师：同学们，这节课我们一起学习粤教版高二物理必修3第六章第一节磁现象与磁场。本节课学习目标如下：第一，知道磁场的概念，明白磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的作用是通过磁场发生的；第二，理解磁感线的概念，掌握磁感线的特点；第三，理解安培定则，会用它判断电流的磁场方向；第四，了解安培分子电流假说，知晓地磁场的特点。
通过初中学习，我们知道磁性是能够吸引铁质物体的性质。磁体，就是具有磁性的物体；磁极，则是磁体上磁性最强的部分。同学们请看右图，小磁针静止时指南的磁极叫南极，又叫S极；指北的磁极叫北极，又叫N极。磁极间存在相互作用，同名磁极相斥，异名磁极相吸。
现在我们开始认识磁现象。我国古代发现天然磁石能吸引铁器，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的司南，被公认为最早的指南工具。指南针是我国古代四大发明之一。请同学们阅读教材内容，并结合初中知识，列举生活中的磁现象。现代生活中，我们几乎被磁包围，同学们请看图片，例如电视机、电话机、发电机，磁悬浮列车、核磁共振成像、电磁铁等都离不开磁。甚至生物也有磁现象，比如鸽子借助体内的“罗盘”定位等等。磁现象本质是一种相互作用，通过初中所学，我们知道磁体与磁体间有相互作用，那么磁体与通电导体间有没有相互作用呢？请看视频。
1820年，丹麦科学家汉司·克里斯蒂安·奥斯特在研究电和磁时，有了重大发现。他给一根铜棒通上电，把它靠近一根小磁针，发现磁针会转动。这是一个重大时刻，奥斯特第一次证明了电流可以产生磁力。奥斯特实验表明，磁体与通电导体之间有相互作用，说明电流具有磁效应。既然磁体与通电导体之间有相互作用，那么通电导体与通电导体之间是不是也有类似的相互作用呢？请同学们带着两个问题观看视频。问题一：电流方向相同时有什么实验现象？问题二：电流方向相反时有什么实验现象？
这是安培力演示器，它有两根安装在轴上的直导线。现在我们把它们并联在电路上，即电流方向相同。通电后观察到两导线相互吸引而靠拢；改变电路的连接方式，使两导线串联，即两者电流方向相反，通电后观察到两者相互排斥。实验表明，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。由于电流具有磁效应，所以通电导体之间的相互作用也是磁作用。现在我们已经知道磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间都有相互作用，那么这种相互作用是如何发生的呢？我们知道电荷之间的相互作用是通过电场这种媒介发生的。与此类似，磁相互作用是通过磁场发生的。同学们请看，磁体激发磁场，对放入其中的磁体和电流产生作用；电流激发磁场，对放入其中的电流和磁体产生作用，即所有磁相互作用都是通过磁场发生的。
磁场和电场一样，看不见摸不着。为了形象地描述它，英国物理学家法拉第引入了磁感线。在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致。请看右图，为了看见磁场，法拉第想了一个好办法，他在纸板上均匀地撒上细铁屑，在其下方放置磁铁，然后轻敲纸板，磁化后的铁屑在磁力的作用下重新沿着磁场方向排列，清楚地呈现出磁感线。现在我们按照法拉第的方法研究各类磁场的磁感线。请看左图，在条形磁铁上方放置一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑就在磁场里磁化成了小磁针。轻敲玻璃板，铁屑就会有规则地排列起来。因此我们可以画出条形磁铁磁感线，如右图所示，它的特点是两极比较密，中间稀疏，外部由N极出发回到S极。应用同样的方法研究蹄形磁铁周围的磁场，它的磁感线分布如右图所示，特点同样是两极比较密，中间稀疏，外部由N极出发回到S极。直线电流周围磁场中铁屑的分布情况如左图所示，它的磁感线分布如右图所示。
如何判断直线电流方向与磁感线方向之间的关系呢？安培定则很好地解决了这个问题。安培定则也叫右手螺旋定则，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。通过安培定则分析，我们发现直线电流周围的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。在应用直线电流的安培定则判断磁感线环绕方向时，我们要注意它对应的立体图、横截面图和纵截面图。环形电流周围磁场中铁屑的分布情况如左图所示，它的磁感线分布如右图所示。
如何判断环形电流中心轴线上磁感线方向与电流方向之间的关系呢？我们可以使用环形电流的安培定则，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。通过安培定则分析，我们发现环形电流内部的磁场方向与外部相反，磁感线越往外越稀疏，磁场越弱。在应用环形电流的安培定则判断磁感线环绕方向时，我们要了解它对应的立体图、横截面图、纵截面图。
通电螺线管外部磁场中铁屑的分布情况如左图所示，它的磁感线分布如右图所示。如何判断通电螺线管内外部磁感线方向与电流方向之间的关系呢？我们可以使用通电螺线管的安培定则，用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。通过安培定则分析，我们发现通电螺线管内部是匀强磁场，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁铁的磁场，方向由N极回到S极。在应用螺线管安培定则判断磁感线环绕方向时，我们要熟悉它对应的立体图、横截面图以及纵截面图。为了进一步巩固有关磁感线的知识，完成以下两道例题。
例题一：如下图所示，AB是直线电流的磁场截面图，CD是环形电流的磁场截面图，EF是螺线管电流的磁场截面图，请在各图中补画出电流方向或磁感线方向。特别提醒同学们注意，题图中小圆圈中加一个叉代表的是电流方向向里的通电直导线；纵剖面图小圆圈中加一个点代表的是电流方向向外的通电直导线。解析如下：根据直线电流的安培定则，大拇指和电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，可以确定题图a中电流方向垂直纸面向里，b中电流方向从下向上。根据环形电流的安培定则，右手弯曲的四指与环绕电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向，c中电流方向是逆时针方向，d中磁感线方向从上向下。根据通电螺线管的安培定则，用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向是螺线管内部磁感线的方向，e中磁感线方向向左，f中磁感线方向向右。