螺線管內(nèi)部3.環(huán)形導(dǎo)線可以看成只有一匝的_，如圖所示。丙螺線管思考判斷(1)通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的磁感線是閉合的圓。()(2)通電螺線管周圍的磁場(chǎng)類似于條形磁體周圍的磁場(chǎng)。()觀察探究如圖所示，物理學(xué)家?jiàn)W斯特通過(guò)該裝置得出了電流磁效應(yīng)。(1)小磁針?biāo)椒胖?，若?dǎo)線中沒(méi)有通電流，靜止時(shí)它的N極指向何方？(2)若給導(dǎo)線通電時(shí)，小磁針發(fā)生了明顯的偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)線應(yīng)該如何放置？小磁針為何會(huì)在導(dǎo)線通電時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)？答案(1)導(dǎo)線沒(méi)有通電

8、時(shí)，N極指向北方。(2)導(dǎo)線應(yīng)沿南北方向水平放置在小磁針上方。原因是電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)。核心要點(diǎn)對(duì)磁場(chǎng)和奧斯特實(shí)驗(yàn)的理解探究歸納1.電場(chǎng)與磁場(chǎng)的比較電場(chǎng)磁場(chǎng)場(chǎng)源電荷磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷基本性質(zhì)對(duì)放入其中的電荷有靜電力的作用對(duì)放入其中的磁體、通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷有磁場(chǎng)力的作用相同點(diǎn)磁場(chǎng)和電場(chǎng)都是客觀存在的特殊物質(zhì)，都具有能量2.理解(1)磁場(chǎng)是一種特殊物質(zhì)，它的基本性質(zhì)是對(duì)放入磁場(chǎng)中的磁體、電流有磁場(chǎng)力的作用；而電場(chǎng)是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，其基本性質(zhì)是對(duì)放入電場(chǎng)中的電荷有電場(chǎng)力的作用，而不會(huì)對(duì)放入靜電場(chǎng)中的磁體產(chǎn)生力的作用。因此，磁場(chǎng)和電場(chǎng)是兩種不同的物質(zhì)，具有各自的特點(diǎn)。(2)磁場(chǎng)與電場(chǎng)一樣

9、，都是物質(zhì)，作為一種特殊的物質(zhì)場(chǎng)，電場(chǎng)與磁場(chǎng)有相同點(diǎn)也有不同點(diǎn)，不要認(rèn)為電場(chǎng)與磁場(chǎng)是同一種物質(zhì)。不要把電流與電流之間的相互作用誤理解為電荷與電荷之間的相互作用。試題案例例1 (多選)下列有關(guān)磁場(chǎng)的說(shuō)法中，正確的是()A.磁體周圍的空間存在看不見(jiàn)、摸不著的磁場(chǎng)B.磁極間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的C.磁場(chǎng)是有方向的，在磁場(chǎng)中的不同位置，其磁場(chǎng)方向一般不同D.在磁場(chǎng)中的某點(diǎn)，小磁針南極所受磁場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同解析磁場(chǎng)雖然看不見(jiàn)、摸不到，但它是一種客觀存在的物質(zhì)，它的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用，磁極間的相互作用就是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)具有方向性，在磁場(chǎng)中的某點(diǎn)，小磁針北極所受磁

10、場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致，南極所受磁場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相反(磁場(chǎng)方向的另一種描述方法)，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤。答案ABC方法總結(jié)對(duì)磁場(chǎng)的理解基本性質(zhì)對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)線有力的作用客觀性質(zhì)磁場(chǎng)不是由分子、原子、離子組成的，但它是一種客觀存在的物質(zhì)特殊性質(zhì)磁場(chǎng)不是以微粒形式存在的，而是以場(chǎng)的形式存在方向特性磁場(chǎng)是具有方向的，磁場(chǎng)的方向就是小磁針N極在磁場(chǎng)中受力的方向，或能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止時(shí)N極的指向例2 物理實(shí)驗(yàn)都需要有一定的控制條件。奧斯特做電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)排除地磁場(chǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。關(guān)于奧斯特的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是()A.該實(shí)驗(yàn)必須在地球赤道上進(jìn)行B.通電直導(dǎo)線

11、應(yīng)該豎直放置C.通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平東西方向放置D.通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平南北方向放置解析小磁針靜止時(shí)指向南北，說(shuō)明地磁場(chǎng)的方向?yàn)槟媳狈较颍?dāng)導(dǎo)線南北方向放置時(shí)，能產(chǎn)生東西方向的磁場(chǎng)，把小磁針?lè)胖迷谠撎帟r(shí)，可有明顯的偏轉(zhuǎn)，故選D。答案D針對(duì)訓(xùn)練1 奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了()A.磁場(chǎng)的存在 B.磁場(chǎng)的方向性C.電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng) D.磁體間有相互作用解析奧斯特實(shí)驗(yàn)中電流能使靜止的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電流周圍存在磁場(chǎng)，即電流產(chǎn)生了磁場(chǎng)。故正確答案為C。答案C觀察探究如圖所示是電路沒(méi)接通時(shí)兩個(gè)小磁針的指向。(1)接通后，兩個(gè)小磁針的N極指向一致嗎？(2)同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引的規(guī)律在螺線管內(nèi)部適用嗎？

12、答案(1)不一致。(2)不適用。核心要點(diǎn)磁感線和電流的磁場(chǎng)探究歸納1.磁感線的特點(diǎn)(1)在磁體外部，磁感線從N極發(fā)出，進(jìn)入S極；在磁體內(nèi)部由S極回到N極。(2)磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線越密的地方磁場(chǎng)越強(qiáng)；磁場(chǎng)方向即過(guò)該點(diǎn)的磁感線的切線方向。(3)磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷。(4)磁感線是人們?yōu)榱诵蜗竺枋龃艌?chǎng)而假想的線，并不真實(shí)存在。2.常見(jiàn)永磁體的磁場(chǎng)(如圖所示)3.常見(jiàn)的三種電流磁感線分布安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流環(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說(shuō)明：用“”表示磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，用“”表示磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，用“”表示電流方

13、向垂直于紙面向里，用“”表示電流方向垂直于紙面向外，則可方便、直觀地描述磁感線的分布?！啊笨上胂蟪蓮募蚕蚣^看到的情景，“”可想象成迎著箭頭看到的情景。試題案例例3 關(guān)于磁感線，下列說(shuō)法中正確的是()A.兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場(chǎng)B.磁感線總是從N極到S極C.磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致D.兩個(gè)磁場(chǎng)疊加的區(qū)域，磁感線就可能相交解析磁感線是為了形象描述磁場(chǎng)而假想的有方向的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向表示磁場(chǎng)的方向，曲線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，所以C正確，A錯(cuò)誤；在磁體外部磁感線從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極，磁感線不相交，所以B、D錯(cuò)誤。答案C例4 電路沒(méi)接通時(shí)三個(gè)小磁針

14、方向如圖所示，接通電路后確定三個(gè)小磁針的轉(zhuǎn)向及最后N極的指向。(其中小磁針3在螺線管內(nèi)部)解析由安培定則可知螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)方向由左向右，故小磁針3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，最后N極指右；小磁針1所在位置處磁場(chǎng)方向向左，故小磁針1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，最后N極指左；小磁針2所在位置處磁場(chǎng)方向向右，小磁針2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，最后N極指右。答案小磁針1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，最后N極指左；小磁針2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，最后N極指右；小磁針3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，最后N極指右。方法總結(jié)(1)通電螺線管外部的磁感線和條形磁鐵外部的磁感線相似，也是從N極出來(lái)，進(jìn)入S極。通電螺線管內(nèi)部的磁感線跟螺線管的軸線平行，方向由S極指向N極，并和外部的磁感線連接，形成環(huán)繞的閉合

15、曲線。(2)判斷小磁針N極的指向，需要先判斷小磁針?biāo)谔幠且稽c(diǎn)的磁感線方向。針對(duì)訓(xùn)練2 (多選)如圖是幾種常見(jiàn)磁場(chǎng)的磁感線分布示意圖，下列說(shuō)法正確的是()A.圖甲中a端是磁鐵的S極，b端是磁鐵的N極B.圖甲中a端是磁鐵的N極，b端是磁鐵的S極C.圖乙是兩異名磁極的磁感線分布示意圖，c端是N極，d端是S極D.圖乙是兩異名磁極的磁感線分布示意圖，c端是S極，d端是N極解析圖甲是條形磁鐵外部磁感線分布示意圖，外部磁場(chǎng)的磁感線是從磁鐵的N極出來(lái)，進(jìn)入磁鐵的S極，故A正確，B錯(cuò)誤；圖乙是兩異名磁極磁感線分布示意圖，磁感線仍然是從磁鐵的N極出來(lái)，進(jìn)入磁鐵的S極，故C錯(cuò)誤，D正確。答案AD針對(duì)訓(xùn)練3 如圖所

16、示，一枚小磁針?lè)旁诎雸A形導(dǎo)線環(huán)的環(huán)心O處，當(dāng)導(dǎo)線中通以如圖所示方向的電流時(shí)，小磁針將如何偏轉(zhuǎn)()A.沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)B.沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)C.N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外D.N極轉(zhuǎn)向紙外，S極轉(zhuǎn)向紙里解析由安培定則知，環(huán)形電流內(nèi)部磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故N極轉(zhuǎn)向紙里，選項(xiàng)C正確。答案C要點(diǎn)歸納1.安培分子電流假說(shuō)的內(nèi)容安培認(rèn)為，在物質(zhì)內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流分子電流。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.磁現(xiàn)象的電本質(zhì)安培的分子電流假說(shuō)揭示了磁場(chǎng)的起源，它使我們認(rèn)識(shí)到磁體的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的。核心要點(diǎn)安培分子電流假說(shuō)試題案例例5 關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，下列說(shuō)法中正確的是()A.磁與電緊密聯(lián)系，有磁必有電，有電必有磁B.不管是磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)還是電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)都起源于電荷的運(yùn)動(dòng)C.永久磁鐵的磁性不是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的D.根據(jù)安培分子電流假說(shuō)可