《磁场》导学案（全章）
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\磁场 导学案
第三章 第1-2节 磁现象和磁场 磁感应强度.DOC
第三章 第3-4节 几种常见的磁场 磁场对通电导线的作用力.DOC
第三章 第5-6节 磁场对运动电荷的作用力 带电粒子在匀强磁场中的运动.DOC
第三章 章末总结 章末检测.DOC
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，简称磁第3节 几种常见的磁场
要点一 利用安培定则分析电流的磁场的方法
1．分清“因”和“果”：在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”——电流方向，四指指“结果”——磁场绕向；在判定环形电流的磁场方向时，四指指“原因”——电流绕向，大拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向．
2．优先采用整体法：一个任意形状的环形电流(如三角形、矩形、圆形)的磁场，都可以视为若干或无数个很短的直线电流的磁场叠加而成，从而可分段进行判定．这种隔离法的判定结果，虽然与视为环形电流的整体法一致，但在步骤上却麻烦多了．
要点二 磁通量的理解
1．磁通量的定义
公式Φ＝BS中的B应是匀强磁场的磁感应强度，S是与磁场方向垂直的面积，因此，可以理解为Φ＝BS⊥.如果平面与磁场方向不垂直，应把面积S投影到与磁场垂直的方向上，求出投影面积S⊥，代入到Φ＝BS⊥中计算，应避免硬套公式Φ＝BSsin θ或Φ＝BScos θ.
2．磁通量的变化
一般有下列三种情况：
(1)磁感应强度B不变，有效面积S变化，则ΔΦ＝Φt－Φ0＝B•ΔS.
(2)磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变，则穿过回路中的磁通量的变化是：ΔΦ＝Φt－Φ0＝ΔB•S.
(3)磁感应强度B和有效面积S同时发生变化的情况，则ΔΦ＝Φt－Φ0.
特别提醒 ①平面S与磁场方向不垂直时，要把面积S投影到与磁场垂直的方向上，即求出有效面积．
②可以把磁通量理解为穿过面积S的磁感线的净条数．相反方向穿过面积S的磁感线可以互相抵消．
③当磁感应强度和有效面积同时发生变化时，ΔΦ＝Φt－Φ0，而不能用ΔΦ＝ΔB•ΔS计算.
1.电场线与磁感线有哪些异同？
电场线 磁感线
相
似
点 引入目的 形象描述场而引入的假想线，实际不存在
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 起始于正电荷，终止于负电荷 闭合曲线
特别提醒 (1)从电场、磁场的概念理解两种场线的相似点：矢量性——线的切线，强弱——线的疏密，方向的唯一性——空间任一点场线不相交．
(2)从两种场线的区别理解两种场的区别：
电场线——电荷有正负——电场线有始终
磁感线——N、S极不可分离——磁感线闭合
2．常见的电流的磁场有哪些？
电流的磁场通常研究的是直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场，判断它们的磁场，都可用安培定则来判断，该定则也叫右手螺旋定则，各种电流的磁场分布及磁感线方向的判断如下：
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，越向外磁感线越稀疏，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
一、磁感线的理解
【例1】 关于磁感线，下列说法中正确的是( )
A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
B．磁感线总是从N极到S极
C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致
D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交
答案 C
解析 磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线上每一点的切线
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