高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 磁场 磁感线图文课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 磁场 磁感线图文课件ppt，共59页。PPT课件主要包含了磁场磁感线，目标体系构建，课前预习反馈，磁效应，通电导体，弯曲的四指，环形电流，环形导线中心轴线上，螺线管内部磁感线，课内互动探究等内容，欢迎下载使用。

1．知道丹麦物理学家奥斯特通过实验发现了电与磁的联系。2．知道磁场的概念，知道一切磁作用力都是通过磁场发生的。3．知道磁感线的定义和特点，了解几种常见的磁场的磁感线分布。4．学会用安培定则判断电流的磁感线方向。
1．磁极：自然界中的磁体总是存在着两个________。2．磁极间的相互作用：同名磁极相互________，异名磁极相互________。3．电流的磁效应：1820年丹麦物理学家奥斯特通过通电导线使小磁针________的实验发现了电流的__________，揭示了电与磁的联系。『判一判』(1)自然界中存在单磁极子。(　　)(2)奥斯特实验说明了电流可以产生磁场。(　　)(3)要使奥斯特实验明显，通电导线要南北放置。(　　)
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________发生的。2．基本性质：磁场对磁极或____________有力的作用。3．通电导线间的相互作用力特点：同向通电导线相互________，异向通电导线相互________。4．磁场尽管看不见、摸不着，但它与________类似，都是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质。
『判一判』(4)磁场看不见，摸不着，因此磁场是人们假想的，实际并不存在。(　　)(5)磁体与磁体之间的作用是通过磁场发生的，通电导线与通电导线之间的作用是通过电场发生的。(　　)
『选一选』(2023·重庆市巫山大昌中学校高二期末)如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时， 磁针会发生偏转。首先观察到这个实验现象的物 理学家是(　　)A．奥斯特B．法拉第C．赫兹D．牛顿解析：当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特。故A正确，B、C、D错误。
『想一想』下图是医生用来取出病人吞下的金属物品的仪器。当仪器顶部接触金属物品时，医生将手控环内推，再拉出整条塑料管。
(1)你能说出这种仪器的原理吗？(2)如果小孩不慎吞下的是易拉罐拉环或一个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出来？(3)如果把活动永磁体换成电磁铁，你认为是不是更实用呢？解析：(1)当仪器顶部接触金属物品时，将手控环内推，其上的活动永磁铁使固铁磁化，磁化后吸引铁磁性金属物品，然后拉出整条塑料管，即可把这种金属物品取出。
(2)由于磁铁只能吸引铁磁性物体，而易拉罐环是铝合金材料的，不是铁磁性物质，因此不能取出；而回形针是铁磁性物体，可以用此仪器取出。(3)电磁铁的磁性强弱可以随电流的变化而变化，如果是误吞了比较重的金属，可通过调节电流大小使磁性增强，把它取出来。故使用电磁铁应更实用一些。
1．磁场方向规定：物理学中把小磁针静止时________所指的方向规定为该点磁场的方向。2．定义：用来形象地描述磁场的一些曲线，使曲线上每一点的________方向都跟该点磁场的方向________。3．特点(1)磁感线是闭合曲线。(2)磁感线的疏密程度表示磁场________，磁场强的地方磁感线________，磁场弱的地方磁感线________。
『判一判』(6)用铁屑可以演示磁体周围磁感线的分布，所以磁感线是客观存在的。(　　)(7)磁感线所指的方向就是磁场的方向。(　　)
1．通电直导线周围磁场用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟________的方向一致，______________所指的方向就是磁感线的环绕方向。(如图所示)
2．环形电流产生的磁场让右手弯曲的四指和____________的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是______________________的磁感线的方向。(如图所示)
3．通电螺线管产生的磁场用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟________的方向一致，大拇指所指的方向就是____________________的方向。(如图所示)
『判一判』(8)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环。(　　)(9)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁体周围的磁场。(　　)
要点提炼,1.磁场的性质
2.电流的磁效应(1)电现象与磁现象的联系：①磁体总存在着两个磁极，自然界中存在两种电荷。②同种电荷相互排斥，同名磁极相互排斥；异种电荷相互吸引，异名磁极相互吸引。
(2)奥斯特的实验：①实验装置如图所示。②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。③注意事项：为了排除地磁场的影响，使实验现象明显，导线应沿南北方向水平放置在小磁针的正上方。④实验结论：电流具有磁效应，即电流可以产生磁场。⑤实验意义：电流磁效应的发现，首次揭示了电与磁之间的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元。
自然界有两种基本的物质形态：实物和场。(1)实物即具体的、有形的物质形态，由物质粒子组成。(2)场是物质的另一种存在形态，和实物一样也是一种客观存在物，具有质量、能量、动量等物质的基本属性。
典例剖析 下列关于磁场的说法正确的是(　　)A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的B．将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用C．把磁体放在真空中，磁场就消失了D．当磁体周围撒上细铁屑时才能形成磁场，不撒细铁屑磁场就消失思路引导：理解磁场的物质性时应与电场类比，磁场与电场一样，都是场物质，磁场看不见、摸不着，但不会因人的主观意志而存在或消失。
解析：磁场是磁体、电流或运动电荷周围存在的一种特殊物质。说它“特殊”，是因为它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同，它不是以微粒形式存在，而是以一种“场”的形式存在；说它是“物质”，是因为它和我们常见的一些实物一样，能对放在其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。因此我们说磁场和我们常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质。虽然它看不见、摸不着，但可以通过它的基本性质反映出来。故选项B正确。
(多选)如图所示，关于磁体、导线间的相互作用，下列说法正确的是( )
A．甲图中，电流不产生磁场，导线对小磁针的力的作用是通过小磁针的磁场发生的B．乙图中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的C．丙图中导线间的相互作用是通过电流的磁场发生的D．丙图中导线间的相互作用是通过电荷的电场发生的解析：甲图中，电流产生磁场，导线对小磁针的力的作用是通过电流的磁场发生的，故A项错误；乙图中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的，故B项正确；丙图中，导线间的相互作用是通过电流的磁场发生的，故C项正确，D项错误。
磁感线的特点及安培定则的应用
要点提炼1.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磁场的方向。(3)磁感线的方向在磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极。即磁感线是闭合的曲线，它不相交，不相切，也不中断。
2．常见永磁体的磁场(如图)
3．安培定则(三种常见的电流的磁场)
4.磁感线与电场线的比较
(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。
典例剖析 　(多选)关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是( )A．磁极与磁极之间、磁极与电流之间都可以通过磁场发生相互作用B．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，其上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C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的
思路引导：用磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它是一种理想化模型，并不是真实存在的。由于磁体的N极和S极是密不可分的，所以磁感线总是闭合的曲线。解析：磁场是一种特殊物质，磁极、电流间发生的作用都是通过磁场发生的，选项A正确；磁感线是为了形象地描述磁场而假想的线，不是真实存在的，选项D错误；磁感线的切线方向表示磁场的方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，选项B正确；磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，选项C错误。
(多选)(2023·江苏扬州中学高二上期中)下列所示各图中，小磁针的指向正确的是( )思路引导：应用安培定则判断直线电流的磁场时，四指指的是磁场的方向；判断环形电流和通电螺线管的磁场时，拇指指的是轴线上磁场的方向。如果已知小磁针的指向，那么小磁针N极所指的方向就是磁场的方向。
解析：由安培定则可知，螺线管右侧为S极，左侧为N极，则处在螺线管内部小磁针的N极应向左，故A正确；地磁场在外部的方向从地球的南极附近指向北极附近，结合小磁针静止时N极指向为磁场的方向，因此赤道处小磁针N极指向地球的北极，故B正确；根据安培定则，垂直纸面向里的直线电流产生的磁感线是顺时针方向，所以图中小磁针的N极应该指向下方，故C错误；U形磁铁，小磁针处的磁场从N极指向S极，则小磁针N极向右，故D正确。
关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是(　　)A．磁场看不见、摸不到，但在磁体周围确实存在着磁场；而磁感线是一种假想曲线，是不存在的B．磁场对放入其中的磁体产生力的作用，当其中没放入磁体时，则无力的作用，也就不存在磁场C．在磁场中画出的磁感线处存在磁场，在磁感线间的空白处不存在磁场D．磁体周围的磁感线是从磁体N极出来，回到S极，所以磁体内部不存在磁场，也画不出来
解析：磁场是客观存在的物质，磁感线是假想曲线，故A正确；磁体周围的磁场中，无论是否放有其他磁体，这个磁场都是客观存在的，故B错误；磁感线描述的是磁场的分布情况，它的疏密程度反映着磁场的强弱，密集处磁场强，稀疏处磁场弱，并不是说有磁感线通过的地方就有磁场，没有磁感线通过的地方就没有磁场，故C错误；磁感线是闭合曲线，磁体外部有磁场，能画出磁感线，磁体内部也有磁场，也能画出相应的磁感线，故D错误。
(2023·江苏镇江高二阶段检测)如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向里、大小为I1的恒定电流，两导线连线(水平)的延长线处，一可自由转动的小磁针静止时N极方向平行于纸面向下、忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是(　　)A．I2I1，方向垂直纸面向外C．I2I1，方向垂直纸面向里
解析：小磁针静止时N极方向平行于纸面向下，说明该处的磁场方向向下，因I1在该处形成的磁场方向向上，则I2在该处形成的磁场方向向下，且比I1在该处的磁场要强，所以合磁场方向向下，由安培定则可知I2方向垂直纸面向外且I2>I1，A、C、D错误，B正确。
安培分子电流假说1．安培分子电流假说的内容在原子、分子等物质微粒的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．安培的假说对有关磁现象的解释(1)磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向杂乱无章，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性，当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向大致相同，两端对外界显示出较强的磁作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了。(2)磁体的消磁：磁体在高温或猛烈撞击下，即在激烈的热运动或震动的影响下，分子电流取向又变得杂乱无章，磁体磁性消失。3．磁现象的本质安培的分子电流假说揭示了磁场的起源，它使我们认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是(　　)A．磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁B．不管是磁体的磁场还是电流的磁场，都起源于电荷的运动C．永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的D．根据安培的假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此，任何磁体都不会失去磁性解析：磁与电是紧密联系的，但“磁生电”“电生磁”都有一定的条件，运动的电荷产生磁场，但一个静止的点电荷的周围就没有磁场，分子电流假说揭示了磁现象的电本质，磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动电荷产生的，磁体内部只有当分子电流取向大体一致时，才显示出磁性，当分子电流取向不一致时，就没有磁性。故选B。
一、电和磁的联系1．1820年4月的一天，奥斯特在上课时，无意中让通电导线靠近小磁针，突然发现小磁针偏转。这个现象并没有引起在场其他人的注意，而奥斯特却是个有心人，他非常兴奋，紧紧抓住这个现象，接连三个月深入地研究，反复做了几十次实验。如图所示，关于奥斯特的实验，下列操作中一定能够观察到小磁针偏转的是(　　)
A．通电导线AB东西方向放置，小磁针放在导线正下方，闭合开关B．通电导线AB南北方向放置，小磁针放在导线正下方，闭合开关C．通电导线AB东西方向放置，小磁针放在导线正下方，改变电流方向D．通电导线AB南北方向放置，小磁针放在AB延长线的B端外侧，改变电流大小解析：奥斯特发现电流周围存在磁场，对小磁针有力的作用，但地磁场也对小磁针有力的作用(指向南北)，所以为了避免地磁场的影响，应将通电导线南北方向放置，在通电导线下方或上方产生的磁场方向是东西方向，小磁针放在导线的下方或上方，若偏转说明是通电导线的磁场引起的，故B正确。
二、磁场、磁感线2.(2023·河南豫西名校高二上学期期中)磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，如图所示，其依据是(　　)A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律D．磁场对电流的作用原理
解析：磁性水雷中的小磁针静止时，一端指南，一端指北，水雷不会爆炸，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，由磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，就会使水雷中的小磁针发生转动，而触发水雷发生爆炸。故B正确，A、C、D错误。
3．(多选)下列关于磁感线和电场线的描述中正确的是( )A．磁感线和电场线分别是用来描述磁场和电场的强弱和方向的真实曲线B．磁感线是闭合的曲线，电场线则是不闭合的C．磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向或电场方向相同D．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线
解析：磁感线和电场线都是用来形象描述电场和磁场的强弱和方向的假想线，A错误；磁感线是闭合的曲线，电场线是起始于正电荷或无限远处、终止于无限远处或负电荷的非闭合曲线，B正确；磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点磁场方向或电场方向相同，C正确；磁感线是为形象描述磁场而画出的一簇簇曲线，不是真实存在的，铁屑的分布曲线只能显示磁场的分布，并不是磁感线，D错误。
三、安培定则，安培分子电流假说4．当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时N极垂直纸面指向外的是(　　)
解析：由安培定则可知，选项A中导线下方磁场的方向垂直纸面向外，故小磁针静止时N极会垂直纸面指向外，A正确；同理可知B选项中螺线管内部磁场向左，故小磁针静止时N极指向左，B错误；C选项中小磁针处磁场的方向垂直纸面向里，故小磁针静止时N极垂直纸面指向里，C错误；D选项中环形电流内部磁场的方向垂直纸面向里，故小磁针静止时N极垂直纸面指向里，D错误。
5．如图所示是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是(　　)A．两棒均显磁性B．两棒均不显磁性C．甲棒不显磁性，乙棒显磁性D．甲棒显磁性，乙棒不显磁性