磁场 磁感线【教学课件】 2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十三章

电磁感应与电磁波初步

第1节

磁场

磁感线

【演示实验】用一块条形磁体使小磁针转动，说明它们之间有力的作用，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，这与电荷间相互作用类似。那电与磁是否存在某种联系呢？1.通过了解磁现象、电和磁的联系以及电流磁效应。2.知道磁场的基本特性，知道磁感线和几种常见磁场磁感线的空间分布情况。3.会应用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。观察与思考两种电荷(1)自然界中的磁体总存在着两个磁极，自然界中同样存在着两种电荷.同名磁极或同种电荷相互排斥，异名磁极或异种电荷相互吸引.一、电和磁的联系两个磁极库仑安培托马斯·杨直到19世纪初很多著名的科学家认为电与磁是互不相关的两回事。奥斯特奥斯特是第一个发现电和磁有联系的人。(2)奥斯特实验：实验装置：实验现象:当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动。注意事项：导线应沿南北方向水平放置结论：通电导线对小磁针有力的作用，说明电流具有磁效应。观察与思考既然电流对磁体有作用力，那么磁体对电流是否也会产生作用力呢？电流与电流之间是否也有力的作用呢？通过实验可以看到磁体对通电导线存在作用力。电流之间也有相互作用。观察与思考通过前面的实验我们知道磁体和磁体之间，电流和磁体之间，电流和电流之间均存在相互作用，那么它们之间的相互作用是怎样发生的呢？电流磁体磁体磁体电流电流电荷电荷电场磁体间，电流间，磁体和电流间的作用力是通过磁场发生的。磁场2.磁场（1）磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的。（2）基本性质：磁场对磁体或通电导体有力的作用。（3）磁场尽管看不见、摸不着，但它与电场类似，都是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质。（4）磁场是有方向的。物理学中规定：将一个小磁针放入磁场中的一点，小磁针静止后，N极所指的方向就是该点的磁场的方向。也是小磁针N极所受磁场力的方向二、磁感线像在电场中用电场线形象地描述电场一样，在磁场中，用磁感线来描述磁场。沿磁场中的细铁屑画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。磁感线的特点：（1）磁感线上每一点的切线方向表示该点磁场的方向（2）磁感线的疏密可以反映磁场的强弱（3）磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，磁体外部由N极到S极，磁体内部由S极到N极。（4）任何两条磁感线都不相交（5）磁感线是为了形象地描述磁场而假想出的曲线，其实并不存在。2.地球的磁场(1)地球是一个巨大的磁体，地球周围空间存在的磁场叫地磁场.(2)地磁场的三大特点①地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近.地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指向南、北，其间有一个夹角，这就是地磁偏角.②地磁场的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，与地表面并不平行.③在赤道平面上，到地心等距离的各点，地磁场强度相等，且方向水平.思考与讨论磁感线和电场线有什么异同点？比较项目磁感线电场线相同点意义为了形象地描述(磁）场的方向和强弱而

的线为了形象地描述（电）场的方向和强弱而

的线方向线上各点的

就是该点的(磁）场方向线上各点的

就是该点的（电）场方向疏密表示(磁）场

.表示（电）场

.特点在空间不相交、不相切、不中断除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断不同点

曲线

的曲线假想假想切线方向切线方向强弱闭合强弱不闭合

三、安培定则思考与讨论：磁体产生的磁场我们已经通过磁感线有了形象的认识，通电导线产生的磁场又是什么样子的呢？1.通电直导线产生的磁场【演示实验】用细铁屑模拟通电直导线的磁感线，并用小磁针确定磁场的方向。改变电流方向，再次实验。

判断方法：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。分别画出通电直导线的磁场的横截面图（俯视图）、纵截面图：

用“微元”和“累积”的思想方法，将环形电流看成由许多小段的直线电流组成，对每一小段直线电流用安培定则判定出环形电流中心轴线上磁场方向，叠加起来就得到环形电流中心轴线上的磁场方向。2.环形电流产生的磁场

多个环形电流串联就组成了通电螺线管，环形电流的磁场和螺线管的磁场都可以用另一种形式的安培定则判定：让右手弯曲的四指与环形（或螺线管）电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线（或螺线管）轴线上磁场的方向。环形电流磁场和通电螺线管磁场的立体图、横截面图、纵截面图：安培认为，在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流.分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体.它的两侧相当于两个磁极.四、分子电流假说2.对磁现象的解释未被磁化的铁棒磁化后的铁棒当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性.1.以下说法正确的是

(

)A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的C．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D．磁场和电场是同一种物质A2.北宋《武经总要》记载，让铁鱼的头尾指向南北，先把铁鱼烧红，再将铁鱼放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，后让其在水中漂浮，制成指南鱼（鱼头指南）。指南鱼静止时的指向如图所示，下列判断正确的是（）A．指南鱼的鱼头应标注“S”B．指南鱼周围存在磁感线C．指南鱼不能吸引小铁针D．指南鱼的鱼头磁性最弱A3.如图所示，带负电的金属环绕轴OOˈ以一定的角速度匀速旋转，从右向左看为逆时针方向，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()A.N极沿轴线向右