第5章 第1节　磁场及其描述—2020-2021学年【新教材】鲁科版（2019）高中物理必修第三册讲义

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第1节　磁场及其描述
学习目标：1.[物理观念]知道磁场的概念、磁感应强度的定义式及意义，知道磁感
线的概念及安培定则，并能解释相关的自然现象。2.[科学思维]理解磁感应强 B的定义
式并能进行简单计算，能用磁感线描述磁感应强度的大小和方向，会用安培定则判定
常见的磁场分布。3.[科学探究]学会实验探究磁场对通电直导线的作用和通电直导线周
围的磁场，学会与他人交流合作，能独立完成实验报告，提高科学实验探究能力。 4.
[科学态度与责任]体验磁现象在现代生活中的应用，培养学生热爱科学的精神，培养将
物理学原理应用于实验生活的能力。
一、磁场　磁感应强度
1．磁场
(1)定义：磁体或电流周围的空间存在的一种特殊物质。
(2)基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用。
(3)磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
2．磁感应强度
(1)定义：把垂直于磁场方向的一小段通电直导线受到的力 F与电流 I和直导线的
长度 l的乘积之比称为磁感应强度，符号用 B
表示。
(2)单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是 T。1 T
＝1 N/(A·m)。
(3)方向：B是矢量，磁场中某点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即放在
该点的小磁针静止时 N
极 所指的方向，也是小磁针 N
极 受力的方向。
(4)物理意义：反映磁场的强弱和方向的物理量。
说明：磁场概念的建立
所有与磁现象有关的相互作用，都是通过磁场发生的，可与电荷间的相互作用相
类比，如图所示。
二、磁感线
1．磁感线
在磁场中画出的一些有方向的假想曲线。
2．特点
(1)在磁感线上，任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，都代表磁场中该
点小磁针 N
极 受力的方向。
(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线分布越密的地方，磁场越强；磁感线分
布越疏的地方，磁场越弱。
(3)磁感线是闭合曲线。在磁体外部，磁感线从 N
极 到S
极 。在磁体内部，磁感线
从S
极 到N
极 。
注意：磁感线是假想的曲线实际并不存在，没有磁感线的地方，并不表示就没有
磁场。
三、电流的磁场
1．直线电流的磁场
安培定则(又叫右手螺旋定则)：用右手握住通电直导线，让伸直 的拇指所
指的方向与电流的方向一致，则四指弯曲的方向就是电流周围磁感 线的环绕
方向(如图所示)。
2．环形电流的磁场
安培定则：右手弯曲的四指的方向与环形电流的方向一致， 则伸直的拇
指所指的方向是环形电流中心轴线处的磁感线方向(如图所示)。
3．通电螺线管的磁场
安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向 与电流方向
一致，伸直拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向， 也就是说拇
指指向通电螺线管的 N
极 (如图所示)。
说明：通电螺线管实为多个环形电流的集合体
四、磁的应用及意义
1．指南针与航海业的发展
(1)古人将天然磁石磨制成指示方向的器具称为“司南”。
(2)北宋时期人们将磁化钢针支撑在一个刻有方位的盘中用来指示方向，从而发明
了指南针。
2．磁与现代技术
(1)应用：磁技术在交通工具中的典型应用是制成了磁浮列车。
(2)形式：磁浮列车有常导电磁铁吸引式和超导电磁铁相斥式两种。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)磁场看不见，摸不着，实际不存在。 (×)
(2)磁感线是假想的曲线，没有实际意义。 (×)
(3)没有磁感线的地方，就没有磁场。 (×)
(4)安培定则中，弯曲四指所指方向均为磁场的方向。 (×)
2．关于磁场，下列说法正确的是(　　)
A．只有磁铁周围才有磁场
B．电荷的周围除有电场之外还有磁场
C．电流产生磁场说明电和磁是相互联系的
D．磁铁周围的磁场与电流周围的磁场是形式完全不同的磁场
C　[磁体和电流周围都存在磁场，而且是同种性质的磁场，静止电荷周围没有磁
场，A、B、D错误；电流产生磁场揭示了电与磁之间的相互联系，C正确。]
3．(多选)关于磁感线的性质和概念，下列说法正确的是(　　)
A．磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向
B．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线
C．磁感线总是从磁体的 N极指向 S极
D．磁场中任意两条磁感线均不相交
AD　[磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，A正确；利用碎铁屑
在磁场中被磁化的性质，可显示磁感线的形状，但它排成的曲线不是磁感线，磁感线
是人为假想的曲线，B错误；磁感线在磁体外部由 N极指向 S极，但在内部却是由 S
极指向 N极，磁感线是闭合曲线，C错误；假设两条磁感线可以相交，过交点作曲线
的切线，将有两个不同的方向，而同一点的磁场方向只能有一个，故任意两条磁感线
均不相交，D正确。]
对磁感应强度的理解
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