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磁现象与磁场
在日常生活中，我们经常接触到磁铁，磁铁吸引铁磁性物质并产生各种有趣的
现象。
这些现象背后是由磁场引起的，磁场是一种物质周围的特殊区域，对周围物质具有一定的作用力。
本文将探讨磁现象与磁场的关系，包括磁极、磁感线和地磁场。
磁极
磁铁有两个极，分别是磁北极和磁南极。
用一条磁针悬挂起来，磁针的一端总
是指向地球上的北极，这一端被称作地球的磁南极，而指向地球的南极的一端则称作地球的磁北极。
如果将一根稳定磁位的杆状磁体悬挂起来，它的一个端点会指向地理的北极，另一端会指向地理的南极，这表明磁极与地理极不完全一样。
磁感线
当一个磁体在磁场中时，周围空间就会布满磁感线。
磁感线是用来表示磁场在
空间中分布的方向和密度的线。
磁感线一般是从磁北极指向磁南极，磁感线之间不会相交，这表明磁场是一个连续的场。
地磁场
地球本身也有一个巨大的磁场，这就是地磁场。
地磁场是地球外部磁场的结果，它是由地球内部的熔融金属外核（主要是铁和镍）对地球自转的影响而产生的。
地磁场对我们的生活有很大的影响，比如指南针就是根据地磁场的方向来指示方向的。
总的来说，磁现象与磁场是一个非常有趣而又复杂的物理现象。
磁极、磁感线
和地磁场是其中重要的概念，它们对我们的日常生活和科学研究都具有重要意义。
通过深入学习与了解磁现象与磁场的关系，我们可以更好地理解周围的自然现象，并且在实际运用中取得更好的效果。
人教版高中物理新教材必修三第十三章《电磁感应与电磁波初步》第一节《磁场磁感线》【课标分析】在《普通高中物理课程标准(2017 年版 2020 年修订) 》中，本节《磁场磁感线》属于课程内容必修课程中“电磁场与电磁波初步”主题之下。
《普通高中物理课程标准(2017 年版 2020 年修订)》中对本节的内容要求为：“能列举磁现象在生产生活中的应用。
了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。
关注与磁相关的现代技术发展。
通过实验，认识磁场。
会用磁感线描述磁场。
体会物理模型在探索自然规律中的作用。
”，学业要求为：“能用磁感线模型分析磁场中比较简单的问题，并得出结论。
在分析和论证过程中，能使用证据说明自己的观点。
”【教材分析】本节内容包括磁场和磁感线两部分。
教科书在初中知识的基础上进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系，引导学生对事物之间的内在联系有更深刻的思考，并进一步强化“场”的研究方法。
本节内容作为《电磁场与电磁波初步》单元的开篇，是单元学习活动的基础，理清课时学习思路，明确课时学习任务，使后续的学习更有针对性和目的性。
本节有大量的物理学史内容，体现了重要的科学思想方法，是丰富的科学方法和人文教育结合的好素材。
可以结合演示实验，对初中知识复习概括并从科学与人文两个角度提升认识，为后续学习打下基础。
磁感线、几种常见的磁场的磁感线分布是基本的重要知识，有助于学生了解物理模型在人探索自然规律中的作用。
由于磁感线的分布不是平面的，而是空间的，应该通过演示实验来加深认识，有条件的情况下可以让学生分组实验。
教学中应注意培养学生的空间想象力，使学生形成经典物理的物质观、运动观和相互作用观等物理观念，并能用这些观念解释自然现象和解决实际问题。
在真实情境任务“小磁针怎样才能偏转”的引领下，本节重点解决的问题是如何科学地描述磁场。
从真实情境出发，以解决问题为目标，遵循科学描述运动的方法，建立磁感线模型逐步深入认识直线电流、环形电流的磁场，并在运用所学的过程中生成新的问题，为下一课时任务做好铺垫。
考点6 地磁场地磁场（选修3—1第三章:磁场的第一节磁现象和磁场)★★★○○1、地磁场：地球是一个大磁体，因为在地球表面的小磁针都有一定的指南北的性质。
2、地理的北极附近是地磁的南极（S极）,地理的南极附近是地磁的北极（N极)，如下图所示。
3、地磁的两极与地球上地理的两极并不重合,而是有一定的偏角，这个偏角叫做磁偏角，是我国科学家沈括最早发现并记录在他的著作《梦溪笔谈》里。
地磁的两极与地球上地理的两极并不重合，地磁的方向是东南至西北方向，与地理的子午线的夹角就是磁偏角；各地的磁偏角有所不同，一般都在3°~5°左右.1、如图所示，中国古代的四大发明之一“司南"在地磁场的作用下具有指向性．下列关于司南的说法正确的是(）A．司南是用金属铜制成的勺子,放在刻有方位的磁盘上,当它静止时，勺柄指南B．司南是用金属铜制成的勺子，放在刻有方位的磁盘上，当它静止时，勺柄指北C．司南是用天然磁石制成的勺子，放在刻有方位的铜盘上，当它静止时,勺柄指南D．司南是用天然磁石制成的勺子，放在刻有方位的铜盘上，当它静止时，勺柄指北【答案】C【精细解读】由于“司南”在地磁场的作用下具有指向性，故“司南”是一个磁体，不可能用铜制作,选项AB错误;当它静止时，勺柄指的是南方，故选项C正确，D错误。
1、（福建省惠安惠南中学2017—2018学年高二10月月考）下列关于地磁场的描述中不正确的是：（）A. 指南针总是指向南北，是因为受到地磁场的作用B. 观察发现地磁场的南北极和地理上的南北极并不重合C。
赤道上空的磁感线由北指南D。
地球南、北极的相当地磁场的北极和南极【答案】C2、（多选）地球具有磁场,宇宙中的许多天体也有磁场，围绕此话题的下列说法中正确的是：（）A。
地球上的潮汐现象与地磁场有关B。
太阳表面的黑子、耀斑和太阳风与太阳磁场有关C. 通过观察月球磁场和月岩磁性推断，月球内部全部是液态物质D. 对火星观察显示，指南针不能在火星上工作【答案】BD【精细解读】地球上的潮汐现象与太阳、月亮相对于地球的位置有关，与地球的磁场无关,故A错误；3、一个地质工作者在野外进行地质考察时，发现在某一山脚附近随身携带的指南针指向发生异常，他经过改换位置，指南针仍然出现异常，由此他断定该山峰处存在铁矿藏．你认为他是根据什么下的结论？【答案】见解析；【精细解读】铁矿石中的磁铁矿(主要成分Fe3O4）具有磁性，而该山附近指南针指向异常，说明磁场发生了异常,这一异常很可能是由磁铁矿引起的，由此可判定附近有铁矿藏.每道试题20分，总计100分1、（河北省定州中学2017届高三下学期开学考试)地球的地理两极与地磁两极并不完全重合，它们之间存在磁偏角，首先观测到磁偏角的是A. 意大利航海家哥伦布B. 葡萄牙航海家麦哲伦C。
九年级物理全册第20章第1节《磁现象磁场》教案（新版）新人教版一、教学目标1．知识与技能：1）知道磁体周围存在磁场。
2）知道磁感线可用来形象地描述磁场，知道磁感线的方向是怎样规定的。
3）知道地球周围有磁场以及地磁场的南、北极。
2．过程与方法：1）观察磁体之间的相互作用，感知磁场的存在。
2）通过观察磁体间的相互作用，提高学生的实验操作能力，观察、分析能力及概括能力。
3）通过感知磁场的存在，提高学生分析问题和抽象思维能力，使学生认识磁场的存在，渗透科学的思维方法。
3．情感态度和价值观：1）通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就，进一步提高学习物理的兴趣。
2）通过感知磁场的存在，知道磁感线和地磁场，使学生养成良好的科学态度和求是精神，帮助学生树立探索科学的志向。
二、教学重点1.知道磁铁的指向性和磁极间的相互作用。
2.知道什么是磁场、磁感线、地磁场和磁化。
三、教学难点1.磁场和磁感线的认识。
2.被磁化的钢针磁极的判断。
四、教学器材条形、蹄形磁体，铁、钴、镍片，铁屑，钢针，投影仪，投影片，挂图，微机，大头针，铁架台，细线，有关磁性材料的实物，图片（有些实验器材可布置学生自己准备），小磁针。
五、教学过程（一）引入这是一个朋友在瑞典北部城市科罗娜（KIRUNA）旅游时拍到的照片，你知道这是什么自然现象吗？这就是传说中的极光，它是绚丽的、多变的、神秘的。
长久以来、人们除了感叹极光的美丽，也在不停的寻找极光出现的原因，国内外也有很多关于极光的神话传说。
随着科技的进步，人们才研究发现，这钟现象是和地球的磁场有着密切的关系的。
这节课我们就来认识磁现象。
（二）新课进行1．磁现象在小学的时候中，我们就了解了简单的磁现象，同学们回忆一下，有哪些现象？学生发言，教师可以适时补充。
例如磁铁能吸引铁；指南针可以指南北，帮助人们辨别方向；小磁针指南北；两磁铁可以相吸，其中一个换另一头就相斥等等。
磁现象与生产生活密切相关，具有较高的科学研究价值。
第1节磁场磁感线课程内容要求核心素养提炼1．认识电和磁的联系，知道磁场的概念．2．掌握用磁感线描述磁场的方法．3．掌握用安培定则判断三种电流磁场的方向．1．物理观念：磁场、磁感线、安培定则．2．科学思维：用安培定则判断磁场的方向．一、电和磁的联系1．磁体总存着两个磁极．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．2.1820年4月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．二、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．[判断](1)奥斯特实验说明了电流可以产生磁场．(√)(2)单独一个带电体可以只带正电荷，同样单独一个磁体可以只有N极．(×)(3)磁场的基本性质是对磁极或电流有力的作用．(√)三、磁感线1．小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向．2．沿磁场中的细铁屑画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线叫作磁感线．3．在磁体的两极，磁感线较密，表示磁场较强．四、安培定则甲1．通电直导线：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．(如图甲)2．环形电流：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向．(如图乙)乙丙3．通电螺线管：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，伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部磁场的方向．(如图丙)[思考]通电的螺线管相当于一个条形磁铁，一端是N极，另一端是S极，把一个小磁针放入螺线管内部，小磁针的N极指向螺线管的哪端？提示小磁针N极的指向是N极受到磁场力的方向，N极受力的方向是该位置的磁感线的方向，在螺线管内部，磁感线方向由S极指向N极．所以小磁针的N极指向螺线管的N极．探究点一磁场和电与磁的联系奥斯特实验：南北方向的直导线放置在小磁针上方，给直导线通电．观察实验现象．(1)导线通电后观察到什么现象？(2)导线仍为南北方向，但让电流方向相反．你观察到磁针转动方向又如何？(3)实验现象说明了什么问题？提示(1)导线通电后发现小磁针转动了．(2)电流反向时，小磁针转动方向相反．(3)实验现象说明了通电导线周围存在磁场，磁场对小磁针有力的作用．奥斯特实验发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系．1．磁场存在：磁体的周围存在磁场，通电导体周围也存在磁场．2．物质性：磁场虽然不是由分子、原子组成的，但是它是客观存在的，具有物质的属性，因此它是一种比较特殊的物质．3．方向性：磁场是有方向的，磁场中某一点磁场的方向，为小磁针位于该点时小磁针N极的受力方向或小磁针静止时N极所指的方向．4．磁场的性质：磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力的作用．一位同学设计实验以验证奥斯特实验的结论，以下操作及判断正确的是()A．让电流由东向西流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向南方B．让电流由东向西流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向北方C．让电流由北向南流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向东方D．让电流由北向南流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向西方C[受地磁场的影响，小磁针静止不动时指南北方向，当电流由东向西流过水平放置的直导线时，直导线下方的磁场与地磁场方向相反，则小磁针静止不动或轻拨一下后转动180°而静止，故选项A、B错误；当电流由北向南流过水平放置的直导线时，直导线下方的磁场方向由西向东，故小磁针的N极指向东方，选项C正确，选项D错误．] [题后总结]在导线不通电时，小磁针开始的指向是奥斯特实验成功的关键．[训练1]在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是()A．导线沿南北方向放置，使磁针在导线的延长线上B．导线沿东南方向放置，使磁针在导线的延长线上C．导线沿南北方向放置在磁针的正上方D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方C[把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的小磁针的正上方，通电时小磁针发生明显的偏转，是由于南北方向放置的电流的正下方的磁场恰好是东西方向．故选项C 正确，选项A、B、D错误．]探究点二磁感线和电流周围的磁场如图所示的通电螺线管内部有一小磁针，关于其内部小磁针静止时N极的指向，甲认为“螺线管的右端相当于N极，故小磁针静止时右端为S极”，乙认为“由于螺线管内部磁感线方向由左向右，小磁针静止时N极指向与磁场方向相同，故右端是N极”，你认为谁的看法正确？提示乙的看法正确．因“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”只适用于磁体外部的作用情况，而小磁针静止时N极的指向与磁场方向相同在任何情况下都适用．1．磁感线的特点(1)磁感线是为了形象地描述磁场而假想出来的有方向的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线．(2)磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越强，磁感线越疏的地方表示磁场越弱．(3)磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向．(4)磁感线是闭合曲线，不相交，不相切，也不中断．(5)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极．2．三种常见的电流的磁感线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，磁场越弱环形电流内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏通电螺线管内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极；外部类似条形磁铁，方向由N极指向S极下列关于电场线和磁感线的说法正确的是()A．电场线越密的地方，同一电荷的电势能越大B．电场线方向一定与电荷受力方向相同C．磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D．磁感线是闭合曲线，而静电场中电场线不是闭合曲线D[选项A错误：电场线密的地方电场强度E大，电场强度E大的地方电势不一定高，同一电荷的电势能不一定大．选项B错误：电场线上每点的切线方向表示该点电场强度方向，正电荷的受力方向与电场线方向相同，负电荷的受力方向与电场线方向相反．选项C 错误，选项D正确：磁感线是闭合曲线，磁感线在磁体的外部从N极出发回到S极，内部从S极到N极；而静电场中电场线是从正电荷到负电荷，不是闭合曲线．]如图所示，a、b是直线电流的磁场，c是环形电流的磁场，d、e是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．解析利用右手螺旋定则，已知电流的方向可判定磁场的方向，也可以通过磁场的方向来确定电流的方向．图a，已知磁场的方向为顺时针方向，则电流垂直纸面向里；图b，电流右侧的磁场方向向外，左侧的磁场方向向里，则电流的方向向下；图c，环形电流从左侧流入，从右侧流出，所以磁场的方向向下；图d，利用右手螺旋定则可以确定螺线管内的磁场的方向向右；图e，螺线管中上边的电流方向向外，下边的电流方向向里，利用右手螺旋定则可以确定螺线管内的磁场的方向向右．答案见解析图[题后总结]利用右手螺旋定则既可由电流的方向判定磁场方向，也能由磁场方向判断电流的方向和线圈的绕法．对于一个通电螺线管，只要知道电流的方向、线圈的绕法、螺线管的N、S极这三个因素中的任意两个，我们就可以根据安培定则判断出另一个．[训练2]关于磁场和磁感线，下列说法正确的是()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北极出来，回到南极，所以磁体内部不存在磁场，也画不出来A[磁场是客观存在的物质，磁感线是假想曲线，故选项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，故选项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，故选项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，故选项D错误．][训练3]如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，侧旁小磁针N极的最终指向为()A．平行纸面向右B．平行纸面向左C．垂直纸面向里D．垂直纸面向外D[根据安培定则可知通电直导线右边的磁场垂直纸面向外，小磁针N极受到的磁场力向外，S极向里，则最终N极垂直纸面向外，选项D正确．]。
