高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 磁场 磁感线学案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 磁场 磁感线学案，共5页。

[学习目标] 1.知道磁场的概念，知道磁体与磁体间、磁体与通电导体间、通电导体与通电导体间的作用是通过磁场发生的。2.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点(重难点)。3.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向(重难点)。
一、电和磁的联系 磁场
如图甲所示，通电导线放在蹄形磁体附近，悬挂导线的细线偏离竖直方向，说明通电导线受到力的作用；如图乙所示，两条通电导线之间也有作用力。
根据实验，在下图中空白方框内填入恰当的内容。
1．电和磁的联系
(1)自然界中的磁体总存在着________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________，异名磁极或异种电荷相互________。
(2)奥斯特实验
实验现象：把导线放置在小磁针的________，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________方向水平放置
结论：通电导线对小磁针有________的作用，说明电流具有________效应。奥斯特首次揭示了________的联系。
2．磁场
(1)磁体与磁体之间、磁体与______________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：磁场对磁体或______________有力的作用。
(3)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________________的物质。
(1)通电导线与通电导线之间是通过电场发生作用的。( )
(2)磁场只有在磁体与磁体、磁体与电流发生作用时才产生。( )
(3)磁体产生的磁场和电流产生的磁场本质上是一样的。( )
例1 奥斯特实验是科学历史上的经典实验，它的价值在于直接证实了( )
A．磁场的存在
B．导线周围存在磁场
C．通电导线周围存在磁场
D．磁场对通电导线有力的作用
二、磁感线和地磁场
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______________________就是该点磁场的方向。
2．磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的________________都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。
3．磁感线的特点
(1)磁感线是假想出来的有方向的曲线，实际并不存在。
(2)磁感线的________反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越________，磁感线越疏的地方表示磁场越________。
(3)磁感线不相交，不相切，也不中断。
(4)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。
4．磁体的磁感线
(1)条形磁体和蹄形磁体的磁感线
(2)同名磁极和异名磁极的磁感线
5．地磁场
(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，与地球表面并不平行。
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。
(1)磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止。( )
(2)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。( )
例2 (多选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是( )
A．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
B．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
C．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
D．在赤道位置放置一枚小磁针，静止时小磁针N极指向地理的南极附近
三、安培定则
1．直线电流的磁场
安培定则：如表格中甲图所示，用________握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，________________所指的方向就是磁感线环绕的方向。
2．环形电流的磁场
安培定则：如表格中乙图所示，让右手________________与环形电流的方向一致，________________________就是环形导线轴线上磁场的方向。
3．通电螺线管的磁场
安培定则：如表格中丙图所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与________________一致，伸直的拇指所指的方向就是________________磁场的方向。
例3 如图所示，a、b是直线电流的磁场截面图，c、d是环形电流的磁场截面图，e、f是螺线管电流的磁场的截面图。试判断各图中的电流方向或磁感线方向。
例4 (多选)(2022·南宁市高二期末)如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端。当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端。下列判断正确的是( )
A．F为蓄电池正极
B．螺线管P端为S极
C．流过电阻R的电流方向向下
D．管内磁场方向由Q指向P
四、安培分子电流假说
1．分子电流假说
安培认为，在物质内部，存在着一种环形电流——________________。分子电流使每个物质微粒都成为微小的________，它的两侧相当于两个________。
2．对磁现象的解释
当铁棒中各分子电流的取向____________时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得________________时，铁棒对外不显磁性。
(1)安培提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生。( )
(2)根据“分子电流”假说，磁体受到强烈震动时磁性不会减弱。( )
(3)根据“分子电流”假说，磁体在高温条件下磁性会减弱。( )
例5 (2023·抚州市临川一中高二期中)安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场很相似，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中正确的是( )
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
通电螺线管
内部磁场为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁体的磁场，方向由N极指向S极