高中物理选修3-1物理磁场

新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3-1
第三章 《磁场》
3.1《磁现象和磁场》



（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，体现磁现象 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
ABCD ）
A．磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电 流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场 力F与I、L的乘积的比值
B．一小段通电导线放在某处不受磁场力作用， 则该处一定没有磁场
C．一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力 比放在B处大，则A处磁感应强度比B处的磁感 应强度大
D．因为B =F/IL，所以某处磁感应强度的大小 与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比
F
IL
F I
精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向垂直时， 它受力的大小既与导线的长度L 成正比，又与导线中 的电流I 成正比，即与I和L的乘积 IL 成正比。
（1）同一磁场中 F
IL ，比值F/IL为恒量；
（2）不同磁场中，比值F/IL一般不同;
磁感应强度 1、定义： 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场 力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应 强度 2、定义式： 3、单位：

工具
必考部分 选修3-1 第八章 磁场
栏目导引
(3)磁感线的疏密表示磁场的 强弱 磁感线的疏密表示磁场的 较强，磁感线较疏的地方磁场较弱． 较强，磁感线较疏的地方磁场较弱．
， 磁感线较密的地方磁场
(4)磁感线上任何一点的 切线方向 ，都跟该点的磁场 磁感应强度 磁感线上任何一点的 都跟该点的磁场(磁感应强度 磁感应强度) 方向一致． 方向一致． (5)磁感线不能 相交 ，也不能相切． 磁感线不能 也不能相切．
工具
必考部分 选修3-1 第八章 磁场
栏目导引
工具
必考部分 选修3-1 第八章 磁场
栏目导引
一、磁感线和电场线的比较 磁感线 不同点 闭合曲线 引入目的 相 似 点 疏密 切线方向 相交 电场线 起始于正电荷，终止于负电荷 起始于正电荷， 形象描述场而引入的假想线， 形象描述场而引入的假想线，实际不存在 场的强弱 场的方向 不能相交(电场中无电荷空间不相交 不能相交 电场中无电荷空间不相交) 电场中无电荷空间不相交
工具
必考部分 选修3-1 第八章 磁场
栏目导引
(3)B并非一定为匀强磁场，但它应该是L所在处的磁感应强度． 并非一定为匀强磁场，但它应该是 所在处的磁感应强度 所在处的磁感应强度． 并非一定为匀强磁场 如下图甲所示．折线 中通入电流 中通入电流I， ＝ ＝ ， 如下图甲所示．折线abc中通入电流 ，ab＝bc＝L，折线所在平面 与匀强磁场磁感应强度B垂直． 受安培力等效于 通有a→ 的电流 受安培力等效于ac(通有 的电流I) 与匀强磁场磁感应强度 垂直．abc受安培力等效于 通有 →c的电流 垂直 所受的安培力， 所受的安培力，即F＝BI· 2 L，方向同样由等效电流 判断为在纸面内 ＝ ，方向同样由等效电流ac判断为在纸面内 垂直于ac斜向上．同理推知①如图乙所示，半圆形通电导线受安培力 垂直于 斜向上．同理推知①如图乙所示，半圆形通电导线受安培力F 斜向上 ＝BI·2R；②如图丙所示闭合的通电导线框受安培力 ＝0. ； 如图丙所示闭合的通电导线框受安培力F＝

高中物理选修3-1磁场1．下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是()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所受安培力一定大C．放在匀强磁场中各处的通电导线，所受安培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所受安培力的大小和方向无关2.在赤道上某处有一支避雷针。

当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，则地磁场对避雷针的作用力的方向为()A．正东B．正西C．正南D．正北3.如图所示，三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同方向如图的电流，ac⊥bd，且ab＝ac＝ad，则a点处磁场方向为( )A．垂直于纸面向外B．垂直于纸面向里C．沿纸面由a向dD．沿纸面由a向c4.(2012·昆明一模)如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置，导轨上另放一个质量为m的金属导体棒。

当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是()5. （多选）回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是( )A．增大电场的加速电压，其他保持不变B．增大磁场的磁感应强度，其他保持不变C．减小狭缝间的距离，其他保持不变D．增大D形金属盒的半径，其他保持不变6. （多选）长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，板间距离为L，板不带电．一质量为m、电荷量为q带正电的粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的方法是( )A．使粒子的速度v<BqL4mB．使粒子的速度v>BqL4mC．使粒子的速度v>5BqL4mD．使粒子的速度BqL4m<v<5BqL4m7.如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力大小；(2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R 接入电路中的阻值．8.如图所示，无重力空间中有一恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy 平面向外、大小为B ，沿x 轴放置一个垂直于xOy 平面的较大的荧光屏，P 点位于荧光屏上，在y 轴上的A 点放置一放射源，可以不断地沿平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m 、电荷量为＋q 的同种粒子，这些粒子打到荧光屏上能在屏上形成一条亮线，P 点处在亮线上，已知OA ＝OP ＝l ，求：(1)若能打到P 点，则粒子速度的最小值为多少？(2)若能打到P 点，则粒子在磁场中运动的最长时间为多少？高中物理选修3-1磁场7.解析：(1)F 安＝mg sin30°，得F 安＝0.1 N.解得I ＝F 安BL＝0.5 A. (3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R 0，根据闭合电路欧姆定律得：E ＝I (R 0＋r )解得R 0＝E I－r ＝23 Ω.答案：(1)0.1 N (2)0.5 A (3)23 Ω8.解析：(1)粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，设粒子的速度大小为v 时，其在磁场中的运动半径为R ，则F ＝qB v由牛顿运动定律有：F ＝m v 2R若粒子以最小的速度到达P 点时，其轨迹一定是以AP 为直径的圆(如图中圆O 1所示) 由几何关系知：s AP ＝2lR ＝s AP 2＝ 22l则粒子的最小速度v ＝2qBl2m. (2)粒子在磁场中的运动周期T ＝2πmqB设粒子在磁场中运动时其轨迹所对应的圆心角为θ，则粒子在磁场中的运动时间为： t ＝θ2πT ＝θm qB由图可知，在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图中圆O 2所示，此时粒子的初速度方向竖直向上则由几何关系有：θ＝32π则粒子在磁场中运动的最长时间：t ＝3πm2qB. 答案：(1)2qBl 2m (2)3πm2qB。

第一章、电 场一、电荷 ：1、自然界中有且只有两种电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。

电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

2、电荷守恒定律：电荷既不会创造，也不会消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一个部分转移到另一个部分。

“起电”的三种方法：摩擦起电，接触起电，感应起电。

实质都是电子的转移引起：失去电子带正电，得到电子带等量负电。

3、电荷量Q ：电荷的多少元电荷：带最小电荷量的电荷。

自然界中所有带电体带的电荷量都是元电荷的整数倍。

密立根油滴实验测出：e=1.6×10—19C 。

点电荷：与所研究的空间相比，不计大小与形状的带电体。

库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的静电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。

公式： k = 9×109 N ·m 2/C 2二、电场：1、电荷间的作用通过电场产生。

电场是一种客观存在的一种物质。

电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。

2、电场强度E ：放入电场中的电荷所受电场力与它的电荷量q 的比。

E=F/q 单位：N/C 或V/mE 是电场的一种特性，只取决于电场本身，与F 、q 等无关。

普通电场场强点电荷周围电场场强匀强电场场强公式 E=F/qE=U/d 方向 与正电荷受电场力方向相同 与负电荷受电场力方向相反沿半径方向背离+Q 沿半径方向指向—Q由“+Q ”指向 “—Q ” 大小电场线越密，场强越大各处场强一样大3、电场线：形象描述场强大小与方向的线，实际上不存在。

疏密表示场强大小，切线方向表示场强方向。

一率从“+Q ”指向“—Q ”。

正试探电荷在电场中受电场力顺电场线，负电荷在电场中受电场力逆电场线。

电场线的轨迹不一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。

只有电场线为直线，带电粒子初速度为零时，两条轨迹才重合。

任意两根电场线都不相交。

4、静电平衡时的导体净电荷只分布在外表面上，内部合场强处处为零。

二、地磁场的特点及地磁场对周围物体的影响 1．地磁场特点：地磁场的方向并不是正南正北方向的，即 地磁两极与地理两极并不重合．地磁南极在地理北极附近，地 磁北极在地理南极附近．地磁场方向与正南正北方向间有一夹 角叫磁偏角． 2．虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对 来说差别不是很大．因此，一般我们认为： (1)地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁 场方向竖直向下． (2)在赤道正上方，地磁场方向水平向北． (3)在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场 方向指向北下方．
2－1：关于宇宙中的天体的磁场，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．指南针在任何天体上都能像在地球上一样正常工作 D．指南针只有在磁场类似于地球磁场的天体上才能正常工 作 【解析】 宇宙中的许多天体都有磁场，火星不像地球那 样有一个全球性的磁场，因此指南针不能在火星上工作． 【答案】 AD
指南针是我国古代四大发明之一，任何磁体悬挂后使之能 自由转动，它就有具体的指向的特征，在古代这种器具称为 “司”南．指南针的发明，促进了人类文明的传播，使航海事业得 到了发展．
二、磁场 1、磁现象 (1)磁性、磁体、磁极
磁性 天然磁石能吸引铁质物体的性质 磁体 具有的磁物性体，如条形磁铁 磁极 磁体上磁性的最区强域，有S极、N极
高中物理课件
（金戈铁骑 整理制作）
第1节 磁 场
1．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．
2．知道磁极间、磁极与电流间、电流与电流间的相互作用 是通过磁场而发生的．
3．知道磁场的概念及基本性质． 4．了解地磁场及磁偏角．
1．电场是电荷周围存在的一种________． 【答案】 特殊物质

6. 实验操作技巧：在进行安培力实验时，需要注意导线的放置、磁场的强度和方向、电流的大小等因素。通过调整导线的位置和方向，可以观察到不同的安培力现象。
七、教学反思与改进
回顾本节课的教学，我认为在以下几个方面取得了较好的效果：
1. 通过实验演示，学生能够直观地观察到安培力的现象，增强了他们的感性认识。实验操作环节，学生积极参与，动手能力强，对安培力的理解更加深入。
2. 教学活动设计
为了促进学生的参与和互动，我设计了以下教学活动：
（1）实验演示：通过实验，让学生直观地观察安培力的现象，引发学生的兴趣和好奇心。在实验过程中，学生将亲自动手操作，观察不同电流、磁场条件下导线受到的安培力。
（2）角色扮演：学生分组扮演“磁场”、“电流”和“安培力”三个角色，通过角色扮演，让学生更好地理解三者之间的关系。
（2）视频：播放实验操作视频，帮助学生更好地理解实验过程和观察安培力的现象。
（3）在线工具：利用在线工具，如物理模拟软件，让学生模拟和观察安培力的产生和作用效果。
（4）实物模型：准备磁场、电流和安培力的实物模型，让学生更直观地理解三者之间的关系。
五、教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
二、核心素养目标
本节课的核心素养目标主要包括物理观念、科学思维、实验探究和科学态度四个方面。首先，通过学习磁场对通电导线的作用，学生将建立正确的物理观念，理解安培力的产生原因和作用效果。其次，学生需要运用科学思维，分析安培力的方向和大小，以及与电流、磁场之间的关系。在此基础上，学生将进行实验探究，观察安培力的现象，验证理论知识，培养实验操作能力和问题解决能力。最后，通过学习本节课内容，学生将培养积极的科学态度，激发对物理学科的兴趣和好奇心，增强对科学知识的认同感和责任感。

（完整版）⾼中物理选修3-1笔记磁场第三章磁场3.1磁现象和磁场⼀、磁现象1.磁性：物质具有吸引铁钴镍等物质的性质称为磁性。

2.磁体：具有磁性的物质叫磁体。

3.磁极：磁性最强的部分叫磁极。

任何磁铁都有两个磁极，⼀个叫S极，⼀个叫N极。

4.磁极之间的相互作⽤：同名相斥，异名相吸。

⼆、电流的磁效应1.电流对⼩磁针的作⽤（丹麦物理学家奥斯特）1）现象：通电后，通电导线下⽅的与导线平⾏的⼩磁针发⽣偏转。

2）注意：为排除地磁场的影响，⼩磁针及通电导线均应南北放置。

3）结论：通电导线周围有磁场产⽣。

2.磁铁对通电导线的作⽤结论：磁铁会对通电导线产⽣⼒的作⽤，使导体偏转。

3.定义：通电导体的周围有磁场，电流的磁场使放在导体周围的磁针发⽣偏转，磁场的⽅向跟电流有关，这种现象叫电流的磁效应。

三、磁场1.定义：磁场是磁体或电流周围存在的⼀种特殊物质。

2.性质：对放⼊其中的磁极或电流产⽣⼒的作⽤。

3.产⽣：1）永磁体2）电流4. ⼩磁针静⽌时N极所指的⽅向即为该点的磁场⽅向。

四、地磁场1.两极1）地理南极是地磁北极2）地理北极是地磁南极2.定义：地球周围存在着的磁场叫做地磁场3.地磁偏⾓地轴与磁轴之间的夹⾓称为地磁偏⾓3.2磁感应强度⼀、磁感应强度1.定义：在磁场中垂直于磁场⽅向的通电导线所受的安培⼒跟电流I和导线长度L的乘积的⽐值叫磁感应强度。

2.物理意义：表⽰磁场强弱和⽅向的物理量3.表⽰：B4.公式B=F电流⽅向与磁场⽅向垂直5.单位：特斯拉，简称特，符号T。

（1T=1N）6.⽅向：⼩磁针静⽌时N极所指的⽅向规定为该点的磁感应强度的⽅向。

即磁场⽅向。

三、探究影响通电导线受⼒的因素1.电流元：把很短的⼀段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫电流元。

2.检验电流：为了间接了解磁场特性⽽垂直放⼊磁场的电流元称为检验电流。

3.⽅法1）保持I不变，改变L2）保持L不变，改变I4.结论F∝IL3.3⼏种常见的磁场⼀、磁感线1.定义：在磁场中画⼀些有⽅向的曲线，曲线上每⼀点的切线⽅向都跟该点的磁场⽅向相同，这样的曲线称为磁感线。

高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作）第三章 磁场第一节 磁现象、磁场、磁感应强度〖知识精讲〗知识点1.磁性、磁极[例1] A. 物体能够吸引轻小物体的性质叫磁性（ ）B. 磁铁的两端部分就是磁铁的磁极（ ）[例2]磁场是一种物质吗？[例3] 下列说法正确的是（ ）A 、磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时，受到的磁场力F 与该导线的长度L 、通过的电流I 的乘积的比值B=ILF即为磁场中某点的磁感应强度B 、通电导线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 、磁感应强度B=ILF只是定义式，它的大小取决于场源及磁场中的位置，与F 、I 、L 以及通电导线在磁场的方向无关D 、磁场是客观存在的物质〖综合拓展〗磁感应强度的概念及其矢量性理解：考题1：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F/ILD. 由定义式B=F/IL 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〖基础达标〗１.磁场中任一点的磁场方向规定为，小磁针在磁场中A.受磁场力的方向B.北极受磁场力的方向C.南极受磁场力的方向D.受磁场力作用转动的方向3、磁感应强度的单位是T ，1T 相当（ ）A 、1㎏/A ·s 2B 、1㎏·m/A ·s 2C 、1㎏·m /s 2D 、1㎏·m 2/A ·s 24、下列说法正确的是（ ）A ．电荷处在电场强度为零的地方，受到的电场力一定为零B ．小段通电导线放在磁感应强度为零的地方，受到的磁场力一定为零C ．小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度为零D ．荷在某处不受电场力的作用，则该处电场为零〖能力提升〗ILF 知，磁场中某处磁感应强度的大小（ ）A 、随通电导线中电流I 的减少而增大B 、随IL 的乘积的减少而增大C 、随通电导线所受磁场力F 的增大而增大D 、跟F 、I 、L 的变化无关2、电流的磁场是由 首先发现的，而首先发现电流磁场的方向跟电流的方向的关系的是法国科学家Nab I2、如图所示，质量为m 、长度为l 的金属棒ab 通过两根金属丝悬挂在绝缘支架MN 下方。

V2
V0
V4
2、将带电粒子在狭缝之间的运动首尾连接 起来是一个初速度为零的匀加速直线运动
3、带电粒子每经电场加速一次，回旋半径 就增大一次，每次增加的动能为⊿E ＝qU
K
所有各次半径之比为：
1 2∶ 3∶ ∶ ...
4、对于同一回旋加速器，其粒子的回旋的 最大半径是相同的。
mv 1 2 B2q 2 R2 由最大半径得： ＝ R E mv qB 2 2m
D、环形线圈有扩张的趋势
1、把一重力不计的通电直导线水平放在蹄 形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动， 当导线通入图示方向电流I时，导线的运动 情况是(从上往下看)（ C ） A.顺时针方向转动，同时下降 B.顺时针方向转动，同时上升 C.逆时针方向转动，同时下降 D.逆时针方向转动，同时上升
I
电流微元法
3、解题一般步骤： ①判断安培力方向 注意选择视图（视角） ②其它力受力分析 将立体受力图应转化成平面图 ③列力学方程：
平衡方程
牛二方程（动能定理） F=ILB ④列电学辅助方程: Q=It
u=IR ……. ⑤解方程及必要的讨论（“答”）
F=BIL中的L为有效长度
试指出下述各图中的安培力的大小。
安培力作用下物体的平衡问题 【例】在倾斜角为θ的光滑斜面上，置 一通有电流I，长为L，质 量为m的导 体棒，如图所示，在竖直向上的磁场中 静止，则磁感应强度B为 _________.
FN
θ
mg
F BIL mg tan mg tan B IL
F
B
FN
×
θ
F
mg
引申1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应
R
2
mV qB

磁性、磁体、磁极
磁现象
磁极间的相互用
同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引
奥斯特实验
电流的磁效应
磁
结论：电流周围存在磁场
现
象
定义
和
磁 场
磁场
性质：对磁体或电流有力的作用 磁体周围有磁场
产生
电流周围有磁场
地磁场
地理南北极与地磁场南北极的关系 磁偏角
你知道吗？美丽的极光的发生与地球的 磁场有密切关系。
地球磁场能抵挡大部分太阳风
地理 北极
近,地磁的南极在地理的北极
附近,但两者并不完全重合,它
们之间的夹角称为磁偏角
4.磁偏角的数值在地球上不同 地方是不同的
地理
沈括在《梦溪笔谈》中指出：
南极
“常微偏东，不全南也”。这是
世界上最早的关于磁偏角的记载。
地磁 北极
地球磁场很弱，其表面的磁场比一个条形 磁铁近旁的磁场弱的多，但能自由旋转的 小磁针已能显示出地磁场对它的作用，指 南针正是利用这个原理制成的。
第三章 磁场
第一节 磁现象和磁场
信鸽是方向辨识的高手，即使在上千公里外，也能够找准方向 归巢，那么信鸽靠的是什么本领呢？
目前科学家已经证实了鸽子的上喙具有一种能够感应 地磁场的晶胞，正是这种器官为鸽子的飞行导航。
最初发现的磁体是被称为“天然磁石”的矿物，其中含有 主要成分为Fe3O4。
上海磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东至上海浦 东国际机场,列车加速到平稳运行之后，速度是430公里/小时。这 个速度超过了F1赛事的最高时速。
因此地磁场对地球生命有保护作用百年地球磁场衰减地磁场的减弱是可能导致磁场方向倒转的预兆。
美国科学家最新研究表明，未来地球磁场将出现方向反转， 在地球历史中经历过多次磁场反转，地球磁场就像一个条形磁

例与练
• 2、已知磁场方向，标出下列各图导线 中电流方向
× × ·· ×× · · × × I· ·
I ···· ····
例与练
• 3、如图所示，螺线管圈通电以后，放 在螺线管左侧的小磁针的S极指向螺线 管，则电源的正极在___右___端。
N SN
S
例与练
• 4、如右图所示，一束带电粒子沿着水 平方向平行地飞过磁针上方时磁针的N 极向纸内偏转，这束带电粒子束可能 是 （ AD ）
3.1 磁现象和磁场2
实验1
磁体产生磁场
F2 F1
N
S
N
S
磁体的周围存在磁场
磁场的最基本性质: 对放入其中的磁极有力的作用
实验2
电流产生磁场 ——奥斯特电流磁效应
实验3
磁体对电流的作用
实验4
电流对电流的作用
F2 F1
S
N
S
N
结论： 磁场的基本性质:对放入其中的磁体或电流
有力的作用.
三、磁感线
D．带电粒子速度方向不变
例与练
• 3、如图所示，运动电荷电量为q=2×108C，
电性图中标明，运动速度 v =4×103m／s，
匀强磁场磁感应强度为B=0.5T，求电荷受
到的洛伦兹力的大小和方向。
( 600 )
f qvB sin 900
4 105 N
×××××
B ×f × ×v × ×
Φ=B·S·sin :B与S的夹角
①S与B垂直： Φ=BS
②S与B平行： Φ=0（最小）
三、磁通量
（2）磁通量表示穿过某一 面积的磁感线条数多少。
（3）磁通量的单位： 韦伯 Wb 1Wb=1T·m2

高中物理选修3-1——磁场知识点总结一、磁场及其磁感线1、磁场（1）磁场是存在于磁极或电流周围空间里的一种特殊的物质，磁场和电场一样，都是“场形态物质”。

（2）磁场的方向：物理学规定，在磁场中的任一点，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，就是那一点磁场的方向。

（3）磁场的基本性质：磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用。

磁极和磁极之间、磁场和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。

2、磁感线（1）磁感线：是形象地描述磁场而引入的有方向的曲线。

在曲线上，每一点切线方向都在该点的磁场方向上，曲线的疏密反映磁场的强弱。

（2）磁感线的特点：a.磁感线是闭合的曲线，磁体的磁感线在磁体外部由N极到S极，内部由S极到N极。

b.任意两条磁感线不能相交。

3、几种常见磁场的磁感线的分布（1）条形磁铁和碲形磁铁的磁感线条形磁铁和蹄形磁铁是两种最常见的磁体，如图所示的是这两种磁体在平面内的磁感线形状，其实它们的磁感线分布在整个空间内，而且磁感线是闭合的，它们的内部都有磁感线分布。

（2）通电直导线磁场的磁感线通电直导线磁场的磁感线的形状与分布如图所示，通电直导线磁场的磁感线是一组组以导线上各点为圆心的同心圆。

需要指出的是，通电直导线产生的磁场是不均匀的，越靠近导线，磁场越强，磁感线越密。

电流的方向与磁感线方向的关系可以用安培定则来判断，如图所示。

用右手握住直导线，伸直的大拇指与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

（3）环形电流磁场的磁感线环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形的中心轴上，由对称性可知，磁感线是与环形导线的平面垂直的一条直线。

如图甲所示，环形电流方向与磁感线方向的关系也可以用右手定则来判断，如图乙所示，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圆环轴线上磁感线的方向；如图丙所示，让右手握住部分环形导线，伸直的大拇指与电流方向一致，则四指所指的方向就是围绕环形导线的磁感线的方向。

3 几种常见的磁场学习目标知识脉络1.知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说．2．知道磁感线的定义和特点，了解几种常见磁场的磁感线分布．(重点)3．会用安培定则判断电流的磁场方向．(难点)4．知道匀强磁场、磁通量的概念．(重点)磁感线安培定则[先填空]1．磁感线(1)定义：用来形象描述磁场的强弱及方向的曲线．(2)特点：①磁感线的疏密表示磁场的强弱．②磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向．2．安培定则(1)直线电流的磁场：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3-3-1甲所示．图3-3-1(2)环形电流的磁场：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感线的方向，如图3-3-1乙所示．(3)通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，或拇指指向螺线管的N极，如图3-3-1丙所示．3．安培分子电流假说(1)内容：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流，即分子电流．分子电流使每个物质微粒都成为小磁体，它的两侧相当于两个磁极．(2)意义：能够解释磁化以及退磁现象，解释磁现象的电本质．(3)磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．[再判断]1．通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环．(√)2．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的．(×)3．磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．(√)4．除永久性磁铁外，一切磁场都是由运动电荷产生的．(×)5．一般的物体不显磁性是因为物体内的分子电流取向杂乱无章．(√)[后思考]1．有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极，你认为对吗？【提示】不对，在磁体外部磁感线从磁体北极指向南极，而在磁体内部，磁感线是从南极指向北极．2．怎样可以使磁铁的磁性减弱或失去磁性？【提示】高温或猛烈的撞击可以使分子电流取向变得杂乱无章，从而失去磁性．[合作探讨]如图3-3-2所示，螺线管内部小磁针静止时N极指向右方．图3-3-2探讨1：螺线管内部磁场沿什么方向？螺线管c、d端，哪端为N极？【提示】由c指向d.d端为N极．探讨2：小磁针放在螺线管上方e处，静止时N极指向什么方向？【提示】向左．探讨3：电源的a、b端，哪端为正极？【提示】a端．[核心点击]1．磁感线的特点(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在．(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱，密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱．(3)磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极．(4)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向．2．磁感线与电场线的比较两种线磁感线电场线相似点引入目的形象描述场而引人的遐想线,实际不存疏密场的强弱切线方向场的方向相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)不同点闭合曲线不闭合，起始于正电荷，终止于负电荷3.常见永磁体的磁场图3-3-34．三种常见的电流的磁场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垂直于导线的多组同心圆，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，由N极指向S极(1)磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向杂乱无章，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性；当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得大致相同时，两端显示较强的磁性作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了，即磁化的实质是分子电流由无序变为有序．(2)磁体的消磁：磁体受到高温或猛烈撞击状况时，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流的取向又会变得杂乱无章，使得磁体磁性消失．1．如图3-3-4所示，表示蹄形磁铁周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是()图3-3-4A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B bC．蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极，终止于蹄形磁铁的S极D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零【解析】由题图可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，所以B a<B b，故A错，B对；磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，故C错；在没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在，故D错．【答案】 B2．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()【解析】地磁场是从地球的南极附近出来，进入地球的北极附近，除两极外地表上空的磁场都具有向北的磁场分量，由安培定则，环形电流外部磁场方向向北、可知，B正确．A图地表上空磁场方向向南，A错误．C、D在地表上空产生的磁场方向是东西方向，C，D错误．故选B.【答案】 B安培定则记忆口诀“直对直，弯对弯”．即在应用安培定则时，四指始终弯曲，拇指始终伸直，当是直线电流时，拇指指向电流方向，四指指向磁场方向；当是环形电流时，四指弯曲指向电流方向，拇指指向磁场方向．匀强磁场和磁通量[先填空]1．匀强磁场(1)定义：强弱、方向处处相同的磁场．(2)磁感线特点：疏密均匀的平行直线．2．磁通量(1)定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积，即Φ＝BS.(2)拓展：磁场B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量．(3)单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝1_T·m2.(4)引申：B＝ΦS，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度B又叫磁通密度．[再判断]1．在匀强磁场中面积越大，磁通量一定越大．(×)2．磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量．(√)3．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量．(×)4．将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等．(×) [后思考]若通过某面积的磁通量等于零，则该处一定无磁场，你认为对吗？【提示】不对．磁通量除与磁感应强度、面积有关外，还与环面和磁场夹角有关，当环面与磁场平行时，磁通量为零，但仍能存在磁场．[合作探讨]如图3-3-5所示，匀强磁场B0竖直向下，且与平面BCFE垂直，已知平面BCFE的面积为S.图3-3-5探讨1：平面BCFE的磁通量是多大？【提示】B0S.探讨2：平面ABCD的磁通量是多大？【提示】B0S.探讨3：平面AEFD的磁通量是多大？【提示】0.[核心点击]1．磁通量的物理意义：表示磁场中穿过某一平面的磁感线条数，且为穿过的磁感线的净条数．2．磁通量的计算(1)匀强磁场，磁感线与平面垂直时：Φ＝BS.(2)匀强磁场，磁感线与平面不垂直时：Φ＝BS sin θ，公式中的θ是平面与磁感线的夹角，S sin θ是平面在垂直于磁感线方向的投影面积．3．磁通量的正、负值含义(1)磁通量是标量，但有正、负．若规定磁感线从某平面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从该平面穿出时即为负值．(2)若某一平面有正反两个方向的磁感线穿过，穿过正向的磁通量为Φ1，反向的磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.4．磁通量与磁感应强度的关系(1)磁感应强度的另一种定义：由Φ＝BS得B＝ΦS，此为磁感应强度的另一定义式，表示穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数，所以B又叫作磁通密度．(2)磁感应强度的另一个单位：由B＝ΦS得磁感应强度的另一个单位是Wbm2，且1 T＝1 Wbm2＝1NA·m.3．如图3-3-6所示，在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆环，设通过线圈A、B的磁通量为ΦA、ΦB，则()【导学号：34522039】图3-3-6A．ΦA＝ΦBB．ΦA<ΦBC．ΦA>ΦBD．无法判断【解析】在条形磁铁的周围，磁感线是从N极出发，经外空间磁场由S 极进入磁铁内部．在磁铁内部的磁感线从S极指向N极，又因磁感线是闭合的平滑曲线，所以条形磁铁内外磁感线条数一样多，从下向上穿过A、B环的磁感线条数一样多，而从上向下穿过A环的磁感线多于B环，则从下向上穿过A环的净磁感线条数小于B环，所以通过B环的磁通量大于通过A环的磁通量．【答案】 B4．如图3-3-7所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为多少？若使框架绕OO′轴转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？图3-3-7若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化为多少？【解析】在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS.当框架绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示．Φ＝BS⊥＝BS·cos 60°＝12BS.转过90°时，线框由磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0.线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了．因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2BS.即磁通量变化了2BS.【答案】BS 12BS02BS求ΔΦ的三种方法导致磁通量变化的原因不同，求解磁通量变化量的方法也有差异，常见以下三种情景：(1)磁感应强度B不变，由于有效面积S发生变化导致磁通量变化，这种情况的ΔΦ利用BΔS求解．(2)面积S不变，由于磁感应强度B发生变化导致磁通量变化，这种情况的ΔΦ利用ΔBS求解．(3)磁感应强度B和有效面积S均发生变化，这种情况的ΔΦ＝B2S2－B1S1，不能用ΔB·ΔS求解磁通量变化量．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。

2020--2021人教物理选修3—1第3章磁场附答案人教选修3—1第三章磁场1、磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是()A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律D．磁场对电流的作用原理2、如图所示，两条通电直导线平行放置，长度为l1的导线中电流为I1，长度为l2的导线中电流为I2，l2所受l1的磁场力大小为F2，且由l1产生的磁场的磁感应强度方向在l2处垂直于纸面向外，其大小为()A．B＝F2I2l2B．B＝F2I1l1C．B＝F2I2l1D．B＝F2I1l23、如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。

圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶14、(双选)如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线(电流方向如图中箭头方向)，发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是()A B C D5、如图为电视机显像管的偏转线圈示意图，线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子，它的方向垂直纸面向外，当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应()A．向左偏转B．向上偏转C．向下偏转D．不偏转6、(双选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。

设D形盒半径为R，若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f，则下列说法正确的是()A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRB．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子7、如图所示，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了θ角。

[高中物理选修31常见磁场知识点] 高中物理磁场公式大全几种常见的磁场是人教版普通高中新课标实验教材《物理》选修3-1第3章磁场第3节的内容，下面是给大家带来的高中物理选修31常见磁场知识点，希望对你有帮助。

高中物理常见磁场知识点一、磁场的方向物理学规定：在磁场中的任一点，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，就是该点的磁场方向。

二、图示磁场(一)磁感线——在磁场中假想出的一系列曲线1、磁感线上任意点的切线方向与该点的磁场方向一致(小磁针静止时N极所指的方向)。

2、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

(二)常见磁场的磁感线1、永久性磁体的磁场：条形，蹄形2、直线电流的磁场剖面图(注意“。

”和“x”的意思)箭头从纸里到纸外看到的是点，从纸外到纸里看到的是叉。

3、环形电流的磁场(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。

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

)三、磁感线的特点：1、磁感线的疏密表示磁场的强弱。

2、磁感线上的切线方向为该点的磁场方向。

3、在磁体外部，磁感线从N极指向S极;在磁体内部，磁感线从S极指向N极。

4、磁感线是闭合的曲线(与电场线不同)。

5、任意两条磁感线一定不相交。

6、常见磁感线是立体空间分布的。

7、磁场在客观存在的，磁感线是人为画出的，实际不存在。

高中物理学习方法(一)预习学习的第一个环节是预习。

有的同学不注重听课前的这一环节，会说我在初中从来就没有这个习惯。

这里我们需要注意，高中物理与初中有所不同，无论是从课程要求的程度，还是课堂的容量上，都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。

在每次上课前，抽出一段时间(没有时间的限制，长则20分钟，短则课前的5、6分钟，重要的是过程。

)将知识预先浏览一下，一则可以帮助我们熟悉课上所要学习的知识，做好上课的知识准备和心理准备;二则可以使我们明确课堂的重点，找出自己理解上的难点，从而做到有的放矢地去听课，有的同学感到听课十分吃力，原因就在于此。

高中物理选修3-1——磁场知识点总结高中物理选修3-1——磁场知识点总结一、磁场及其磁感线1、磁场（1）磁场是存在于磁极或电流周围空间里的一种特殊的物质，磁场和电场一样，都是“场形态物质”。

（2）磁场的方向：物理学规定，在磁场中的任一点，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，就是那一点磁场的方向。

（3）磁场的基本性质：磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用。

磁极和磁极之间、磁场和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。

2、磁感线（1）磁感线：是形象地描述磁场而引入的有方向的曲线。

在曲线上，每一点切线方向都在该点的磁场方向上，曲线的疏密反映磁场的强弱。

（2）磁感线的特点：a.磁感线是闭合的曲线，磁体的磁感线在磁体外部由N极到S极，内部由S极到N极。

b.任意两条磁感线不能相交。

3、几种常见磁场的磁感线的分布（1）条形磁铁和碲形磁铁的磁感线条形磁铁和蹄形磁铁是两种最常见的磁体，如图所示的是这两种磁体在平面内的磁感线形状，其实它们的磁感线分布在整个空间内，而且磁感线是闭合的，它们的内部都有磁感线分布。

（2）通电直导线磁场的磁感线通电直导线磁场的磁感线的形状与分布如图所示，通电直导线磁场的磁感线是一组组以导线上各点为圆心的同心圆。

需要指出的是，通电直导线产生的磁场是不均匀的，越靠近导线，磁场越强，磁感线越密。

电流的方向与磁感线方向的关系可以用安培定则来判断，如图所示。

用右手握住直导线，伸直的大拇指与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

（3）环形电流磁场的磁感线环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形的中心轴上，由对称性可知，磁感线是与环形导线的平面垂直的一条直线。

如图甲所示，环形电流方向与磁感线方向的关系也可以用右手定则来判断，如图乙所示，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圆环轴线上磁感线的方向；如图丙所示，让右手握住部分环形导线，伸直的大拇指与电流方向一致，则四指所指的方向就是围绕环形导线的磁感线的方向。

磁场对通电导线的作用力知识元安培力知识讲解1．安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力，其作用点可等效在导体的几何中心．2．安培力的大小（1）计算公式：F=BIL sinθ（2）对公式的理公式F=BIL sinθ可理解为F=B(sinθ)IL，此时B sinθ为B沿垂直I方向上的分量，也可理解为F=BI(L sinθ)，此时L sinθ为L沿垂直B的方向上的投影长度，也叫“有效长度”，公式中的θ是B和I方向间的夹角．注意：①导线是弯曲的，此时公式F=BIL sinθ中的L并不是导线的总长度，而应是弯曲导线的“有效长度”．它等于连接导线两端点直线的长度（如图所示），相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端．②安培力公式一般用于匀强磁场．在非匀强磁场中很短的导体也可使用，此时B的大小和方向与导体所在处的B的大小和方向相同．若在非匀强磁场中，导体较长，可将导体分成若干小段，求出各段受到的磁场力，然后求合力．3．左手定则①用于判断通电直导线在磁场中的的受力方向②用于判断带电粒子在磁场中的的受力方向方法：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心，并使四指指向电流的方向，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向（书上定义），我在这里想说一点，是不是左手定则只可以判断受力方向，我的答案是非也，在判断力的方向时，是知二求一（知道电流方向与磁场方向求力的方向），所以也可以知道力与电流求磁场，或是知道力与磁场求电流。

4．安培力的方向在解决有关磁场对电流的作用的问题时，能否正确判断安培力的方向是解决问题的关键，在判定安培力的方向时要注意以下两点：（1）安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面．因此，在判断时首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向．（2）当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流和磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心．的方向被唯一确定；但若已知B（或I）、F 注意：若已知B、I方向，则由左手定则得F安的方向，由于B只要穿过手心即可，则I（或B）的方向不唯一、安简单概括磁场对电流的作用应用步骤：1．选择研究对象以及研究过程；2．在某瞬时对物体进行受力分析并应用牛顿第二定律；3．带入安培力公式和电学公式进行公式整理；4．求解，必要时对结果进行验证或讨论。