13.1 磁场　磁感线（教师版）-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（人教2019必修第三册）

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13.1 磁场　磁感线
【物理核心素养】
物理观念：通过掌握磁场的概念，培养学生用物质观研究问题的观念。
科学思维：通过分析磁感线的定义和特点，培养学生模型建构的能力。
科学探究：通过探究用安培定则判断电流的磁感线方向，理解论证和解释等探究的本质．
科学态度与责任：通过认识磁场的物质性，使学生养成用辩证唯物主义思考问题的意识和习惯。
【教学重难点】
教学重点：
1、理解磁场和磁感线的概念。
2、会用安培定则判定通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
教学难点：
会用安培定则判定通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
知识点一、磁场
1．磁极之间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．
2．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的上方，通电时磁针发生了转动．
实验意义：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系．
3．磁场：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，是通过磁
场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的物质．
【特别提醒】
1．磁场
(1)磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质．存在于磁体、
通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围．
(2)磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、
电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的．
【经典例题 1】（多选）关于磁场，下列说法中正确的是（　　）
A．磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种理想模型
B．磁感应强度的方向与小磁针 N极所受磁场力的方向相同
C．奥斯特发现了电流的磁效应现象，首次揭示了电与磁之间是有联系的
D．磁感线总是从磁体的 N极指向 S极
【答案】 BC
【解析】A．磁场是存在于磁体周围的一种特殊物质，它与实物粒子不同，磁场是看不见、摸不到，但又
确实是客观存在的，通常用人们假想的磁感线来描述，故 A错误；
B．磁感应强度的方向与小磁针 N极所受磁场力的方向相同，故 B正确；
C．奥斯特发现了电流的磁效应现象，首次揭示了电与磁之间是有联系的，故 C正确；
D．在磁体的外部，磁感线总是从 N极指向 S极，在磁体的内部则是从 S极指向 N极，故 D错误。
故选 BC。
【变式训练 1】在隧道工程以及矿山爆破作业中，部分未爆炸的炸药若残留在爆破孔内，则很容易发生人
员伤亡事故.为此科学家制造了一种磁性炸药，即在炸药中掺入了 10%的磁性材料——钡铁氧体，然后放入
磁化机磁化.磁性炸药一旦爆炸，即可安全消磁，而遇到不爆炸的情况可使用磁性探测器测出未爆炸的炸药 ，
从而降低事故发生的概率.已知掺入的钡铁氧体的消磁温度约为400 ℃，炸药的爆炸温度为 2240~3100 ℃，
一般炸药引爆温度最高为140 ℃左右.以上材料表明（　　）
A．磁性材料在低温下容易被磁化，在高温下容易被消磁
B．磁性材料在高温下容易被磁化，在低温下容易被消磁
C．磁性材料在低温下容易被磁化，也容易被消磁
D．磁性材料在高温下容易被磁化，也容易被消磁
【答案】 A
【解析】由安培分子电流假说可知，低温情况下，分子运动不剧烈，在外磁场的作用下，分子环形电流的
磁极趋向基本一致，因而易被磁化，而高温时，分子剧烈运动，导致分子环形电流的磁极趋向重新变得杂
乱无章，进而达到消磁目的。
故选 A。
知识点二、磁感线
1．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指方向就是该点磁场的方向．
2．磁感线
(1)定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，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．
(2)特点
①在磁体外部，磁感线从 N极发出，进入S极；在磁体内部由 S极回到N极．
②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向与过该点的磁感线的切线方
向一致．
③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．
④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在．
【经典例题 2】关于电场线和磁感线，下列说法正确的是（　　）
A．运动的带电粒子在电场、磁场中的受力方向均和场线在一直线上
B．带电粒子顺着电场线的方向运动，其电势能一定减小
C．带电粒子垂直于磁感线的方向射入匀强磁场中，其速度大小不会改变
D．电场线和磁感线均不相交且均为不封闭曲线
【答案】 C
【解析】A．运动的带电粒子在电场中的受力方向和电场线的切线方向一致，运动的带电粒子在磁场中的
受力方向和磁感线的方向垂直，Ａ错误；
B．带电粒子顺着电场线的方向运动，电场力做正功电势能减小，电场力做负功电势能增加，Ｂ错误；
C．带电粒子垂直于磁感线的方向射入匀强磁场中，其速度大小不会改变，Ｃ正确；
D．电场线为不封闭的曲线，磁感线为封闭曲线，Ｄ错误。
故选Ｃ。
【变式训练 2】地球也是个磁体，周围磁感线分布如图所示。地磁的南、北极与地理北、南极并不重合，
存在磁偏角。结合上述材料，下列说法正确的是（ff）
A．地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近
B．地磁场的磁感线不闭合、不相交
C．地球表面各处的地磁场方向与地面平行
D．由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线相对水平地面东西放置时实验现象
最明显
【答案】 A
【解析】A．地球内部也存在磁场，且地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。故 A正确；
B．地磁场的磁感线是闭合的曲线、但不相交，故 B错误；
C．只有地球赤道附近上方的地磁场才与地面平行，故 C错误；
D．由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线相对水平地面南北放置时实验现象
最明显，故 D错误。
故选 A。
知识点三、安培定则
1．直线电流的磁场
安培定则：如图甲所示，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．
直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示．
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