2027高中物理必修第三册（新教材）第1节　磁场　磁感线

第十三章电磁感应与电磁波初步学习目标1．了解磁场，知道电和磁的联系。2.了解电流的磁效应，体会奥斯特发现电流的磁效应的重要意义。3．知道磁感线的概念，并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点。4.会用安培定则判断电流周围的磁场方向。5.知道安培分子电流假说的内容，并能解释简单的磁现象。基础自主梳理第一部分一、电和磁的联系1．自然界中的磁体总存在着________个磁极，自然界中同样存在着两种电荷。2．同名磁极或同种电荷相互________，异名磁极或异种电荷相互________。3．电流的磁效应(1)奥斯特实验：通电导线放在小磁针上方，使小磁针发生了偏转。(2)实验意义：发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系。两排斥吸引二、磁场1．基本性质：磁场对放入其中的磁体或通电导线有力的作用。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，是通过________发生的。2．通电导线间的作用力：同向通电导线相互吸引，异向通电导线相互排斥。3．物质性：磁场尽管看不见，摸不着，但它是不依赖于我们的感觉而客观存在的________。磁场物质三、磁感线1．定义：沿磁场中的细铁屑画出一些曲线，使曲线上每一点的________都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线叫作磁感线。2．磁场的方向：物理学中把小磁针________时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。3．特点(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁场强的地方，磁感线________；磁场弱的地方，磁感线________。(2)磁感线某点的切线方向表示该点磁场的方向。切线方向静止较密较疏四、安培定则(右手螺旋定则)1．直线电流的磁场：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与________方向一致，弯曲的四指所指的方向就是________环绕的方向。2．环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与____________的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上________的方向。3．通电螺线管的磁场：让右手弯曲的四指与____________的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管________磁场的方向。电流磁感线环形电流磁场螺线管电流轴线上五、安培分子电流假说1．安培认为，在物质内部，存在着一种__________，即分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为_____________，它的两侧相当于两个________。2．当铁棒中各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。环形电流微小的磁体磁极深化辨析判断下列说法是否正确(1)首先发现电流的磁效应的是丹麦物理学家奥斯特。(

)(2)电流和电流之间的相互作用是通过电场产生的。(

)(3)通电直导线周围磁场的磁感线是一圈圈的同心圆。(

)(4)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁铁周围的磁场。(

)×√√√核心知识深度探究第二部分知识点一磁场和磁感线1．常见永磁体的磁感线分布2．磁感线的特点(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在。(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线在某点的切线方向表示该点磁场的方向。(3)磁感线在磁体外部从N极出发回到S极，在磁体内部从S极指向N极，即磁感线是闭合的曲线，且不相交。(1)在没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在。(2)若多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加，磁感线描述的是叠加后的磁场的磁感线分布情况，不能认为该区域有多条磁感线相交。特别提醒例1

(2026·吉林长春市期中)下列关于磁现象的说法正确的是(

)A.自然界中的磁体总存在着两个磁极B．磁场中小磁针磁极受力方向就是磁场方向C．磁场、磁感线都是客观存在的D．磁感线都是从磁体N极出发终止于磁体S极典型例题共研A[解析]自然界中的磁体无论是否被分割，均存在N极和S极，故A正确；磁场方向定义为小磁针静止时N极的受力方向，若为S极则受力方向与磁场方向相反，故B错误；磁场是客观存在的，但磁感线是人为假想的曲线，用于描述磁场分布，并非真实存在，故C错误；磁感线在磁体外部从N极到S极，但在磁体内部从S极回到N极，形成闭合曲线，故D错误。例2

(多选)关于磁感线的描述，下列说法正确的有(

)A．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线B．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止C．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指的方向一致D．两个磁场的叠加区域，磁感线不可能相交CD[解析]铁屑在磁场中的分布曲线可以模拟磁感线的形状，但磁感线本身是假想的，并非真实存在，铁屑分布仅是实验显示，故A错误；磁感线是闭合曲线，在磁体外部从N极指向S极，但在磁体内部从S极指向N极，因此不是总是从N极出发到S极终止，故B错误；磁感线可以通过疏密程度描述各点磁场的强弱，且磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向，与小磁针静止时N极所指方向一致，故C正确；在磁场叠加区域，每一点的合磁场方向是唯一的，因此磁感线不可能相交，故D正确。例3关于磁铁和电流的磁感线分布，下列四幅图中正确的是(

)C[解析]磁铁外部的磁感线从磁铁的N极发出，S极进入，A、D错误；直线电流的磁场遵循安培定则，大拇指指向电流方向，弯曲的四指指向磁感线方向，即B中磁感线从上向下看应为顺时针，B错误；环形电流的磁场遵循安培定则，弯曲的四指指向电流方向时，大拇指指向磁感线方向，大拇指指向电流方向时，弯曲的四指指向磁感线方向，C正确。磁感线和电场线的比较比较对象磁感线静电场的电场线相同点方向疏密特点不同点线上各点的切线方向就是该点的磁场方向线上各点的切线方向就是该点的电场方向表示磁场强弱表示电场强弱在空间不相交、不相切、不中断在空间不相交、不相切、不中断闭合曲线始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处，不闭合的曲线知识点二安培定则和安培分子电流假说1．三种常见电流的磁场项目安培定则立体图横截面图纵截面图直线电流以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱环形电流环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏项目安培定则立体图横截面图纵截面图通电螺线管内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极2.安培分子电流假说(1)法国学者安培提出：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，如图所示。

(2)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。典型例题共研角度1电流的磁场

例4

(2026·福建省学业考试)下列各图中，已标出电流I和磁场的方向，其中符合安培定则的是(

)A[解析]题图A、D为环形电流产生的磁场，根据环形电流的安培定则，用右手握住环形线圈，使四指弯曲方向与电流的方向一致，大拇指方向为磁场的方向，故A正确，D错误；题图B、C是直线电流产生的磁场，根据通电直导线的安培定则，用右手握住通电直导线，使大拇指方向与电流的方向一致，四指弯曲方向为磁感线的环绕方向，故B、C错误。例5

(2026·广东东莞市期中)关于下列四幅图的分析正确的是(

)A．甲图中小磁针静止时位置如图所示，则通电直导线的电流方向从上往下B．乙图中金属圆环通以逆时针方向的电流，小磁针静止时N极垂直于纸面向里C．丙图中小磁针静止时的位置如图所示，则电源左侧为正极D．丁图中地球磁体的N极位于地理北极附近A[解析]由题图甲中小磁针的N极所指的方向为磁场方向，结合安培定则可知，通电直导线的电流方向从上往下，A正确；题图乙中金属圆环通以逆时针方向的电流，根据安培定则，圆环内磁场方向垂直于纸面向外，可知小磁针静止时N极垂直于纸面向外，B错误；由题图丙可知，螺线管右端为S极，则根据右手螺旋定则可知，电源右侧为正极，C错误；地球磁体的N极位于地理南极附近，D错误。角度2安培分子电流假说例6

安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很相似，提出了“分子电流”假说。他认为，在物质内部存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子绕核运动形成的，如图所示)，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。下列将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的选项图正确的是(

)B[解析]右手弯曲四指指向电流方向(电流方向与电子运动方向相反)，伸直的拇指指向即为小磁体的N极。对题目中的环形电流，拇指指向左侧，因此小磁体的N极在左，S极在右。第三部分随堂演练巩固落实D1．(磁场和电流的磁效应)螺线管与电源连接，发现小磁针静止时所指方向如图所示。下列说法正确的是(

)A．电源左端为正极B．若将小磁针移到螺线管正下方，则小磁针的N极将转过180°C．若将小磁针移到螺线管左端，则小磁针的N极所指方向不变D．若将小磁针移到螺线管内部，则小磁针的N极将转过180°解析：小磁针静止时的N极指向为该点的磁场方向，结合题图可知，通电螺旋管产生的磁场方向在小磁针处向右，所以在螺线管外部，磁感线从螺线管左端指向右端，说明螺线管的左端为N极，右端为S极，由安培定则可知，电流从右端流出、左端流入，因此，电源的右端为正极，左端为负极，故A错误；分析可知，螺线管正下方磁场方向水平向右，则小磁针的N极在此处依然指向右边，故B错误；若将小磁针移到螺线管左端，由于螺线管最左端磁场方向水平向左，故小磁针的N极将转过180°指向左端，故C错误；由以上分析可知，螺线管内部磁场方向向左，若将小磁针移到螺线管内部，则小磁针的N极将转过180°指向左端，故D正确。D2．(磁感线)如图为条形磁铁周围的磁场分布，a、b、c、d四个点中磁场最强的点是(

)A．a点 B．b点C．c点 D．d点解析：由题图可见d点处的磁感线最密，所以d点处磁场最强。A3．(安培定则的应用)(2026·江苏扬州市期中)如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，小磁针N极(深色端)指示磁场方向不正确的是(

)A.a B．bC．c D．d解析：开关S闭合后，通电螺线管左端为N极，右端为S极，通电螺线管外部磁场方向与内部相反，则a磁针方向错误，b磁针方向正确；通电后电磁铁D的左端相当于S极，右端相当于N极，则c磁针的方向正确；开关S闭合后，直导线电流从A流向B，根据安培定则可知磁场方向