资源简介

1．磁场　磁感线
【素养目标】　1．知道磁场的概念，知道磁体与磁体之间、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。2．理解磁感线的概念，知道磁感线的特点。3．理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向。
知识点一　电和磁的联系　磁场
【情境导入】　观察下列三幅图片，图甲中的小磁针为什么会发生偏转？图乙中的通电导线为什么会运动起来？图丙中通电导线之间的相互作用是怎样发生的？
提示：小磁针发生偏转、通电导线运动起来、通电导线间相互吸引或排斥都是受到了力的作用；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，都是通过磁场发生的。
【基础梳理】
1．磁极之间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
2．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的上方，通电时小磁针发生了转动。
实验意义：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系。
3．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。磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着，但客观存在的物质。
关于磁场，下列说法正确的是(　　)
A．磁体与磁体之间是直接发生作用的
B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种物质
C．磁场是客观存在的一种特殊物质
D．磁场的存在与否取决于人的主观思想，想其有则有，想其无则无
答案：C
解析：磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁体和磁体之间、磁体和电流之间、电流和电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫作磁场。磁场对放入其中的磁体或电流能产生力的作用，它的存在是不以人的主观思想而改变的，是一种客观存在的物质。故选C。
1．磁场的性质
(1)磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质。存在于磁体、通电导体、运动电荷、变化电场和地球的周围。
(2)磁场的基本性质：对放入其中的磁极、通电导体、运动电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的。
2．电场与磁场的比较
场 电场 磁场
场源 电荷 磁体、电流
基本性质 对放入其中的电荷有静电力的作用 对放入其中的磁体、通电导体、运动电荷有磁场力的作用
相同点 磁场和电场都是客观存在的特殊物质
　　
针对练．奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方，导线两端与一电池相连。接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。奥斯特采用控制变量法，继续研究了导线直径、导线材料、电源等因素对小磁针偏转情况的影响。他能得到的实验结果有(　　)
A．减小白金丝直径，小磁针不能偏转
B．用铜导线替换白金丝，小磁针仍能偏转
C．减小电源电动势，小磁针一定不能偏转
D．增大电源内阻，小磁针一定不能偏转
答案：B
解析：减小导线直径，导线中仍存在电流，其产生的磁场仍能使小磁针偏转，故A错误；白金丝导线换成铜导线，导线中仍存在电流，其产生的磁场仍能使小磁针偏转，故B正确；减小电源电动势或增大电源内阻，只要导线中有电流，小磁针还是会发生偏转，故C、D错误。故选B。
第十三章　电磁感应与电磁波初步　[教师用书]
[教师用书]　物理·必修　第三册
知识点二　磁感线
【情境导入】用小磁针和铁屑演示条形磁体周围的磁场分布如图所示，思考下面问题。
电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来形象地描述呢？
提示：磁场可以用磁感线来形象地描述。
【基础梳理】
1．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指方向就是该点磁场的方向。
2．磁感线
(1)定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。
(2)特点
①磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁场强的地方，磁感线较密；磁场弱的地方，磁感线较疏。
②磁感线某点的切线方向表示该点磁场的方向。
【探究归纳】
1．常见磁体的磁场
2．磁感线的特点
(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱，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。
(2)磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。
(3)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由N极到S极，在磁体内部由S极到N极。
(4)磁感线在空间不能相交，不能相切，也不能中断。
3．磁感线与电场线的比较
比较项目 磁感线 电场线
相 同 点 意义 为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线 为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线
方向 线上各点的切线方向就是该点的磁场方向 线上各点的切线方向就是该点的电场方向
疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱
特点 在空间不相交、不相切、不中断 除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断
不同点 闭合曲线(磁体内部S极→N极，外部N极→S极) 不闭合曲线(始于正电荷或无限远，止于无限远或负电荷)
如图表示蹄形磁体周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是(　　)
A．a、b两处的磁场强弱相等
B．a、b两处的磁场强弱不相等，b处较强
C．蹄形磁体的磁感线起始于蹄形磁体的N极，终止于蹄形磁体的S极
D．a处没有磁感线，所以该处没有磁场
答案：B
解析：没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在，故D错误；由题图可知，b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，磁感线较密处磁场较强，则b处磁场较强，故A错误，B正确；磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，故C错误。故选B。
针对练1．(多选)下列关于电场线和磁感线的说法中正确的是(　　)
A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线
B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的
C．电场线是不闭合曲线，而磁感线是闭合曲线
D．电场线越密的地方，电场越强；磁感线越密的地方，磁场越强
答案：CD
解析：电场线与磁感线分别是为了形象地描述电场和磁场而引入的假想曲线，实际并不存在，A错误。两种线上各点的切线方向均表示相应的场方向，则两种线都不会相交，B错误。电场线始于正电荷或无限远处，止于无限远处或负电荷；磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，是闭合曲线，C正确。电场线越密，表示该处电场越强；磁感线越密，表示该处磁场越强，D正确。故选CD。
针对练2．某磁场的磁感线如图所示，则下列说法中正确的是(　　)
A．过M点的磁感线的切线方向和该点的磁场方向垂直
B．M点的磁场比N点的磁场弱
C．M点的磁场比N点的磁场强
D．M点的磁场方向和N点的磁场方向相同
答案：C
解析：过M点的磁感线的切线方向和该点的磁场方向相同，A错误；磁感线越密集的地方磁场越强，则M点的磁场比N点的磁场强，B错误，C正确；过磁场中某点的磁感线的切线方向是该点磁场的方向，因M点切线方向与N点的切线方向不同，则M点的磁场方向和N点的磁场方向不相同，D错误。故选C。
知识点三　安培定则
【情境导入】如图是电路没接通时两个小磁针静止时的指向。(1在螺线管外部，2在螺线管内部)
(1)电路接通后，两个小磁针静止时的N极指向一致吗？
(2)同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的规律在通电螺线管内部适用吗？
提示：(1)不一致。(2)不适用。
【基础梳理】
1．安培定则
(1)直线电流的磁场
安培定则：如图甲所示，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。直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示。
(2)环形电流的磁场
安培定则：如图丙所示，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。环形电流周围的磁感线分布情况如图丁所示。
(3)通电螺线管的磁场
安培定则：如图戊所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向。
2．安培分子电流假说
(1)法国物理学家安培提出：在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极(如图所示)。
(2)当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性。
【师生互动】　任务1．如图所示，a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些小磁针静止时，判断小磁针N极的指向。
任务2．为什么无论把磁棒折成多小的一段，它总有两个磁极？
提示：任务1．a的N极指向左，b与c的N极指向右。
任务2．磁棒中每个分子电流的两个侧面，一面相当于N极，另一面相当于S极。磁棒中分子电流的取向大致相同，对外显磁性。无论把磁棒折成多小的一段，均不能改变磁棒的这种分子结构，所以磁棒总有两个磁极。
【探究归纳】
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
磁感线是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
环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通电 螺线管
内部磁场为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁体的磁场，方向由N极指向S极
(2026·江苏省高二上学期学业水平调研)下列各图中，已标出电流及电流产生磁场的方向，其中正确的是(　　)
答案：D
解析：由于电流的方向竖直向上， 根据安培定则可知， 右边磁场方向垂直纸面向里，左边磁场方向垂直纸面向外，故A错误；直线电流的方向竖直向上， 根据安培定则可知， 直线电流产生的磁场方向(从上向下看)为逆时针方向，故B错误；根据安培定则可知， 螺线管内部的磁场方向向右，故C错误；从上往下看，环形电流的方向为逆时针方向， 根据安培定则可知， 磁场的方向向上，故D正确。故选D。
(多选)下列说法正确的是(　　)
A．奥斯特提出“分子电流”假说，认为磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生
B．安培提出“分子电流”假说，认为磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生
C．根据“分子电流”假说，磁体受到强烈震动时磁性会减弱
D．根据“分子电流”假说，磁体在高温条件下磁性会减弱
答案：BCD
解析：“分子电流”假说是安培提出来的，故A错误；根据安培的“分子电流”假说可知，磁体及通电导线的磁场是由内部运动的电荷产生的磁场叠加而成的，故B正确；磁体在高温或强烈震动下分子电流的取向会变得杂乱，从而使磁性减弱，故C、D正确。故选BCD。
针对练1．(2026·辽宁省沈阳市学业水平考试模拟)当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时N极指向读者的是(　　)
答案：C
解析：通电直导线电流方向从左向右，根据安培定则可知，小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时N极背向读者，故A错误；通电直导线电流方向竖直向上，根据安培定则可知，磁场的方向为逆时针方向(从上向下看)，因此小磁针静止时N极不指向读者，故B错误；环形导线的电流方向如选项图C所示，根据安培定则可知，小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时N极指向读者，故C正确；根据安培定则结合电流的方向可知，通电螺线管的内部磁场方向由右向左，则小磁针静止时N极指向左方，故D错误。故选C。
针对练2．安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场很相似，提出了“分子电流”假说。他认为，在物质内部存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子绕核运动形成的，如图所示)，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。下列小磁体与图中分子电流(箭头表示电子运动方向)等效的是(　　)
答案：B
解析：绕核运动的电子带负电，则分子电流方向与其运动方向相反，根据安培定则可知其左侧为N极。故选B。
课时测评27　磁场　磁感线
(时间：30分钟　满分：70分)
(选择题1－14题，每题5分，共70分)
1．下列关于磁场的说法中，正确的是(　　)
A．只有磁体周围才存在磁场
B．磁场是为了解释磁体间的相互作用而人为规定的
C．磁场只有在磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间发生相互作用时才产生
D．磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间都是通过磁场发生相互作用的
答案：D
解析：磁场存在于磁体、通电导体、运动电荷、变化电场和地球周围，故A错误；磁场是实际存在的，不是假想的，而磁感线是假想的，故B错误；磁场存在于磁体和通电导体周围，即使没有发生相互作用，磁场仍然是存在的，故C错误；磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间都是通过磁场发生相互作用的，故D正确。故选D。
2．奥斯特实验是科学历史上的经典实验，它的价值在于直接证实了(　　)
A．磁场的存在
B．导体周围存在磁场
C．通电导体周围存在磁场
D．磁场对通电导体有力的作用
答案：C
解析：奥斯特实验直接证实了通电导体周围存在磁场，从而使得通电导体正下方的小磁针发生了偏转。故选C。
3．下列关于磁场和磁感线的描述，正确的是(　　)
A．磁体之间只有发生相互作用时才有磁场存在
B．磁感线可以形象地表示磁场的强弱与方向
C．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止
D．磁感线就是细铁屑在磁体周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁场
答案：B
解析：无论磁体间是否发生相互作用，磁场都是存在的，A错误；磁感线是人为假想的曲线，磁感线可以形象地表示磁场的强弱与方向，B正确；磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从磁体的N极出发，回到S极，在磁体内部，从S极到N极，C错误；用细铁屑在磁体周围排列出的曲线可以模拟磁感线，没有细铁屑的地方同样有磁场，D错误。故选B。
4．如图是条形磁体的部分磁感线分布示意图，关于图中a、b两点磁场的描述，正确的是(　　)
A．a点的磁场方向为图中Ba指向
B．b点的磁场方向为图中Bb指向
C．a点的磁场比b点强
D．a点的磁场比b点弱
答案：C
解析：磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向，题图中a、b两点的磁场方向均是错误的，故A、B错误；磁感线的疏密表示磁场的强弱，a点的磁感线较密，则a点的磁场比b点强，故C正确，D错误。故选C。
5．(多选)关于电流及电流周围产生的磁场分布，下列各图中正确的是(　　)
答案：BD
解析：由安培定则可知，磁感应强度B的方向应为逆时针方向，故A错误；由安培定则可知，直导线右侧磁感应强度方向垂直纸面向内，左侧磁感应强度方向垂直纸面向外，故B正确；由安培定则可知，从上往下看，直导线周围环形磁场方向应为顺时针，故C错误；由安培定则可知，题图中磁场方向垂直纸面向里，故D正确。故选BD。
6．(多选)奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应，一个可自由转动的小磁针放在金属导线正下方，导线两端与一电池相连，接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。下列说法正确的是(　　)
A．接通电源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从左向右
B．接通电源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从右向左
C．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向外转
D．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向里转
答案：AD
解析：小磁针上方导线左端与电池正极相连，接通电源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从左向右，故A正确，B错误；根据安培定则可知，导线下方的磁场方向垂直纸面向里，则接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向里转，故C错误，D正确。故选AD。
7．(2026·广东省江门市高二上期末)如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关后，三只小磁针N极(灰色一端)的偏转方向是(　　)
A．全向里
B．全向外
C．a向里，b、c向外
D．a、c向外，b向里
答案：D
解析：由题图可知，环形导线中的电流方向为顺时针方向。根据安培定则可知，环形导线内部磁感线方向向里，由于磁感线是闭合的，所以环形导线外部磁感线方向向外，可知a、c的N极向外偏转，b的N极向里偏转。故选D。
8．某兴趣小组将带绝缘胶皮的导线绕在一颗铁钉上制成一个简易的电磁铁，铁钉的正上方放置的小磁针稳定后如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．铁钉右端为电磁铁的S极
B．导线中电流从B端流入，A端流出
C．小磁针所在位置的磁场方向水平向左
D．增大导线中的电流，小磁针的N极将指向A端
答案：A
解析：放置在磁场中的小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向，则小磁针所在位置的磁场方向水平向右，增大导线中的电流，磁场方向不变，小磁针N极的指向不变，故C、D错误；由安培定则结合题图知，铁钉右端为电磁铁的S极，电流从A端流入，B端流出，故A正确，B错误。故选A。
9．如图所示，一枚小磁针放在半圆形导线环的环心O处，当导线中通以如图所示方向的电流时，小磁针(　　)
A．沿顺时针方向转动
B．不会转动
C．N极转向纸外，S极转向纸里
D．N极转向纸里，S极转向纸外
答案：D
解析：由安培定则可知，环形电流内部磁场方向垂直纸面向里，则小磁针N极转向纸里，S极转向纸外。故选D。
10．(2026·河南省南阳市高二上期末)铁环上绕有对称的绝缘通电导线，电流方向如图所示，则(　　)
A．铁环中心O点的磁场方向向左
B．铁环中心O点的磁场方向向右
C．铁环正上方的A点磁场方向向下
D．铁环正下方的B点磁场方向向上
答案：D
解析：将通电导线视为两部分，即看作两个左右对称放置的通电螺线管。由安培定则可知，左右两边螺线管的磁场上端均为N极，下端均为S极，根据通电螺线管周围空间磁感线的分布特点，可知O点磁场方向向下，铁环正上方的A点磁场方向向上，铁环正下方的B点磁场方向向上。故选D。
11．如图所示的装置中，当接通电源后，小磁针A的指向如图所示，则(　　)
A．小磁针B的N极向纸外转
B．小磁针B的N极向纸里转
C．小磁针B不转动
D．因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动
答案：A
解析：根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知通电螺线管的左端是S极，右端是N极；根据安培定则可判断出电流从螺线管的左端流入，从右端流出，所以电源的左端是正极，右端是负极。由题图可知小磁针B在通电直导线产生的磁场中，根据安培定则可知小磁针B的N极向纸外转。故选A。
12．如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距很远，开关闭合后，小磁针N极(黑色一端)指向正确的是(　　)
A．a B．b
C．c D．d
答案：C
解析：小磁针N极的指向为磁场方向，直导线AB部分，电流从上到下，所以从上往下看，直导线产生的磁场方向应为顺时针方向，所以小磁针a的N极应指向纸面外，A错误；在通电螺线管E部分，由安培定则可知在内部磁感线从右到左，故右端为螺线管S极，左端为N极，在外部磁感线从N极到S极，所以小磁针b的N极应向右，小磁针c的N极应向左，B错误，C正确；在电磁铁D部分，由安培定则可知，左端为S极，右端为N极，外部磁场方向从右端指向左端，所以小磁针d的N极应向左，D错误。故选C。
13．(多选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是(　　)
A．地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行
B．地磁S极在地理北极附近，地磁N极在地理南极附近
C．若地磁场是由地球自转引起，可以判断出地球是带负电的
D．地磁场的磁感线是不闭合的
答案：BC
解析：只有在地球赤道上方位置，地磁场方向才与地面平行，故A错误；地磁S极在地理北极附近，地磁N极在地理南极附近，故B正确；地球自转方向自西向东，地磁N极在地理南极附近，由安培定则可知，若地磁场是由地球自转引起，地球是带负电的，故C正确；地磁场的磁感线是闭合的，在地球外部从地磁N极到地磁S极，内部从地磁S极到地磁N极，故D错误。故选BC。
14．(多选)如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方。若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间，小磁针N极向纸面内偏转，则带电粒子可能是(　　)
A．向右飞行的正离子束
B．向左飞行的正离子束
C．向右飞行的负离子束
D．向左飞行的负离子束
答案：AD
解析：由小磁针N极向纸面内偏转可知，粒子束下方磁场垂直纸面向里，由安培定则可知，小磁针上方的电流方向向右，则带电粒子可能是向右飞行的正离子束，也可能是向左飞行的负离子束。故选AD。(共59张PPT)
1．磁场　磁感线
　　　　
第十三章　电磁感应与电磁波初步
1．知道磁场的概念，知道磁体与磁体之间、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。
2．理解磁感线的概念，知道磁感线的特点。
3．理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向。
素养目标
知识点一　电和磁的联系　磁场
1
知识点二　磁感线
2
知识点三　安培定则
3
内容索引
课时测评
4
知识点一　电和磁的联系　磁场
情境导入　观察三幅图片，图甲中
的小磁针为什么会发生偏转？图乙
中的通电导线为什么会运动起来？
图丙中通电导线之间的相互作用是
怎样发生的？
提示：小磁针发生偏转、通电导线运动起来、通电导线间相互吸引或排斥都是受到了力的作用；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，都是通过磁场发生的。
自主学习
基础梳理　
1．磁极之间的相互作用：同名磁极相互______，异名磁极相互______。
2．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的_____，通电时小磁针发生了转动。
实验意义：奥斯特实验发现了电流的________，即电流可以产生磁场，首次揭示了_______的联系。
3．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______发生的。磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着，但客观存在的______。
排斥
吸引
上方
磁效应
电与磁
磁场
物质
关于磁场，下列说法正确的是
A．磁体与磁体之间是直接发生作用的
B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种物质
C．磁场是客观存在的一种特殊物质
D．磁场的存在与否取决于人的主观思想，想其有则有，想其无则无
课堂探究
√
例1
磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁体和磁体之间、磁体和电流之间、电流和电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫作磁场。磁场对放入其中的磁体或电流能产生力的作用，它的存在是不以人的主观思想而改变的，是一种客观存在的物质。故选C。
1．磁场的性质
(1)磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质。存在于磁体、通电导体、运动电荷、变化电场和地球的周围。
(2)磁场的基本性质：对放入其中的磁极、通电导体、运动电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的。
总结提升
2．电场与磁场的比较
总结提升
场 电场 磁场
场源 电荷 磁体、电流
基本性质 对放入其中的电荷有静电力的作用 对放入其中的磁体、通电导体、运动电荷有磁场力的作用
相同点 磁场和电场都是客观存在的特殊物质
针对练．奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方，导线两端与一电池相连。接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。奥斯特采用控制变量法，继续研究了导线直径、导线材料、电源等因素对小磁针偏转情况的影响。他能得到的实验结果有
A．减小白金丝直径，小磁针不能偏转
B．用铜导线替换白金丝，小磁针仍能偏转
C．减小电源电动势，小磁针一定不能偏转
D．增大电源内阻，小磁针一定不能偏转
√
减小导线直径，导线中仍存在电流，其产生的磁
场仍能使小磁针偏转，故A错误；白金丝导线换
成铜导线，导线中仍存在电流，其产生的磁场仍
能使小磁针偏转，故B正确；减小电源电动势或
增大电源内阻，只要导线中有电流，小磁针还是
会发生偏转，故C、D错误。故选B。
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知识点二　磁感线
情境导入　用小磁针和铁屑演示条形磁体周围的磁场分布如图所示，思考下面问题。
电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来形象地描述呢？
提示：磁场可以用磁感线来形象地描述。
自主学习
基础梳理　
1．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时______所指方向就是该点磁场的方向。
2．磁感线
(1)定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的_________都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。
(2)特点
①磁感线的______表示磁场的强弱，磁场强的地方，磁感线______；磁场弱的地方，磁感线______。
②磁感线某点的__________表示该点磁场的方向。
N极
切线方向
疏密
较密
较疏
切线方向
探究归纳　
1．常见磁体的磁场
课堂探究
2．磁感线的特点
(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱，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。
(2)磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。
(3)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由N极到S极，在磁体内部由S极到N极。
(4)磁感线在空间不能相交，不能相切，也不能中断。
3．磁感线与电场线的比较
比较项目 磁感线 电场线
相 同 点 意义 为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线 为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线
方向 线上各点的切线方向就是该点的磁场方向 线上各点的切线方向就是该点的电场方向
疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱
特点 在空间不相交、不相切、不中断 除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断
不同点 闭合曲线(磁体内部S极→N极，外部N极→S极) 不闭合曲线(始于正电荷或无限远，止于无限远或负电荷)
如图表示蹄形磁体周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是
A．a、b两处的磁场强弱相等
B．a、b两处的磁场强弱不相等，b处较强
C．蹄形磁体的磁感线起始于蹄形磁体的N极，终止于蹄
形磁体的S极
D．a处没有磁感线，所以该处没有磁场
√
例2
没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在，故D错误；由题图可知，b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，磁感线较密处磁场较强，则b处磁场较强，故A错误，B正确；磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，故C错误。故选B。
针对练1．(多选)下列关于电场线和磁感线的说法中正确的是
A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线
B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的
C．电场线是不闭合曲线，而磁感线是闭合曲线
D．电场线越密的地方，电场越强；磁感线越密的地方，磁场越强
√
√
电场线与磁感线分别是为了形象地描述电场和磁场而引入的假想曲线，实际并不存在，A错误。两种线上各点的切线方向均表示相应的场方向，则两种线都不会相交，B错误。电场线始于正电荷或无限远处，止于无限远处或负电荷；磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，是闭合曲线，C正确。电场线越密，表示该处电场越强；磁感线越密，表示该处磁场越强，D正确。故选CD。
针对练2．某磁场的磁感线如图所示，则下列说法中正确的是
A．过M点的磁感线的切线方向和该点的磁场方向垂直
B．M点的磁场比N点的磁场弱
C．M点的磁场比N点的磁场强
D．M点的磁场方向和N点的磁场方向相同
√
过M点的磁感线的切线方向和该点的磁场方向相同，A错误；磁感线越密集的地方磁场越强，则M点的磁场比N点的磁场强，B错误，C正确；过磁场中某点的磁感线的切线方向是该点磁场的方向，因M点切线方向与N点的切线方向不同，则M点的磁场方向和N点的磁场方向不相同，D错误。故选C。
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知识点三　安培定则
情境导入　如图是电路没接通时两个小磁针静止时的指向。(1在螺线管外部，2在螺线管内部)
(1)电路接通后，两个小磁针静止时的N极指向一致吗？
提示：不一致。
(2)同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的规律在通电螺线管内部适用吗？
提示：不适用。
自主学习
基础梳理　
1．安培定则
(1)直线电流的磁场
安培定则：如图甲所示，用_____握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，____________所指的方向就是磁感线环绕的方向。直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示。
右手
弯曲的四指
(2)环形电流的磁场
安培定则：如图丙所示，让右手弯曲的______与环形电流的方向一致，______________________就是环形导线轴线上磁场的方向。环形电流周围的磁感线分布情况如图丁所示。
四指
伸直的拇指所指的方向
(3)通电螺线管的磁场
安培定则：如图戊所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与___________________一致，伸直的拇指所指的方向就是_____________磁场的方向。
螺线管电流的方向
螺线管轴线上
2．安培分子电流假说
(1)法国物理学家安培提出：在物质内部，存在着一种环形
电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小
的磁体，它的两侧相当于两个______(如图所示)。
(2)当铁棒中分子电流的取向__________时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得__________时，铁棒对外不显磁性。
磁极
大致相同
杂乱无章
师生互动　任务1．如图所示，a、b、c三枚小磁针
分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些
小磁针静止时，判断小磁针N极的指向。
提示：a的N极指向左，b与c的N极指向右。
任务2．为什么无论把磁棒折成多小的一段，它总有两个磁极？
提示：磁棒中每个分子电流的两个侧面，一面相当于N极，另一面相当于S极。磁棒中分子电流的取向大致相同，对外显磁性。无论把磁棒折成多小的一段，均不能改变磁棒的这种分子结构，所以磁棒总有两个磁极。
课堂探究
探究归纳　
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
磁感线是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
环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通电 螺线管
内部磁场为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁体的磁场，方向由N极指向S极
(2026·江苏省高二上学期学业水平调研)下列各图中，已标出电流及电流产生磁场的方向，其中正确的是
例3
√
由于电流的方向竖直向上， 根据安培定则可知， 右边磁场方向垂直纸面向里，左边磁场方向垂直纸面向外，故A错误；直线电流的方向竖直向上， 根据安培定则可知， 直线电流产生的磁场方向(从上向下看)为逆时针方向，故B错误；根据安培定则可知， 螺线管内部的磁场方向向右，故C错误；从上往下看，环形电流的方向为逆时针方向， 根据安培定则可知， 磁场的方向向上，故D正确。故选D。
(多选)下列说法正确的是
A．奥斯特提出“分子电流”假说，认为磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生
B．安培提出“分子电流”假说，认为磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生
C．根据“分子电流”假说，磁体受到强烈震动时磁性会减弱
D．根据“分子电流”假说，磁体在高温条件下磁性会减弱
√
√
例4
√
“分子电流”假说是安培提出来的，故A错误；根据安培的“分子电流”假说可知，磁体及通电导线的磁场是由内部运动的电荷产生的磁场叠加而成的，故B正确；磁体在高温或强烈震动下分子电流的取向会变得杂乱，从而使磁性减弱，故C、D正确。故选BCD。
针对练1．(2026·辽宁省沈阳市学业水平考试模拟)当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时N极指向读者的是
√
通电直导线电流方向从左向右，根据安培定则可知，小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时N极背向读者，故A错误；通电直导线电流方向竖直向上，根据安培定则可知，磁场的方向为逆时针方向(从上向下看)，因此小磁针静止时N极不指向读者，故B错误；环形导线的电流方向如选项图C所示，根据安培定则可知，小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时N极指向读者，故C正确；根据安培定则结合电流的方向可知，通电螺线管的内部磁场方向由右向左，则小磁针静止时N极指向左方，故D错误。故选C。
针对练2．安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场很相似，提出了“分子电流”假说。他认为，在物质内部存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子绕核运动形成的，如图所示)，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。下列小磁体与图中分子电流(箭头表示电子运动方向)等效的是
√
绕核运动的电子带负电，则分子电流方向与其运动方向相反，根据安培定则可知其左侧为N极。故选B。
课堂回眸
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课时测评
1．下列关于磁场的说法中，正确的是
A．只有磁体周围才存在磁场
B．磁场是为了解释磁体间的相互作用而人为规定的
C．磁场只有在磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间发生相互作用时才产生
D．磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间都是通过磁场发生相互作用的
√
基础排查
磁场存在于磁体、通电导体、运动电荷、变化电场和地球周围，故A错误；磁场是实际存在的，不是假想的，而磁感线是假想的，故B错误；磁场存在于磁体和通电导体周围，即使没有发生相互作用，磁场仍然是存在的，故C错误；磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间都是通过磁场发生相互作用的，故D正确。故选D。
2．奥斯特实验是科学历史上的经典实验，它的价值在于直接证实了
A．磁场的存在
B．导体周围存在磁场
C．通电导体周围存在磁场
D．磁场对通电导体有力的作用
奥斯特实验直接证实了通电导体周围存在磁场，从而使得通电导体正下方的小磁针发生了偏转。故选C。
√
3．下列关于磁场和磁感线的描述，正确的是
A．磁体之间只有发生相互作用时才有磁场存在
B．磁感线可以形象地表示磁场的强弱与方向
C．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止
D．磁感线就是细铁屑在磁体周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁场
√
无论磁体间是否发生相互作用，磁场都是存在的，A错误；磁感线是人为假想的曲线，磁感线可以形象地表示磁场的强弱与方向，B正确；磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从磁体的N极出发，回到S极，在磁体内部，从S极到N极，C错误；用细铁屑在磁体周围排列出的曲线可以模拟磁感线，没有细铁屑的地方同样有磁场，D错误。故选B。
4．如图是条形磁体的部分磁感线分布示意图，关于图中a、b两点磁场的描述，正确的是
A．a点的磁场方向为图中Ba指向
B．b点的磁场方向为图中Bb指向
C．a点的磁场比b点强
D．a点的磁场比b点弱
磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向，题图中a、b两点的磁场方向均是错误的，故A、B错误；磁感线的疏密表示磁场的强弱，a点的磁感线较密，则a点的磁场比b点强，故C正确，D错误。故选C。
√
5．(多选)关于电流及电流周围产生的磁场分布，下列各图中正确的是
由安培定则可知，磁感应强度B的方向应为逆时针方向，故A错误；由安培定则可知，直导线右侧磁感应强度方向垂直纸面向内，左侧磁感应强度方向垂直纸面向外，故B正确；由安培定则可知，从上往下看，直导线周围环形磁场方向应为顺时针，故C错误；由安培定则可知，题图中磁场方向垂直纸面向里，故D正确。故选BD。
√
√
6．(多选)奥斯特利用如图所示实验装置研究电流
的磁效应，一个可自由转动的小磁针放在金属导
线正下方，导线两端与一电池相连，接通电源瞬
间，小磁针发生了明显偏转。下列说法正确的是
A．接通电源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从左向右
B．接通电源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从右向左
C．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向外转
D．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向里转
√
√
小磁针上方导线左端与电池正极相连，接通电
源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从左向右，
故A正确，B错误；根据安培定则可知，导线
下方的磁场方向垂直纸面向里，则接通电源瞬
间，小磁针N极垂直纸面向里转，故C错误，D正确。故选AD。
7．(2026·广东省江门市高二上期末)如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关后，三只小磁针N极(灰色一端)的偏转方向是
A．全向里
B．全向外
C．a向里，b、c向外
D．a、c向外，b向里
由题图可知，环形导线中的电流方向为顺时针方向。根据安培定则可知，环形导线内部磁感线方向向里，由于磁感线是闭合的，所以环形导线外部磁感线方向向外，可知a、c的N极向外偏转，b的N极向里偏转。故选D。
√
8．某兴趣小组将带绝缘胶皮的导线绕在一颗铁钉上制成一个简易的电磁铁，铁钉的正上方放置的小磁针稳定后如图所示，下列说法正确的是
A．铁钉右端为电磁铁的S极
B．导线中电流从B端流入，A端流出
C．小磁针所在位置的磁场方向水平向左
D．增大导线中的电流，小磁针的N极将指向A端
放置在磁场中的小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向，则小磁针所在位置的磁场方向水平向右，增大导线中的电流，磁场方向不变，小磁针N极的指向不变，故C、D错误；由安培定则结合题图知，铁钉右端为电磁铁的S极，电流从A端流入，B端流出，故A正确，B错误。故选A。
√
9．如图所示，一枚小磁针放在半圆形导线环的环心O处，当导线中通以如图所示方向的电流时，小磁针
A．沿顺时针方向转动
B．不会转动
C．N极转向纸外，S极转向纸里
D．N极转向纸里，S极转向纸外
由安培定则可知，环形电流内部磁场方向垂直纸面向里，则小磁针N极转向纸里，S极转向纸外。故选D。
√
10．(2026·河南省南阳市高二上期末)铁环上绕有对称的绝缘通电导线，电流方向如图所示，则
A．铁环中心O点的磁场方向向左
B．铁环中心O点的磁场方向向右
C．铁环正上方的A点磁场方向向下
D．铁环正下方的B点磁场方向向上
√
综合应用
将通电导线视为两部分，即看作两个左右对称放置的通电
螺线管。由安培定则可知，左右两边螺线管的磁场上端均
为N极，下端均为S极，根据通电螺线管周围空间磁感线的
分布特点，可知O点磁场方向向下，铁环正上方的A点磁场
方向向上，铁环正下方的B点磁场方向向上。故选D。
11．如图所示的装置中，当接通电源后，小磁针A的指向如图所示，则
A．小磁针B的N极向纸外转
B．小磁针B的N极向纸里转
C．小磁针B不转动
D．因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动
√
根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知通电螺线管的左端是S极，右端是N极；根据安培定则可判断出电流从螺线管的左端流入，从右端流出，所以电源的左端是正极，右端是负极。由题图可知小磁针B在通电直导线产生的磁场中，根据安培定则可知小磁针B的N极向纸外转。故选A。
12．如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三
者相距很远，开关闭合后，小磁针N极(黑色一端)指
向正确的是
A．a
B．b
C．c
D．d
√
小磁针N极的指向为磁场方向，直导线AB部分，电流
从上到下，所以从上往下看，直导线产生的磁场方向
应为顺时针方向，所以小磁针a的N极应指向纸面外，
A错误；在通电螺线管E部分，由安培定则可知在内
部磁感线从右到左，故右端为螺线管S极，左端为N
极，在外部磁感线从N极到S极，所以小磁针b的N极
应向右，小磁针c的N极应向左，B错误，C正确；在电磁铁D部分，由安培定则可知，左端为S极，右端为N极，外部磁场方向从右端指向左端，所以小磁针d的N极应向左，D错误。故选C。
13．(多选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早
记载了：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，
不全南也。”地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图
所示。结合上述材料，下列说法正确的是
A．地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行
B．地磁S极在地理北极附近，地磁N极在地理南极附近
C．若地磁场是由地球自转引起，可以判断出地球是带负电的
D．地磁场的磁感线是不闭合的
√
√
只有在地球赤道上方位置，地磁场方向才与地面平行，
故A错误；地磁S极在地理北极附近，地磁N极在地理
南极附近，故B正确；地球自转方向自西向东，地磁N
极在地理南极附近，由安培定则可知，若地磁场是由
地球自转引起，地球是带负电的，故C正确；地磁场的
磁感线是闭合的，在地球外部从地磁N极到地磁S极，内部从地磁S极到地磁N极，故D错误。故选BC。
14．(多选)如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方。若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间，小磁针N极向纸面内偏转，则带电粒子可能是
A．向右飞行的正离子束
B．向左飞行的正离子束
C．向右飞行的负离子束
D．向左飞行的负离子束
由小磁针N极向纸面内偏转可知，粒子束下方磁场垂直纸面向里，由安培定则可知，小磁针上方的电流方向向右，则带电粒子可能是向右飞行的正离子束，也可能是向左飞行的负离子束。故选AD。
√
√
返回
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第十三章　电磁感应与电磁波初步

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