第三章磁场
第1节磁现象和磁场
要点一磁场的物质性
磁场是磁体、电流和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由分子、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实物一样，具有能量，能对放入其中的磁体、电流和运动的电荷有力的作用，是不依赖于人类的意志而客观存在的特殊物质．
要点二奥斯特实验
丹麦物理学家奥斯特做了著名的电流的磁效应的实验——奥斯特实验．
1．实验时，通电直导线要南北方向水平放置，磁针要与导线平行地放在导线的正下方或正上方，以保证电流的磁场与地磁场方向不同而使小磁针发生转动．
2．由于地磁场使磁针指向南北方向，直导线通电后小磁针改变指向说明通电直导线周围产生了磁场，即电流周围产生了磁场，也就是电流的磁效应.

1.地磁两极与地理两极一样吗？
(1)地磁的两极与地理的两极并不重合，并且地球的磁极在缓慢移动．地磁轴和地球自转轴两者的夹角约为11°.
(2)地磁场分布在磁极的四周，但地磁两极与地理两极差别不是很大，因此可用指南针判断方向．
由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的高速带电粒子，其运动方向会发生变化，不能直接到达地球．因此地磁场对地球生命有保护作用．
(3)若小磁针能浮在空中自由移动，小磁针既不是严格静止在南北方向，又不是严格的水平方向．这说明小磁针所受地磁场的作用力的方向既不是严格的南北方向，也不是严格的水平方向，但差别很小．
2．电场和磁场有哪些异同？
电场与磁场都是“场”，通过对比可加深对磁场的理解．二者的异同点列表如下：

对象

内容电场磁场
产生电荷周围存在电场磁体或电流
周围存在磁场
场强大小电场强度：E＝Fq，是反映电场性质的物理量，其中q为检验电荷磁感应强度：B＝FIL，是反映磁场性质的物理量，其中IL为检验电流元，磁场力F的大小与电流I的方向有关，当I垂直于B时，F最大
方向规定：正电荷在电场中某点的受力方向为该点的电场方向规定：小磁针静止时N极在磁场中的受力方向为该点的磁场方向
相互作用同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引同名磁极相互排斥
异名磁极相互吸引
一、电流的磁效应
【例1】以下说法中正确的是()
A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的
C．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的
D．磁场和电场是同一种物质
答案A
解析电流能够产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极之间、电流与电流之间还是磁极与电流之间的相互作用，都是通过磁场产生的．磁场是一种特殊物质，它的基本性质是对放入磁场中的磁极或电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有静电力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的性质．(1)电流产生的磁场与磁体产生的磁场本质相同；(2)磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的作用都是通过磁场产生的；(3)注意磁场与电场的区别．
二、地磁场
【例2】下列说法正确的是()
A．磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极
B．磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场而发生的
C．地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个交角这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的
D．在地球表面各点磁场强弱相同
答案AB
解析地磁场类似于条形磁铁的磁场，所以在地球表面赤道上的磁场最弱，选项D不正确．在地球上不同位置，磁偏角的数值是不同的，因此C不正确.

1.下列关于磁场的说法中正确的是()
A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C．磁极与磁极间是直接发生作用的
D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
答案A
解析磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，是不以人的意志为转移的，所以A对，B、D错；磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间的作用都是通过它们的磁场发生的，并不需要物体之间直接接触，所以C是错误的．
2．奥斯特实验说明()
A．通电导体的周围存在着磁场
B．导体的周围存在磁场
C．磁体的周围存在着磁场
D．磁场对电流有力的作用
答案A
解析实验中导体不通电时小磁针南北方向放置不偏转．通电后，小磁针偏转为东西方向，说明通电导体周围存在磁场，故A正确．
3．指南针本身就是一个小磁体，根据已有的磁场知识，你能分析一下，指南针为什么会指南、北吗？
答案地磁场的南极(S极)在地球的北端(西经100.5°，北纬75.5°的北美洲帕里群岛附近)，北极(N极)在地球的南端(东经139.9°，南纬66.6°的南极洲威尔斯附近)．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针的N极指向地理的北极附近．应注意小磁针的指向并不是正南正北，因为地磁的两极跟地理的两极并不重合，其间的夹角就是地磁偏角，简称磁偏角.
题型一磁现象及其成因
如图1所示，
图1
质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法中正确的是()
A．回形针静止时受到的磁体对它的磁力大小为mgtanθ
B．回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcosθ
C．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了．原因是回形针加热后，分子电流排列无序了
D．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了．原因是回形针加热后，分子电流消失了
思维步步高回形针受几个力？这几个力在数值上有什么关系？回形针为什么能够被吸引？回形针的磁性来源是什么？用点燃的火柴加热回形针对回形针有什么影响？
解析回形针受到重力、绳子的拉力和磁力而平衡，磁力的方向并不是水平方向，所以A、B选项错．点燃火柴会使小磁针内部的分子电流无序，从而使小磁针的磁性消失，所以C对，D错．
答案C
拓展探究关于磁场方向的说法，下列叙述正确的是()
A．小磁针N极的指向
B．小磁针S极的受力方向
C．小磁针N极的受力方向
D．以上说法都不对
答案C
磁体之所以能够显磁性，是因为磁体内部的分子电流规律分布，形成一个个小的规律排列的磁铁.
题型二磁场的应用
为了使实验小车能在比较光滑的水平道路上运动，同学们设计了以下三种办法，甲同学将电扇固定在小车上，认为打开电风扇后小车会运动；乙同学要求在装着电扇的车上加个帆，并声明帆必须足够大，以集中全部风力；丙同学设想人提着强磁铁站在用钢铁材料制成的车上，如图2所示．则真正能使小车运动的设计是()
图2
A．甲B．乙C．丙D．三个都不行
思维步步高运动的条件是什么？磁铁与人之间的作用力是内力还是外力？
解析要想使车运动起来，必须使车和外界发生相互作用，不能是车内部各部分之间发生相互作用．
答案A
拓展探究如图3所示，
图3
A为橡胶圆盘，其盘面竖直．B为紧贴A的毛皮，在靠近盘的中轴上有一个小磁针静止于图示位置．当沿图中箭头的方向转动把手C时，小磁针将发生什么现象？
答案见解析
解析当转动把手时，A盘边缘处与毛皮摩擦而带有负电荷，随盘做圆周运动形成一个环形电流，电流周围产生磁场，故对小磁针有力的作用，根据安培定则可知，小磁针的N极将发生偏转，沿圆盘的中心轴的方向上，即小磁针的N极向右，S极向左．
磁现象有很多应用，其中可以利用磁体间的相互作用吸引物体或者研究受力问题.

一、选择题
1．关于宇宙中天体的磁场，下列说法正确的是()
A．宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场
B．宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场
C．用指南针可以在任何一个天体上判别方向
D．用指南针只能在类似于地球磁场的天体上判别方向
答案AD
解析不但地球有磁场，宇宙中的许多天体也有磁场，但有些星球的磁场不是全球性的，指南针只能在有全球性磁场的星球上判别方向，否则指南针就不能工作．
2．超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是()
①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同
②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反
③超导体使磁体处于失重状态
④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡
A．①③B．①④C．②③D．②④
答案D
解析同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反．磁体悬浮在空中，重力和磁力平衡．
3．关于磁铁的两个磁极，下列说法中正确的是()
A．可以分开
B．不能分开
C．一定条件下可以分开
D．磁铁很小时就只有一个磁极
答案B
4．下列说法正确的是()
A．只有磁极周围空间存在磁场
B．相互接触的两个磁体之间没有磁场力的作用
C．磁体对电流有力的作用，电流对磁体没有力的作用
D．磁体和电流之间力的作用是相互的，都是通过磁场产生力的作用
答案D
5．地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是()
A．①②④B．②③④C．①④D．②③
答案D
6．如图4所示，
图4
假设将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将()
A．指北
B．指南
C．竖直向上
D．竖直向下
答案B
解析地理北极不是地磁S极，小磁针N极的方向和地磁感线方向同向．
7．下列所述情况，哪一种可以肯定钢棒没有磁性()
A．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的南极，两者互相排斥
B．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的南极，两者仍互相吸引
C．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的北极，两者仍互相吸引
D．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相排斥
答案C
二、计算论述题
8．地球是个大磁场，在地球上，指南针能指南北是因为受到什么的作用？人类将在本世纪登上火星，目前，火星上的磁场情况不明，如果现在登上火星，你认为在火星上的宇航员能依靠指南针来导向吗？
答案地磁场不能
解析地球周围有磁场，指南针就是因为受到地磁场的作用力而指南的．火星上磁场情况不明，不能用指南针来导向．
9．动手试一试：如图5，
图5
把一条通电导线平行地放在小磁针的上方，我们发现小磁针发生偏转．当改用两节或者更多的电池时，小磁针偏转的快慢有什么变化？把小磁针放在距离导线稍远的地方进行实验，小磁针偏转的快慢又有什么变化？如果把导线放在与小磁针垂直的上方进行实验，小磁针的偏转又如何？动脑想一想：小磁针的偏转意味着什么？小磁针静止时的指向意味着什么？小磁针偏转的快慢不同又意味着什么？
答案变快变慢不偏转小磁针偏转意味着所在处的磁场发生了变化，即电流产生了磁场小磁针静止时的指向与所在处磁场的方向有关，也即磁场是有方向的小磁针偏转的快慢不同意味着所在处的磁场的强弱的不同，也即磁场是有强弱之分的．
10．阅读下面的材料，并回答问题：
磁力对大脑的影响
美国佐治亚州亚特兰大E—mory大学的神经学专家查尔斯做了一个实验．查尔斯让他的同事拉赫大声地数数，而他将一个手机大小的磁线圈对准拉赫的前额．“一、二、三”，拉赫数着．但当查尔斯把线圈开关打开后，拉赫很快就说不出话了，而是含混地重复着类似“四”的声音．查尔斯把开关关上后，拉赫又“四、五、六”地数下去了．
太奇怪了！拉赫说：“单词就在嘴边却说不出来，和做梦时手脚不听使唤的感觉一样．”
在这个实验中，查尔斯通过磁场刺激，影响了拉赫的一部分大脑．他使用的方法叫穿颅磁力刺激法，简称TMS.TMS的工作原理非常简单：8字形线圈内短暂电流在千分之一秒内产生强磁场，它在小范围内又产生一个电场，作用于大脑表皮下几厘米的地方，从而使大脑的神经细胞反应异常．
科学家们一直致力于电磁场对大脑活动影响的研究．TMS可用来刺激运动神经，从而测试受损的大脑和脊椎，并用来治疗抑郁症．通过研究还发现大脑某个特定部位的活动，决定了某一特定的感觉和行为，这是解开大脑如何动作和思维之谜的第一步．手机振铃声刚结束时，天线附近电磁场最强，鉴于磁力对大脑的影响，科学家建议不要在振铃声结束后立即接听，应停顿几秒再接听，影响要小得多．
物理是一门实验科学，只有不断实验、实践，才能推动它不断完善、前进．阅读完以上材料，说明磁场对大脑产生了怎样的影响？在日常生活中我们应注意些什么问题？
答案磁场对大脑产生了重大影响，使大脑的神经细胞反应异常．日常生活中我们应注意远离磁场源，如变压器、高压输电线，手机振铃结束停几秒再接听．
第2节磁感应强度
要点磁感应强度定义的理解
磁场对于一切有磁性(不论宏观与微观)的物体都会产生力或力矩的作用，使这些物体的状态(这里主要指运动状态)发生改变，从而使人们可以感知磁场的存在．如带电粒子在磁场中运动时，磁力可以使粒子的运动轨迹发生偏转；载流线圈在磁场中，磁力会使线圈发生偏转；小磁针在磁场中，磁力会使小磁针的指向偏离原来地磁场南北极的方向等等．这些现象都可以被我们用来作为定义磁感应强度的依据．
本节是运用通电导线在磁场中的受力与电流元的比值来定义磁感应强度的大小B＝FIL，用小磁针静止时N极所指的方向来定义磁感应强度的方向.

1.磁感应强度B是由F、I、L三者决定的吗？
(1)在定义式B＝FIL中，通电导线必须垂直于磁场方向放置．因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关．导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同．通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零，这可能是电流方向与B的方向在一条直线上的原因造成的．
(2)磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与F、I、L无关．
(3)研究磁感应强度是分步进行的，其方向由磁针受力确定，其大小根据电流元受力来计算．通电导线受力的方向不是磁感应强度的方向．
(4)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短很短，IL称作“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．
(5)我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小，因此要把电流元放入磁场中某一点，这要求电流元要足够的短.

2.电场强度与磁感应强度有哪些异同？

电场强度磁感应强度
定义的依据①电场对电荷q有作用力F
②对电场中任一点，Fq＝恒量(由电场决定)
③对不同点，一般说恒量的值不同
④比值Fq可表示电场的强弱
①磁场对直线电流I有作用力F
②对磁场中任一点，F与磁场方向、电流方向有关．在只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时，FIL＝恒量(由磁场决定)
③对不同点，一般说恒量的值不同
④比值FIL可表示磁场的强弱

定义E＝Fq
B＝FIL

物理意义E在数值上等于电场对单位电荷作用力的大小B在数值上等于垂直于磁场方向长1m、通入的电流为1A的导线所受安培力的大小
方向是一个矢量
某点的电场强度方向就是通过该点的电场线的切线方向，也是放入该点正电荷的受力方向是一个矢量
某点的磁感应强度方向就是通过该点的磁感线的切线方向，也是放入该点小磁针N极受力方向．(实际上通电导线受力方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直)
大小可以用电场线形象地表示——切线方向表示E的方向，疏密程度表示E的大小可以用磁感线形象地表示——切线方向表示B的方向，疏密程度表示B的大小
单位1N/C＝1V/m1T＝1N/(Am)
一、磁感应强度B的定义
【例1】由定义式B＝FIL可知，磁场中某处的磁感应强度大小()
A．随IL的乘积的增大而减小
B．随F的增大而增大
C．与F成正比，与IL成反比
D．与F及IL无关，由F和IL的比值确定
答案D
解析磁场中某一点的磁感应强度是由形成磁场的磁体或电流的强度与分布情况决定的，与放入其中的电流元无关，电流元所起的作用仅仅是对磁场进行探测，从而确定该点磁场的磁感应强度，因此本题答案为D.
二、与磁感应强度相关的计算
【例2】有一小段通电导线，长为1cm，电流强度为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是()
A．B＝2TB．B≤2T
C．B≥2TD．以上情况都有可能
答案C
解析本题考查磁感应强度的定义，应知道磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流．
如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大F＝0.1N，则该点的磁感应强度为
B＝FIL＝0.15×0.01T＝2T
如果通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时的受力，垂直放置时的受力将大于0.1N，由定义式可知，B将大于等于2T.

1.下列说法中正确的是()
A．电荷在某处不受静电力的作用，则该处的电场强度为零
B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零
C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的静电力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
答案AC
解析把电荷放入某处，如果电荷没有受到静电力的作用，则该处不存在电场或该处的电场强度为零，故A对；把通电直导线放入某处，如果放置不合适，即使有磁场存在，通电直导线也不受磁场力的作用，故B错；由电场强度的定义式E＝Fq知，电场强度等于试探电荷受到的静电力F与所带电荷量q的比值，故C对；磁感应强度的定义式B＝FIL的成立是有条件的，即通电导线与磁场方向垂直，否则该定义式不成立，故D错．
2．把小磁针N极向东置于地磁场中，放手后小磁针将(从上向下看)()
A．顺时针转B．逆时针转
C．不动D．无法判定
答案B
3．下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是()
A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向
B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向
D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
答案BD
解析磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向．但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向．
4．在匀强磁场中，磁感应强度B为2×10－4T．有一根长为0.4m的通电导线(垂直于磁场方向)在磁场中受到的磁场力为0.016N，求导线中电流的大小．
答案200A
解析由于F＝BIL，所以I＝FBL＝0.0162×10－4×0.4A＝200A.

题型一磁感应强度的定义
在磁感应强度的定义式B＝FIL中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是()
A．B由F、I和L决定B．F由B、I和L决定
C．I由B、F和L决定D．L由B、F和I决定
思维步步高磁场具有什么性质？什么是磁感应强度？磁感应强度是不是由电流和受力决定的？
解析磁感应强度是磁场中某点的固有性质，与放入什么样的导线无关，电流是由导线的电阻和导线两端的电压决定的，而导线长度更是与磁场没有关系，在放入磁场前就确定了．
答案B
拓展探究如图1所示，
图1
一根长为L的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δx，若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δx，则磁感应强度B值为()
A.kΔxILB.2kΔxILC.kILΔxD.2ILkΔx
答案A
解析设不通电时，弹簧长为x，则通向右的电流时，有k(x－Δx)＝mg－BIL.通向左的电流时，有k(x＋Δx)＝mg＋BIl.解得B＝kΔxIL.
磁感应强度的定义方法是利用通电导线在磁场中的受力来进行的，要注意导线放置方向会对受力大小产生影响.
题型二磁感应强度的理解
有关磁感应强度的下列说法中，正确的是()
A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量
B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零
C．若有一小段长为L，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是FIL
D．由定义式B＝FIL可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小
思维步步高磁感应强度的定义式及定义式成立的条件是什么？定义式中各物理量之间有怎样的关系？磁场的磁感应强度是由什么来决定的？
解析磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场强弱，因此选项A是正确的；磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量，且B＝FIL中的B、F、L相互垂直，所以选项B、C、D皆是错误的．
答案A
拓展探究下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法，正确的是()
A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同
B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同
C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同
D．磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同
答案BCD
解析电场强度的方向就是正电荷受的电场力的方向，磁感应强度的方向是小磁针N极受力的方向．

B＝FIL是磁感应强度的定义式，B由磁场本身决定，而与F、I、L无关.

一、选择题
1．下列关于磁感应强度大小的说法正确的是()
A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同
D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
答案D
解析因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，所以A选项错，D选项正确．因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B选项错．对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，导线所受安培力是不相同的(导线与磁场垂直时受安培力最大，与磁场平行时受安培力为零)，而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以C选项错．
2．有检验电流元长1cm，并通以1A的电流，把它垂直于磁场方向放于磁场中的某点时，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度的大小为()
A．10TB．5TC．2TD．2.5T
答案A
解析根据F＝BIL，B＝FIL＝0.11×10－2T＝10T.
3．停在十层的电梯底板上放有两块相同的条形磁铁，磁铁的极性如图2所示．开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止状态()
图2
A．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁可能已碰在一起
B．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁一定仍在原来位置
C．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁可能已碰在一起
D．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁一定仍在原来位置
答案AC
解析两块磁铁原来静止，则磁铁所受静摩擦力大于或等于磁铁间的吸引力，当电梯突然向下开动，由于失重，最大静摩擦力会减小，当最大静摩擦力减小到小于磁铁间的吸引力时，两磁铁会相互靠近而碰在一起，故A对B错；若电梯向上开动，当电梯在最后减速运动时，磁铁同样处于失重状态，故C对D错．
4．在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受到的力也不相同．下图中的几幅图象表现的是导线所受到的力F与通过导线的电流I的关系．a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点．下列四幅图中正确的是()
答案C
解析两条相同的导线通入不同的电流先后放在磁场中的同一点，并且电流方向都与磁场方向垂直．由于磁场方向是不变的，故导线所在处的磁感应强度是确定的．根据磁感应强度的定义式，当L确定时，F∝I时，则F—I图象应是过原点的一条直线，故C对．
5．关于场的认识正确的是()
A．万有引力场中力的方向和电场中电荷受力方向是相同的
B．电场中力的方向不但与电场线的方向有关，还与受力电荷电性有关
C．磁场中受力的物体有磁体(N、S极受力不同)、运动电荷和电流，受力方向比较复杂
D．磁场的方向研究依据小磁针N极确定，大小利用电流元受力情况来确定
答案BCD
解析正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反，A错B对；磁场对电流或运动电荷的作用力方向与电流方向或电荷运动方向有关，C、D对．
6.
图3
先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直，如图3所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．下列说法中正确的是()
A．A、B两点磁感应强度相等
B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D．无法比较磁感应强度的大小
答案B
7.
图4
两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图4所示．在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上．导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是()
A．a点B．b点C．c点D．d点
答案AB
二、计算论述题
8．某地地磁场的磁感应强度大约是4.0×10－5T．一根长为500m的电线，电流为10A，该导线受到的最大磁场力是多少？
答案0.2N
解析电流处在地磁场中，根据磁感应强度的定义，只有电流与磁场垂直时，所受的磁场力最大．由公式B＝FIL可得F＝BIL.所以F＝4.0×10－5×10×500N＝0.2N.
9．磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量．
(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？
(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？
答案(1)BcosθBsinθ(2)00
解析(1)因为磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ，所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：B水＝Bcosθ；B垂＝Bsinθ.
(2)在赤道上空，因为θ＝0°，故有B垂＝0.
在极地上空，因为θ＝90°，故有B水＝0.
10．如图5所示，
图5
竖直向下的匀强磁场中，用两条竖直线悬吊一水平通电直导线，导线长为L，质量为m，通入电流I后，悬线偏离竖直方向θ角保持静止，已知导线受的磁场力方向水平，求磁场的磁感应强度．
答案mgtanθIL

解析分析导线受力，如右图所示．
根据三力平衡条件，，根据磁感应强度的定义，，得.

相关知识

《磁现象磁场》教学设计

《磁现象磁场》教学设计

一、教学目标

（一）知识与技能

1．结合实例了解简单的磁现象。

2．通过实验认识磁极，知道磁极间的相互作用。

3．通过实验认识磁场。

4．知道地磁场。

（二）过程与方法

知道利用磁感线可以用来形象地描述磁场，会用磁感线描述磁体周围磁场分布状况。

（三）情感态度和价值观

了解我国古代四大发明之一的指南针，我国古代对地磁场的认识，增强民族自豪感和使命感，进一步激发学习物理的兴趣。

二、教学重难点

本节中的磁体及磁场是后面建立电磁联系了解电磁现象的基础，通过实验知道磁体周围存在磁场，虽然看不见摸不着，但它是客观存在的，这个概念比较抽象，很难从直观的角度对磁场有感性的认识。磁场在磁体周围是实际存在的，磁极间的相互作用就是靠磁场来发生的，磁场对放入其中的磁体有力的作用。我们借助于小磁针，来了解磁体周围磁场的分布，这是通过磁场对放入其中的磁体的作用来反映磁场的，物理中有很多是利用了这种方法来研究看不见摸不着的物理量的。为了形象的表示磁体周围的磁场，可以利用磁感线来描述磁场，磁感线的引入是给磁场建立了模型，磁感线只是磁场的模型，所以磁感线在实际中是不存在的。我们利用磁感线的疏密来表示磁场的强弱；磁感线上某点的切线方向表示磁场方向。会用磁感线来描述磁体周围的磁场，在磁体的外部磁感线从磁体的N极指向S极，磁体的磁极处磁感线较密，并且磁感线不能相交，会出常见磁体周围的磁感线，如条形磁体、U形磁体等。

重点：知道磁体周围存在磁场，会用磁感线描述磁体周围的磁场状况。

难点：认识磁场的存在，用磁感线来描述磁场。

三、教学策略

可以通过实例先了解生活中的磁现象，知道磁体对含铁、钴、镍等金属的物体有吸引力，古代的指南针、现代的各种磁卡磁带都是磁体的应用。利用条形磁体吸引铁粉实验，使学生认识到磁体的磁性分布是不均匀地，磁性较强的两端叫磁极，提出两个磁极是否相同的问题。通过实验发现，当磁体悬挂自由旋转时，磁体停留的方向都是相同的，提出磁体的N、S极，通过实验得出磁极间相互作用的规律。磁体间不接触，它们的相互作用是如何发生的呢？提出磁场的猜想，如何验证磁体周围存在磁场呢？可以通过磁场的性质来研究它，磁场对放入其中的磁体会有力的作用，在磁体的周围放一些小磁针，观察小磁针静止时的指向，磁体周围磁场的方向是有规律的，从磁体的N极指向S极。为了研究磁体周围磁场的分布情况，可以在磁体周围撒一些铁粉，这些铁粉被磁化成一个个小磁体，观察铁粉的分布，为了形象的表示出磁场的分布及方向，引入磁感线的概念，根据铁粉的分布画出磁体的磁感线。最后思考指南针为什么指南？得出地球就是一个大的磁体，它的周围存在磁场，即地磁场，根据指南针的指向，判断地磁场的磁极。

四、教学资源准备

各种形状的磁体（条形磁体、U形磁体、小磁针）、细线、铁架台、小磁针若干、地球仪、铁钉、回形针、铁粉、玻璃板、磁卡、磁带、多媒体课件整合网络、实物投影等。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

创设情景

（5分钟）

播放极光的视频

古人对这种现象进行了种种猜测，直到近代，才有了科学的解释。极光的发生与地球的磁场有密切的关系。

学生观看视频，欣赏美丽的极光。知道极光与地球的磁场有关。

创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。

引入新课

（5分钟）

我国古代四大发明之一的司南是利用的是什么材料？

回忆小时候玩的磁铁能吸引什么物质？

磁铁只能吸引铁吗？指南针为什么能指南北呢？这节课我们来研究一些简单的磁现象。

学生思考回答：

司南就是现在的指南针，它主要是利用了磁铁。

磁铁能吸引铁。

增强民族自豪感。

提出问题，引入新课。

新课内容（25分钟）

磁现象

在2000多年前的春秋时期，我们的祖先就发现天然磁铁矿石吸铁的性质，现在人们利用这些磁性材料做成各种形状的磁体。

展示各种形状的磁体。

提问：磁体只能吸铁吗？

实验证明，磁体能吸引铁、钴、镍等物质。

学生利用磁铁靠近含铁及含铁的合金、回形针等，发现都能吸引。

介绍我国古代对磁的研究，增强自豪感。

你们注意到磁体吸引回形针，在位置上有什么特点？这说明什么问题？

磁体中磁性最强的两个部分叫磁极。一个磁体有几个磁极呢？这些磁极相同吗？

转动小磁针，记录当小磁针静止时的位置，有什么特点？

我们规定小磁针静止时指南的一端叫南极（S极）；指北的一端叫北极（N极）。

用一个磁体的两个磁极分别靠近小磁针的同一极。会看到什么现象？得到什么结论？

磁极间有相互作用，那么被磁体吸引的硬币为什么也能吸引正面的硬币呢？（如图）

一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫磁化。你知道生活中还有哪些磁化现象吗？磁现象在生活中有哪些应用及危害吗？

学生观察，发现回形针主要集中在磁体的两端。说明磁体的两端的磁性最强。

一个磁体有两个磁极

学生进行实验，得出结论：小磁针静止时，总是指向南北方向。

学生进行实验得出磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

学生讨论：

被吸引的硬币也成了一个小磁体，它具有磁性，所以能吸引其他硬币。

学生结合生活实例解释磁化的应用及危害。如磁带的录音、利用钢针磁化做小磁针。还有银行卡不能靠近磁体、机械手表靠近磁体后走时不准等。

培养观察思考、自学能力。

培养学生分析问题的能力。

培养学生动手实验的能力，会通过实验得出正确结论。

联系实际，贴近生活，培养分析与总结能力。

磁场

利用钓鱼线（学生不易看见）挂在两弹簧测力计的挂钩上，用力拉动，弹簧测力计有示数。如果把磁针拿到一个磁体附近，它会发生偏转。磁针和磁体间并没有接触，怎么会有力的作用呢？

磁体间的相互作用是通过磁场来发生的，磁场是看不见、摸不着的，可以通过它对其他物体的作用来认识。磁场的能对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用都是通过磁场发生的。我们就通过这种作用来研究磁场，在前面的学习中还有哪些利用了类似的方法？

揭秘弹簧测力计间是通过钓鱼线来作用的，那么磁体间也存在某种物质，使磁体间有相互作用。

学生回忆：

电流使电灯发光，空气流动形成的风等

利用类比的方法引入磁场的概念。

强调物理方法，善于总结。

实验：研究磁体周围的磁场方向。

在桌面上放一些小磁针，观察小磁针的N极指向，在中间放入一条形磁体，观察小磁针N极的指向，并记录下来。

物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向。白纸上记录的就是该点的磁场方向，那么磁体周围的磁场是如何分布的呢？

学生进行实验，白纸上摆一些小磁针，静止时，小磁针均指南北，在中间放一条形磁体，发现小磁针发生偏转，在白纸上记录小磁针的位置及N极的指向。

知道物理中会使用一些人为的规定使物理研究简便化。

磁感线

小磁针方向发生改变是由于受到磁体磁场的作用，在磁体周围放置的小磁针越多、越小，就能越清晰地看出磁场的分布。

演示实验：

在玻璃板上均匀地撒上一些铁屑，把玻璃板放在条形磁体上，然后轻敲玻璃板。

将一些小磁针放在铁屑排列的一条曲线上。

提出问题：小磁针所在位置就是磁场方向就是N极所指方向。有没有办法来形象、直观地描述磁体周围的磁场？

在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线切线方向都跟该点的磁场方向一致，这样的曲线就叫磁感线。

利用类似的方法让学生画出U形磁体周围的磁感线。

练习：标出图中A点小磁针静止时N极所指方向及磁体的磁极；画出图中的磁感线。

讨论：（1）磁场是实际存在的，磁体周围存在磁感线吗？

（2）为什么利用磁感线可以表示磁体周围的磁场？

（3）磁感线会相交吗？

学生观察实验：

铁屑有规则地排成一条条曲线。

现象：小磁针的N极指向一致沿着曲线的切线方向。

可以在磁场中沿着铁屑的痕迹画出曲线，曲线上某点的切线方向就是磁场方向。

学生画出条形磁体的磁感线。

学生完成练习题

学生讨论：

（1）磁场是实际存在的，磁体周围不存在磁感线。

（2）磁感线只是用来表示磁体周围磁场的假想曲线，利用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。

（3）磁体周围某一位置磁场只有一个方向，如果磁感线在此处相交，则该点就可以表示出两个不同方向的磁场，所以磁感线不能相交。

结合实验，给磁场建立模型。

利用模型法研究磁体的磁场。

培养学生动手能力，物理知识应用能力。

对磁场和磁感线的总结，加深对磁场的认识。

地磁场

阅读课本，思考：

（1）我国古代四大发明之一的指南针为什么能够指南北呢？它肯定受到了力的作用，谁对它施加了力呢？

（2）指南针在地球的大部分地区都能指南北，地球相当于一个大的条形磁体，你能根据指南针的方向来画出来地磁场的磁感线吗？

（3）地理的两极和地磁场的两极重合吗？这一发现最早是由谁记述的？

学生阅读课本中的“地磁场”的相关内容，得出结论：

（1）地球周围存在磁场，使指南针指南北。

（2）学生确定地磁场的磁极，画出地磁场的磁感线。

（3）地球南北极与地理的南北极不重合，它们略有偏离，世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者沈括。

通过对指南针的分析、磁偏角的介绍，再次强化对情感态度和价值观的培养。

总结（5分钟）

课堂小结：

1.通过这节课你学到了什么？

2.磁极间的相互作用规律。

3.磁极间为什么有相互作用？如何形象的表示出磁体周围的磁场？

4.指南针为什么能指南？

拓展：两根外形完全相同的钢棒，其中的一根有磁性，另一根无磁性。没有别的器材，你如何把它们区别开来。

学生梳理本节课知识内容。

1.本节主要学习了磁现象及磁场，磁体周围存在磁场。

2.同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

3.磁体周围存在磁场，利用磁感线可以表示磁场的强弱和方向。

4.地球是一个巨大的磁体，使指南针受到磁力作用而指南。

培养学生总结归纳的能力

利用物理方法解决实际问题，加强理论联系实际。

作业布置

1.完成《动手动脑学物理》第2题。

2.利用缝衣针、磁铁等器材自制指南针。

按要求完成。

知识巩固。

第一节磁现象和磁场

经验告诉我们，成功是留给有准备的人。作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐，帮助高中教师更好的完成实现教学目标。所以你在写高中教案时要注意些什么呢？以下是小编为大家收集的“第一节磁现象和磁场”仅供参考，希望能为您提供参考！

第一节磁现象和磁场

一．教学目标（一）知识与技能

1．了解磁现象，知道磁性、磁极的概念。2．知道电流的磁效应、磁极间的相互作用。3．知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的.知道地球具有磁性。（二）过程与方法

利用类比法、实验法、比较法使学生通过对磁场的客观认识去理解磁场的客观实在性。

（三）情感态度与价值观

通过类比的学习方法，培养学生的逻辑思维能力，体现砂现象的广泛性

二．重点与难点：

重点：电流的磁效应和磁场概念的形成

难点：磁现象的应用

三、教具：多媒体、条形磁铁、直导线、小磁针若干、投影仪

四、教学过程：

（一）引入：介绍生活中的有关磁现象及本章所要研究的内容。在本章，我们要学习磁现象、磁场的描述、磁场对电流的作用以及对运动电荷的作用，知识主线十分清晰。本章共二个单元。第一、二、三节为第一单元；第四~第六节为第二单元。

复习提问，引入新课［问题］初中学过磁体有几个磁极？［学生答］磁体有两个磁极：南极、北极.［问题］磁极间相互作用的规律是什么？［学生答］同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.［问题］两个不直接接触的磁极之间是通过什么发生相互作用的？［学生答］磁场.［过渡语］磁场我们在初中就有所了解，从今天我们要更加深入地学习它。

（二）新课讲解-----第一节、磁现象和磁场

1．磁现象

（1）通过介绍人们对磁现象的认识过程和我国古代对磁现象的研究、指南针的发明和作用来认识磁现象

（2）可以通过演示实验(磁极之间的相互作用、磁铁对铁钉的吸引)和生活生产中涉及的磁体(喇叭、磁盘、磁带、磁卡、门吸、电动机、电流表)来形象生动地认识磁现象。

【板书】磁性、磁体、磁极：能吸引铁质物体的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体，磁体中磁性最强的区域叫磁极。

2．电流的磁效应

（1）介绍人类电现象和磁现象的过程。

（2）演示奥斯特实验：让学生直观认识电流的磁效应。做实验时可以分为四种情形观察并记录现象：水平电流在小磁针的正上方时，让电流分别由南向北流和由北向南流；水平电流在小磁针的正下方时，让电流分别由南向北和由北向南流。在认识电流的磁效应的同时，也为地磁场和通电直导线的磁场的教学埋下伏笔，也可以留下问题让学生思考。

了解电流的磁效应的发现过程，体现物理思想(电与磁有联系)和研究方法(奥斯特实

验)，认识到奥斯特实验在电磁学中的重要意义(打开了电磁学的大门)，为后来法拉第的研究工作(电能生磁、磁也可以生电)奠定了基础。

【板书1】磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.（与电荷类比）【板书2】电流的磁效应：电流通过导体时导体周围存在磁场的现象(奥斯特实验)。

3．磁场

演示：磁场对电流的作用，电流与电流的作用，类比于库仑力和电场，形成磁场的概念，应说明磁场虽然看不见、摸不着，但是和电场一样都是客观存在的一种物质，我们可以通过磁场对磁体或电流的作用而认识磁场。

【板书1】磁场的概念：磁体周围存在的一种特殊物质（看不见摸不着，是物质存在的一种特殊形式）。【板书2】.磁场的基本性质：对处于其中的磁极和电流有力的作用.【板书3】磁场是媒介物：磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的。

4．磁性的地球

明白地理的南北极和地磁的南北极的区别，了解磁偏角，介绍沈括对磁偏角的研究。用一个条形磁铁来模拟地磁场，说明小磁针静止时为什么会指向地理的南北极。

【板书1】地球是一个巨大的磁体，地球周围存在磁场---地磁场。地球的地理两极与地磁两极不重合（地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近），其间存在磁偏角。

地磁体周围的磁场分布情况和条形磁铁周围的磁场分布情况相似。

宇宙中的许多天体都有磁场。月球也有磁场。

（三）对本节知识做简要的小结

（四）巩固新课：1。让学生复习课本内容。

2。指导学生阅读STS

3。完成问题与练习（作练习）

磁场 磁感线

一名优秀的教师就要对每一课堂负责，作为教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，帮助教师提前熟悉所教学的内容。那么怎么才能写出优秀的教案呢？下面是小编为大家整理的“磁场 磁感线”，相信您能找到对自己有用的内容。

教学目的：

1、复习初中所学有关磁场知识（磁场的作用、磁感线）

2、知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的

3、知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管的磁感线分布情况

4、理解安培定则（左手螺旋定则）

能力目标：通过小组合作研究，培养学生的团结协作能力，观察、分析和综合能力，使学生尝试、了解科学研究的基本方法

重点：通过学生探究，老师讲解，弄清条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管磁感线分布情况

难点：理解安培定则

教学方法：通过学生探究，教师演示实验，多媒体展示，使学生了解各种磁场的磁感线分布情况，理解安培定则

课时数：一课时

教学过程（）：

一、复习巩固初中已学过磁场的有关知识：

磁铁有N、S两极，同名磁铁相互排斥，异名磁铁相互吸引

磁铁间的相互作用是通过磁场发生的

磁铁在周围空间激发磁场，磁场是一种物质

磁场的强弱，磁场在各点的方向形象地用磁感线来表示

[回顾练习]

用磁感线形象地描述条形磁铁、蹄形磁铁所激发的磁场

[引导回忆]

磁感线有以下特点：

1、磁感线的疏密表示各点磁场强弱，磁感线在某点的切线方向即为该点的磁场的方向，也是小磁针在该点的N极指向

2、磁感线在空中不相交

3、磁铁外部磁感线方向是：N→S

※磁铁内部也有磁场，其磁感线方向：S→N

磁铁内部、外部磁感线条数一样多，磁感线是闭合曲线

二、讲解新课

1、引入新课：磁铁能够激发磁场，使小磁针发生偏转。电和磁有许多相似之处，电流是否能在周围空间激发磁场，使小磁针发生偏转呢？

[探究课题]研究电流周围是否存在磁场

器材：小磁针一个、电池一节、导线一根、橡皮擦一个（自备）

探究方式：分组研究、观察、讨论

现象：通电时，小磁针发生了偏转

[多媒体展示]奥斯特实验

结论：电流能在周围空间激发磁场，并对磁极产生作用

2、讲解磁极对电流的作用

[演示实验]演示磁极对电流的作用

实验器材：电池两个、线圈、蹄形磁铁、电键、导线、铁架台（带铁夹）

现象：通电后，静止的线圈在磁极中发生了摆动

结论：磁极对电流可以产生力的作用（通过磁场）

3、讲解电流和电流的相互作用

[多媒体展示]两条平行直导线，当通以同向或反向电流时，两导线间相互作用

※为了使实验现象更直观，便于观察，两平行直导线用锡箔纸圆筒代替

现象：通以同向电流时，它们相互吸引

通以反向电流时，它们相互排斥

结论：电流和的电流之间可以通过磁场产生相互作用

[小结]磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都可以通过磁场发生相互作用；磁极和电流都可以在周围空间激发磁场。

4、讲解各种磁场的方向、磁感线

初中主要讲解了条形磁铁、蹄形磁铁周围磁场，本节课继续讨论电流激发的磁场，研究电流激发的磁场的磁感线方向和电流方向间关系。

a：直线电流的磁场：

[多媒体展示]进一步分析奥斯特实验

直线电流的磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。

安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向即为磁感线的环绕方向。

b：环形电流的磁场：

[探究课题]研究环形电流内部、外部磁感线方向和环形电流方向关系。

器材：小磁针一枚、电池一节、导线一根、橡皮擦一个（自备）

探究方式：分组研究、教师引导分析

现象：通电后，小磁针会发生偏转，环形导线内部和外部小磁针偏转方向相反。

安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。

c：通电螺线管的磁场：

[多媒体展示]螺线管通电后，螺线管上、中、下部的小磁针偏转情况。

通电螺线管的磁感线和条形磁铁的磁感线类似

外部是从北极出来，进入南极；内部磁感线跟螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极

内部、外部磁感线相连，形成环绕电流的闭合曲线

安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。

[小结]不仅磁铁可在周围空间激发磁场，电流也可在周围空间激发磁场，电流的方向和磁感线的方向关系用安培定则判断。

三、练习

[讨论]通电螺线管通电后，螺线管长度和通电前相比，有无变化？如何变化？

磁场磁感线

俗话说，凡事预则立，不预则废。作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容，减轻高中教师们在教学时的教学压力。怎么才能让高中教案写的更加全面呢？急您所急，小编为朋友们了收集和编辑了“磁场磁感线”，欢迎阅读，希望您能阅读并收藏。

磁场磁感线

教学目标
知识目标

1．了解磁场的产生和磁现象．

2．理解磁场的方向性，知道用磁感线反映磁场的方向．掌握直线电流、环形电流和通电螺线管产生磁场的磁感线空间分布情况．

3．掌握安培定则，并能用安培定则熟练地判定电流、以及电流产生的磁场方向．
能力目标

1．通过磁场现象的学习，培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力．

2．利用电场和磁场的类比教学，培养学生的比较推理能力．
情感目标

1．让学生了解我国古代对磁现象的研究（如指南针的发明），培养学生爱国主义思想，鼓励他们学习科学的热情．

2．通过对磁感线的引进，使得学生了解如何将抽象的概念转化为形象的模型进行研究的方法．
教材分析
由于学生在初中时已经对磁场概念有了初步的了解，又由于前面学习了电学的有关知识，因此在学习磁场知识时会比较容易的接受．但是在学习用磁感线来描述磁场以及相关的几个特殊磁场的磁感线分布时会感到一定的困难，教材给了有关的插图，在“媒体资料”中，提供了相关的磁感线分布的三维动画，教师可以参考使用，有助于学生对磁感线空间形象的准确把握．
教法建议
教师在讲解磁场的有关概念时，可以参考电场的相关内容进行类比，如：电场线描述电场──磁感线描述磁场．在以后几节的学习上，可以大量采用这种方法，分析电场与磁场的相同之处，找出不同，帮助学生加深对“磁场”这一抽象概念的理解．
--示例
第一节磁场磁感线
一素质教育目标
（一）知识教学点

1．了解磁场的产生和磁现象．

2．理解磁场有方向性，知道用磁感线反映磁场的方向．

3．能用安培定则熟练地判定电流磁场的方向．

4．掌握常见几种磁场的磁感线分布情况．
（二）能力训练点

1．通过观察演示实验，培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力．

2．利用电场和磁场的类比教学，培养学生的比较推理能力．
（三）德育渗透点

1．了解我国古代对磁现象的研究（如指南针的发明），培养学生爱国主义思想，鼓励他们学习科学的热情．

2．通过引进虚拟的磁感线教学，对学生进行物理问题变抽象为形象的方法论教育．
（四）美育渗透点

让学生体会磁感线图像的对称美、形式美．
二学法引导

1．教师采用演示实验法引入，直观教学、利用电场对比教学．

2．学生认真观察实验现象，理解磁场的存在，类比电场理解磁场的性质及磁场的描绘．
三重点、难点、疑点及解决办法
1．重点

（1）理解磁场的基本性质──力的作用和方向性．

（2）掌握安培定则及常见几种磁场的磁感线分布．

2．难点

磁场的空间分布与磁感线的对应联系．

3．疑点

（1）看不见、摸不着的磁场是客观存在的．

（2）描绘磁场的磁感线是虚拟的曲线．

4．解决办法

（1）通过演示实验，直观地反映磁场的存在，突破本节教学的重点和疑点．

（2）利用与电场的对比教学，帮助学生理解几种常见磁场磁感线的空间分布．
四课时安排

1课时
五教具学具准备

条形磁铁；蹄形磁铁；小磁针；导线和开关；电源；铁架台；细铁屑；玻璃板．
六师生互动活动设计
1．教师先演示实验．直观引入磁场的存在，再通过实验演示，学生思考总结磁极之间、电流之间、电流与磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的．通过类比电场、演示实验使学生理解磁感线的意义及分布规律．
2．课外组织学生阅读材料“电流磁效应的发现”深化对磁场的认识．

利用课外时间，要求学生做一做“验证环形电流的磁场方向”实验．
七教学步骤
（一）明确目标

（略）
（二）整体感知
本节的教学分为两部分：1、理解磁场客观存在．电磁极间相互作用，推理磁场的客观存在，由演示实验进一步得出电流周围也存在着磁场，磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间发生相互作用都是通过磁场来传递的、2、对磁场进行描述、通过演示实验得出磁场是有方向性的，用磁感线可以形象地描述磁场的方向性，通过演示实验形象直观显示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线、电流的磁场的磁感线可用安培定则来反映．
（三）重点、难点的学习与目标完成过程
1．引入新课

我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在战国末年就有磁铁的记载，我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一，指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献．在现代生活中，利用磁场的仪器或工具随处可见，如我们将要学习的电流表、质谱仪、回旋加速器等等．进入21世纪后，科技的发展突飞猛进，一日千里，作为新世纪的主人，肩负着民族振兴的重任，希望同学们勤奋学习，为攀登科学高峰打好扎实的基础．今天，我们首先认识磁场．

2．磁场的产生
在玻璃板上放两辆小车，小车上各放置一条形磁铁，通过演示实验（如图）观察到，磁体同名磁极相斥，异名磁极相吸，且不需要接触就可以发生力的作用，显然这一力是场力，但磁铁并不带电，不存在电场，它就是另一种场──磁场、磁体周围存在着磁场，常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场、除磁体周围有磁场外，丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场、观察演示实验（如图）看出，当通入电流时，小磁针转动，说明电流周围也有磁场、磁极与磁极之间、电流与磁极之间、电流与电流之间通过演示实验看出都会发生相互作用，这种作用都是通过磁场这种特殊物质发生作用的．

3．磁场的性质

在磁铁周围的不同位置放置一些小磁针，发现小磁针静止时，指向各不相同如图所示，这表明磁场中不同位置力的作用方向不同，因此磁场具有方向性．

与电场对比，在电场中，我们利用检验电荷的受力情况来反映电场的方向性，规定正电荷受的电场力方向为电场方向．

在磁场中，我们利用小磁针来规定磁场的方向，规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．

4．磁感线

为了形象地反映电场的方向性，我们引进了电场线的概念．同理，在研究磁场时，我们引进磁感线来反映磁场的方向性，磁感线是一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同（即为小磁针的北极指向）．利用磁感线，我们就可以比较直观地描述磁场的方向性．

不同的磁场，磁感线的空间分布是不一样的，常见的磁场的磁感线空间分布情况如下：
（1）条形磁铁的磁场

取一块玻璃板，在其上面撤上碎铁屑，下面放条形磁铁，轻轻敲击玻璃板，碎铁屑等效于无数个小磁针，形象地显现出磁场的方向，即为磁感线的平面分布情况（如图），所以条形磁铁的磁感线分布如图．
（2）蹄形磁铁的磁感线分布情况见图．
（3）电流磁场的磁感线分布情况见图．

a．通电直导线电流磁场（用右手螺旋定则判定）．

b．通电环形电流磁场（用右手螺旋定则判定）．
（4）磁感线的特点

a．磁感线是不相交的封闭曲线．

b．磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向．

c．磁感线的疏密可以反映磁场的强弱．
（四）总结、扩展

1．磁体周围，电流周围都有磁场，磁场是物质存在的一种形式，其性质是对放入其中的电流和磁体有力的作用．

2．磁场是有方向性的，可用磁感线直观形象地反映常见磁场的方向，但须注意磁感线是虚拟的曲线．

3．通电螺旋管内部的磁感线是平行轴线分布的．其外部磁感线由N极出发至S极，其内部是由S极重新回到N极的封闭曲线，所以螺旋管内部磁感线最密、磁场最强．
八布置作业
九板书设计
第一节磁场

一磁场的产生

1．磁场的客观存在．

2．磁场的产生．

（1）磁体周围．（2）电流周围．

3．磁场的基本性质──力的作用．

二磁场的方向

1．规定小磁针静止时北极的指向为磁场方向．

三磁感线

1．磁感线的概念．

2．常见几种磁场的磁感线分布．

3．电流磁场的磁感线可用安培定则判定．

文章来源：//m.jab88.com/j/38941.html

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