高中物理新教材特點分析
（一）趣味性強，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 在新時代教育制度的改革深化下，學(xué)生對于物理課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣可以帶動學(xué)生不斷地進(jìn)行探究。物理課程教學(xué)引入趣味性較高的新教材內(nèi)容，充實物理課堂，引入信息技術(shù)，利用多媒體等新時代信息化的教學(xué)手段，利用更加直觀、動態(tài)化的、可觀察的教學(xué)手段，向?qū)W生們展示物理教學(xué)課程當(dāng)中那些抽象的知識點，不斷地吸引學(xué)生們的好奇心與興趣力，讓學(xué)生在物理課堂上能夠充分感受到物理的魅力所在。（二）實踐性高，高效落實理論學(xué)習(xí) 在現(xiàn)代化教育課程的背景之下，新課程改革理念越來越融入生活與學(xué)習(xí)的方方面面，新教材逐步的顯現(xiàn)出強大影響力。（三）靈活性強，助力課程目標(biāo)達(dá)成 隨著教育制度體系的改革，通過新時代新教材內(nèi)容的融入，教師不斷地革新教學(xué)手段，整合線上以及線下的教育資源內(nèi)容，可以為物理課堂增添新的活力與生機。
第十三章　電磁感應(yīng)與電磁波初步
1.知道磁場的概念，知道磁體與磁體間、磁體與電流間、電 流與電流間的作用是通過磁場發(fā)生的.2.理解磁感線的概念，知道磁感線的特點.3.理解安培定則，會用安培定則判斷電流的磁場方向.
SHULIJIAOCAI　 HANGSHIJICHU
一、電和磁的聯(lián)系　磁場1.磁極之間的相互作用：同名磁極相互 ，異名磁極相互 .2.奧斯特實驗：把導(dǎo)線放置在小磁針的 ，通電時磁針發(fā)生了轉(zhuǎn)動.實驗意義：奧斯特實驗發(fā)現(xiàn)了電流的 ，即電流可以產(chǎn)生磁場，首次揭示了 的聯(lián)系.3.磁場：磁體與磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之間，以及通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用，是通過 發(fā)生的，磁場是磁體或電流周圍一種看不見、摸不著的客觀存在的 .
二、磁感線1.磁場的方向：物理學(xué)規(guī)定，在磁場中的某一點，小磁針靜止時N極所指方向就是該點磁場的方向.2.磁感線(1)定義：在磁場中畫出一些有方向的曲線，曲線上每一點的 都跟這點磁場的方向一致，這樣的曲線就叫作磁感線.(2)特點①磁感線的 表示磁場的強弱.磁場強的地方，磁感線 ；磁場弱的地方，磁感線 .②磁感線某點的 表示該點磁場的方向.
三、安培定則1.直線電流的磁場安培定則：如圖1甲所示，用 握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致， 所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向.直線電流周圍的磁感線分布情況如圖乙所示.
2.環(huán)形電流的磁場安培定則：如圖2甲所示，讓右手 與環(huán)形電流的方向一致， 就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁場的方向.
3.通電螺線管的磁場安培定則：如圖3所示，用右手握住螺線管，讓彎曲的四指與_________ 一致，伸直的拇指所指的方向就是 磁場的方向.
判斷下列說法的正誤.(1)磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，也是一種客觀存在的特殊物質(zhì).(　　)(2)磁感線可以形象地描述各磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時N極所指的方向一致.(　　)(3)磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示，因而是真實存在的.(　　)(4)通電直導(dǎo)線周圍磁場的磁感線是以導(dǎo)線為圓心的圓.(　　)(5)磁體的磁場和電流的磁場本質(zhì)上是一樣的.(　　)(6)環(huán)形電流的磁場相當(dāng)于小磁針，通電螺線管的磁場相當(dāng)于條形磁體.(　　)
TANJIUZHONGDIAN　 TISHENGSUYANG
如圖4所示，通電導(dǎo)線放在蹄形磁體附近，懸掛導(dǎo)線的細(xì)線偏離豎直方向，說明通電導(dǎo)線受到力的作用，磁體對通電導(dǎo)線的作用力是如何產(chǎn)生的？
答案　磁體在周圍產(chǎn)生了磁場，磁場對通電導(dǎo)線產(chǎn)生了作用力.
1.磁場(1)磁場的客觀性：磁場與電場一樣，也是一種物質(zhì)，是一種看不見而又客觀存在的特殊物質(zhì).存在于磁體、通電導(dǎo)線、運動電荷、變化電場、地球的周圍.(2)磁場的基本性質(zhì)：對放入其中的磁極、電流、運動的電荷有力的作用，而且磁體與磁體、磁體與電流、電流與電流間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的.
2.磁感線(1)定義：磁感線是為了形象地描述磁場而人為假想的曲線，曲線上每一點的切線方向都跟這點磁場的方向一致.(2)特點：①在磁體外部，磁感線從N極發(fā)出，進(jìn)入S極；在磁體內(nèi)部由S極回到N極.②磁感線的疏密程度表示磁場的強弱，磁感線越密的地方磁場越強；磁場方向與過該點的磁感線的切線方向一致.③磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷.④磁感線是人們?yōu)榱诵蜗竺枋龃艌龆傧氲木€，并不真實存在.
(3)幾種特殊磁體外部的磁感線分布(如圖5所示)：
例1　(多選)下列有關(guān)磁場的說法，正確的是A.磁體周圍的空間存在看不見、摸不著的磁場B.磁極間的相互作用是通過磁場發(fā)生的C.磁場是有方向的，在條形磁體的磁場中的不同位置，其磁場方向一般 不同D.在磁場中的某點，小磁針南極所受磁場力的方向與該點的磁場方向相同
解析　磁場雖然看不見、摸不著，但它是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，它的基本性質(zhì)是對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用；磁極間的相互作用就是通過磁場發(fā)生的；磁場具有方向性，在磁場中的某點，小磁針北極所受磁場力的方向與該點的磁場方向一致，小磁針南極所受磁場力的方向與該點的磁場方向相反(磁場方向的另一種描述方法)，在條形磁體的磁場中的不同位置，其磁場方向一般不同，故A、B、C正確，D錯誤.
例2　關(guān)于磁場和磁感線，下列說法正確的是A.磁感線總是從磁體的N極出發(fā)，到S極終止B.磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向都和 小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致C.兩個磁場的疊加區(qū)域，磁感線可能相交D.磁感線可以表示磁場的強弱，沿磁感線方向，磁場逐漸減弱
解析　磁感線是閉合曲線，在磁體外部，磁感線由N極指向S極，在磁體內(nèi)部，磁感線由S極指向N極，A錯誤；磁感線的切線方向表示磁場方向，磁感線上每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致，B正確；磁場重疊時，磁場會相互疊加，但絕對不會出現(xiàn)同一點處有兩個磁場方向，磁感線不能相交，C錯誤；磁感線的疏密表示磁場的強弱，在同一磁場中，磁感線密的地方磁場較強，磁感線疏的地方磁場較弱，D錯誤.
磁感線可以和電場線作類比：比如都是人為引入的帶有方向的線，可以通過疏密程度反映場的強弱，不能相交等；也有不同點，比如磁感線是閉合的曲線而電場線不閉合.
1.演示實驗：將一根與電源、開關(guān)相連接的直導(dǎo)線用架子架高，沿南北方向水平放置.將小磁針平行地放在直導(dǎo)線的上方或下方，請觀察直導(dǎo)線通、斷電時小磁針的偏轉(zhuǎn)情況.觀察到什么現(xiàn)象？通過這種現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論呢？
答案　觀察到通電時小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電時小磁針又回到原來的位置.通電后導(dǎo)線上方或下方的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電后導(dǎo)線周圍的空間對小磁針產(chǎn)生力的作用，由此我們可以得出：通電導(dǎo)線和磁體一樣，周圍存在著磁場.
2.重做上面的實驗，請觀察當(dāng)電流的方向改變時，小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是否發(fā)生變化.觀察到什么現(xiàn)象？這說明什么？
答案　觀察到電流的方向改變時，小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，說明電流的磁場方向也發(fā)生變化.
用安培定則判斷電流磁場的方向
例3　如圖6所示，a、b是直線電流的磁場截面圖，c、d是環(huán)形電流的磁場截面圖，e、f是螺線管電流的磁場的截面圖.試在各圖中補畫出電流方向或磁感線方向.
解析　根據(jù)安培定則，可以確定題圖a中電流方向垂直紙面向里，題圖b中電流方向從下向上，題圖c中電流方向沿逆時針方向，題圖d中磁感線方向從上向下，題圖e中磁感線方向向左，題圖f中磁感線方向向右.
利用安培定則判定電流的磁場方向需注意的問題：(1)利用安培定則判斷通電直導(dǎo)線的磁場方向時，大拇指指的是電流方向，四指指的方向為磁感線的環(huán)繞方向.(2)利用安培定則判斷通電螺線管和環(huán)形電流的磁場方向時，四指指的是電流方向，大拇指指的方向是磁場方向.
例4　為了判斷一個未知正負(fù)極的蓄電池的極性，某同學(xué)將該蓄電池通過電阻跟螺線管連接起來，發(fā)現(xiàn)小磁針的N極立即向螺線管偏轉(zhuǎn)，如圖7所示.用M、N和P、Q分別表示蓄電池和螺線管兩極，下列判斷正確的是A.蓄電池M端為正極B.蓄電池N端為正極C.螺線管P端為S極D.螺線管內(nèi)部磁場方向由P指向Q
解析　小磁針的N極向螺線管偏轉(zhuǎn)說明小磁針?biāo)谖恢么艌龇较蛳蜃?，即螺線管P端為N極，Q端為S極，選項C錯誤；在螺線管的內(nèi)部，磁場方向由S極指向N極，所以螺線管內(nèi)部磁場方向由Q指向P，選項D錯誤；根據(jù)安培定則可知，在蓄電池外部電流從N流向M，蓄電池N端為正極，選項A錯誤，B正確.
針對訓(xùn)練　下列關(guān)于小磁針在磁場中靜止時的指向，正確的是
解析　根據(jù)同名磁極相互排斥可知，選項A錯；由安培定則可知環(huán)形電流中心線上的磁場方向由右向左，小磁針N極受到的磁場力向左，選項B錯；根據(jù)安培定則可知通電螺線管內(nèi)部磁場向右，內(nèi)部小磁針N極受到的磁場力向右，選項C對；根據(jù)安培定則可知通電直導(dǎo)線右邊磁場向里，小磁針N極受到的磁場力向里，選項D錯.
1.法國學(xué)者安培提出：在物質(zhì)內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極.(如圖8所示)
2.當(dāng)鐵棒中分子電流的取向大致相同時，鐵棒對外顯磁性；當(dāng)鐵棒中分子電流的取向變得雜亂無章時，鐵棒對外不顯磁性.
例5　(多選)下列說法正確的是A.奧斯特提出“分子電流”假說，認(rèn)為永磁體的磁場和通電導(dǎo)線的磁場 均由運動的電荷產(chǎn)生B.安培提出“分子電流”假說，認(rèn)為永磁體的磁場和通電導(dǎo)線的磁場均 由運動的電荷產(chǎn)生C.根據(jù)“分子電流”假說，磁體受到強烈震動時磁性會減弱D.根據(jù)“分子電流”假說，磁體在高溫條件下磁性會減弱
解析　“分子電流”假說是由安培提出來的，故A錯誤；根據(jù)安培的“分子電流”假說可知，永磁體及通電導(dǎo)線的磁性是由內(nèi)部運動電荷產(chǎn)生的磁場疊加而成的，故B正確；磁體在高溫和強烈震動下分子電流的取向會變得雜亂，從而使磁性減弱，故C、D正確.
KE SHI DUI DIAN LIAN
考點一　磁場和磁感線1.(多選)下列關(guān)于磁場的說法正確的是A.磁場最基本的性質(zhì)是對處于其中的磁體或電流有力的作用B.磁場是看不見、摸不著、實際不存在的，是人們假想出來的一種物質(zhì)C.磁場是客觀存在的一種特殊的物質(zhì)D.磁場的存在與否決定于人的思想，想其有則有，想其無則無
解析　磁場雖看不見、摸不著，但它是客觀存在的，它是一種特殊的物質(zhì)，最基本的性質(zhì)是對處于其中的磁體、電流或運動的電荷有力的作用，A、C正確，B、D錯誤.
2.下列關(guān)于磁場的說法中，正確的是A.只有磁體周圍才存在磁場B.磁場是為了解釋磁極間的相互作用而人為規(guī)定的C.磁場只有在磁極與磁極、磁極與通電導(dǎo)線發(fā)生作用時才產(chǎn)生D.磁極與磁極之間、磁極與通電導(dǎo)線之間、通電導(dǎo)線與通電導(dǎo)線之間都 是通過磁場發(fā)生相互作用的
解析　磁場存在于磁體周圍和電流周圍，故A錯誤；磁場是實際存在的，不是假想的，磁感線是假想的，故B錯誤；磁場存在于磁體和電流周圍，即使沒有發(fā)生作用，磁場仍然是存在的，故C錯誤；磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間都是通過磁場發(fā)生相互作用的，故D正確.
3.下列關(guān)于磁感線的說法正確的是A.磁感線可以形象地描述磁場的強弱與方向B.磁感線總是從磁體的N極發(fā)出，到S極終止C.磁感線就是細(xì)鐵屑在磁鐵周圍排列的曲線，沒有細(xì)鐵屑的地方就沒有 磁感線D.沿磁感線的方向磁場逐漸減弱
解析　磁場是一種看不見的特殊物質(zhì)，人們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋龃艌龆肓舜鸥芯€這一假想的曲線，磁感線可以表示磁場的強弱與方向，選項A正確；在磁體外部，磁感線從磁體的N極發(fā)出，從磁體的S極進(jìn)入，在磁體內(nèi)部磁感線由S極回到N極，構(gòu)成閉合曲線，選項B錯誤；磁感線是人們假想的曲線，與有無鐵屑無關(guān)，選項C錯誤；磁場的強弱由磁感線的疏密程度表示，而與磁感線的方向無關(guān)，選項D錯誤.
4.(多選)如圖1所示，關(guān)于磁體、電流間的相互作用，下列說法正確的是A.圖甲中，電流不產(chǎn)生磁場， 電流對小磁針的作用力是通
過小磁針的磁場產(chǎn)生的B.圖乙中，磁體對通電導(dǎo)線的力是通過磁體的磁場產(chǎn)生的C.圖丙中電流間的相互作用是通過電流的磁場產(chǎn)生的D.圖丙中電流間的相互作用是通過電荷的電場產(chǎn)生的
解析　題圖甲中，電流對小磁針的作用力是通過電流的磁場產(chǎn)生的；題圖乙中，磁體對通電導(dǎo)線的作用力是通過磁體的磁場產(chǎn)生的；題圖丙中，電流對另一個電流的作用力是通過該電流的磁場產(chǎn)生的.綜上所述，選項B、C正確，A、D錯誤.
考點二　電流的磁場5.下列各圖中，電流及其產(chǎn)生的磁場方向均正確的是
6.(多選)導(dǎo)線中分別通入圖示方向的電流，小磁針靜止時N極垂直紙面向里的是
解析　A圖中，通電直導(dǎo)線中的電流從左向右，根據(jù)右手螺旋定則，電流在小磁針?biāo)幍奈恢卯a(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，所以小磁針靜止時N極垂直紙面向里，故A正確；B圖中，根據(jù)右手螺旋定則，磁場的方向為逆時針方向(從上向下看)，所以小磁針靜止時N極垂直紙面向里，故B正確；
C圖中，根據(jù)環(huán)形導(dǎo)線的電流方向，由右手螺旋定則可知，小磁針?biāo)幍奈恢么艌龇较虼怪奔埫嫦蛲?，所以小磁針靜止時N極垂直紙面向外，故C錯誤；D圖中，根據(jù)右手螺旋定則，結(jié)合電流的方向，可知通電螺線管的內(nèi)部磁場方向由右向左，所以小磁針靜止時N極指向左，故D錯誤.
7.兩根非?？拷一ハ啻怪辈⒒ハ嘟^緣的長直導(dǎo)線，當(dāng)通以如圖2所示方向的電流時，電流所產(chǎn)生的磁場在導(dǎo)線所在平面內(nèi)的哪個區(qū)域內(nèi)方向是一致且向里的A.區(qū)域Ⅰ B.區(qū)域ⅡC.區(qū)域Ⅲ D.區(qū)域Ⅳ
解析　由安培定則可知，I1電流在其上方產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，I2電流在其右方產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，故只有在區(qū)域Ⅰ，兩個電流產(chǎn)生的磁場才都向里，選項A正確.
8.通電螺線管附近放置四個小磁針，如圖3所示，當(dāng)小磁針靜止時，圖中小磁針的指向正確的是(涂黑的一端為N極)A.a B.bC.c D.d
解析　由安培定則判斷出螺線管的左側(cè)相當(dāng)于條形磁體的N極，右側(cè)相當(dāng)于S極，故在小磁針a、c、d處磁場方向水平向左，小磁針b處磁場方向水平向右，小磁針靜止時N極應(yīng)沿磁感線方向，只有小磁針b指向正確，選項B正確.
考點三　安培分子電流假說9.小華同學(xué)在探究磁極間的相互作用時，不小心將條形磁體掉在了地上，當(dāng)小華把條形磁體拾起來再次進(jìn)行實驗時，發(fā)現(xiàn)該條形磁體失去了磁性.則下列說法正確的是A.由安培分子電流假說可知，條形磁體中的分子電流消失了B.由安培分子電流假說可知，條形磁體中的分子電流的取向變得一致了C.由安培分子電流假說可知，條形磁體中的分子電流的取向變得雜亂無 章了D.由安培分子電流假說可知，條形磁體中的分子電流強度減弱了
解析　由安培分子電流假說可知，原來有磁性的物體，經(jīng)過高溫、劇烈震動等作用后分子電流的取向重新變得雜亂無章，分子電流仍然存在且強度也沒有發(fā)生變化，但分子電流產(chǎn)生的磁場相互抵消，這樣物體就會失去磁性，C正確.
10.安培觀察到通電螺線管的磁場和條形磁體的磁場很相似，提出了分子電流假說.他認(rèn)為，在物質(zhì)內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流——分子電流(分子電流實際上是由原子內(nèi)部電子繞核運動形成的)，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極，如圖4所示.下列將分子電流(箭頭表示電子運動方向)等效為小磁體的圖示中正確的是
解析　做圓周運動的電荷帶負(fù)電，則環(huán)形電流方向與其運動方向相反，根據(jù)安培定則可知其左側(cè)為N極，選項B對.
11.如圖5所示，直導(dǎo)線AB、螺線管E、U形磁體D三者相距較遠(yuǎn)，磁場相互不影響，開關(guān)閉合后，小磁針N極(黑色一端)指示磁場方向正確的是A.a B.b C.c D.d
解析　小磁針N極的指向為磁感線方向，直導(dǎo)線AB部分，電流從上到下，所以從上往下看，直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場方向應(yīng)為順時針方向，所以小磁針a的N極應(yīng)指向紙面外，A錯誤；
在通電螺線管E部分，由安培定則可知，在內(nèi)部磁感線從右到左，故右端為螺線管S極，左端為N極，在外部磁感線從N極到S極，所以小磁針b的N極應(yīng)向右，小磁針c的N極向左，B錯誤，C正確；在U形磁體D部分，由安培定則可知，左端為S極，右端為N極，在外部磁場方向從右端指向左端，所以小磁針d的N極應(yīng)向左，D錯誤.
12.(多選)如圖6所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針上方.若帶電粒子飛過小磁針上方的瞬間，小磁針N極向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)，則帶電粒子可能是A.向右飛行的正離子束B.向左飛行的正離子束C.向右飛行的負(fù)離子束D.向左飛行的負(fù)離子束
解析　由小磁針N極向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)知，粒子束下方磁感線垂直紙面向里，由安培定則可知，小磁針上方的直線電流方向向右，則帶電粒子可能是向右飛行的正離子束，也可能是向左飛行的負(fù)離子束，故A、D正確.
13.(2020·江蘇淮安期中)1876年美國物理學(xué)家羅蘭完成了著名的“羅蘭實驗”.此實驗可簡化為將大量的負(fù)電荷加在一個橡膠圓盤邊緣上，然后在圓盤附近懸掛一個小磁針，將圓盤繞中心軸按如圖7所示方向高速旋轉(zhuǎn)時，就會發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，忽略地磁場對小磁針的影響.下列說法錯誤的是A.小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電流會產(chǎn)生磁場B.圓盤中心軸處的磁場方向向下C.當(dāng)小磁針位于圓盤的左上方時，它的N極向左側(cè)偏轉(zhuǎn)D.當(dāng)小磁針位于圓盤的左下方時，它的N極向右側(cè)偏轉(zhuǎn)
解析　由題意可知，小磁針受到磁場力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，原因是電荷的定向移動形成電流，電流周圍產(chǎn)生磁場，A正確；
圓盤帶負(fù)電，根據(jù)安培定則可知，產(chǎn)生的磁場方向向上，故圓盤上方為N極，圓盤下方為S極，B錯誤；當(dāng)小磁針處于圓盤的左上方時，因圓盤上方為N極，則小磁針的N極向左側(cè)偏轉(zhuǎn)，C正確；當(dāng)小磁針處于圓盤的左下方時，因圓盤下方為S極，則小磁針的N極向右側(cè)偏轉(zhuǎn)，D正確.
14.如圖8所示，橡膠圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷，當(dāng)圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動，以下說法正確的是A.a、b、c的N極都向紙內(nèi)轉(zhuǎn)B.b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)C.b、c的N極都向紙內(nèi)轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn)D.b的N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)

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高中物理人教版 (2019)必修 第三冊電子課本

1 磁場 磁感線

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修 第三冊

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