师：本节课学习内容是磁场磁感线。在初中，我们了解到磁体之间通过磁场发生相互作用，就像视频中的两个磁铁通过磁场相互吸引，形成较大的冲击。那是否只有磁体周围才存在磁场呢？在18世纪和19世纪之交，一些科学家相信电和磁应该存在某种联系，或许电流周围也存在磁场。这种猜想并非毫无根据，电现象和磁现象存在相似性，自然界存在正负电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；而磁体上也存在南极和北极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。最终，丹麦科学家奥斯特偶然将通电导线放在小磁针上方，首次揭开了电与磁的联系。下面，我们用实验器材重现这物理学史上划时代的一刻。

　　将导线AB沿南北方向水平架设在小磁针的上方。导线通电时，小磁针发生了偏转，这说明通电导体和磁体一样，周围存在着磁场，即电流的周围存在磁场，这种现象叫做电流的磁效应。改变导线中的电流方向，观察到小磁针偏转方向相反，说明电流的磁场方向与电流方向有关。

　　在上述实验中，我们观察到放置在导线下方的小磁针在通电时会发生偏转，这说明小磁针受到力的作用，进一步说明通电导线周围产生了磁场，这又称电流的磁效应。同时，通电电流方向相反，小磁针偏转方向也相反，说明电流周围的磁场会随着电流的方向改变。在奥斯特实验之后，安培等人又做了许多研究。例如，把通电导线放在马蹄形磁铁之间，会发生什么样的现象呢？

　　重现安培实验需要用到学生电源、导线、矩形线框和马蹄形磁铁。用红黑导线连接电源和线框组成一个闭合回路。将矩形线框的一边放在马蹄形磁铁中间静止，打开电源，我们看到线框向左移动了。

　　在上述实验中，线圈通电后由静止向左运动，说明磁场对电流有力的作用。磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间都有力的作用，那么通电导体与通电导体之间是否也存在力的作用呢？我们设计了这样一个实验装置。这个仪器中间有两条平行金属导线，导体下端各连接到一个金属柱上，上端用铜片连接在一起，两个导线皆可绕转轴转动。

　　现在将两个导体并联，这时两个导体上的电流方向是一致的。打开电源，观察导体运动。我们看到导体相互吸引。再试验一遍。

　　接下来将导体串联，这时两导体上的电流方向是相反的。打开电源，我们看到导体相互排斥。再试验一遍。在上述实验中，导体的相互吸引或排斥都说明了通电导体之间也存在力的作用，而且这种相互作用也是通过磁场发生的。

　　总结一下，磁体周围存在磁场，电流周围也存在磁场，磁场既可以对磁体产生力的作用，也可以对电流产生力的作用。我们对磁场的认识进一步加深了。磁场是存在于磁体或电流周围的一种物质，它看不见、摸不着，但是真实客观存在的。磁场具有力的性质，对处于其中的磁体或电流有力的作用。我们的五官无法感知磁场，对于这种看不见、摸不着的物质，我们该如何形象地描述它呢？

　　在学习电场时，为了形象地描述场强的大小和方向，我们引入了电场线这一物理模型。对比一下电场和磁场，在电场中，将正电荷的受力方向规定为该点的场强方向。那么在磁场中，可将小磁针静止时N极所指方向规定为该点的磁场方向。电场线是电场中画出的有方向的曲线，使曲线上每点的切线方向都与该点的场强方向一致。那么在磁场中也可以画出一系列曲线，使曲线上的每点的切线方向都与该点磁场方向一致。这样的曲线我们给它一个名字叫做磁感线。磁感线与电场线一样，都是为了建立物理模型而虚构的曲线。在这样的思路下，设计一个磁感线演示板。

　　在两块透明的有机玻璃板中间封闭着油和铁屑。把这块演示板放在条形磁铁上轻轻敲击。铁屑在磁力作用下移动起来，重新分布，每颗铁屑可以看成是一个小磁针，磁感线就是按照它们排列出的情形来描述的。但是必须注意，磁感线是为了形象地描述磁场，而人为画出的曲线，不是真实存在的。

　　再来观察一下演示板中的铁屑，在蹄形磁铁的磁场中，即在两个同名磁极形成的磁场中的分布情况。我们观察到在磁体产生的磁场中，磁感线在磁体两极比较密集，同时磁极是磁铁上磁性最强的部分，这说明磁感线的疏密程度可以表现磁场的强度。

　　以下四张图是四种永磁体的磁场分布的大致情况，通过观察我们可以发现磁感线是不相交也不相切的曲线。在永磁体外部，磁感线由N极指向S极。值得注意的是，磁感线没有起点和终点。和电荷不同，自然界还没有发现磁单极的物质，也就是说一个磁体同时存在N极和S极。所以在一般情况下，磁感线是封闭的曲线，比如在通电螺线管产生的磁场中可以清晰地看到这一现象。

　　根据通电螺线管磁感线的特点，提问：通电螺线管内部和管口外相比，哪里的磁场比较强？

　　答案是内部。因为所有的磁感线都经过通电螺线管的内部，所以内部的磁感线密度大，磁场较强。

　　总结一下磁感线的特点：一、磁感线是假想的物理模型，磁感线不是真实存在的，是为了描述磁场而建立的模型。二、磁感线是有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向即为该点的磁场方向。三、由于磁场中任意点，磁场方向应该是唯一确定的，所以磁感线不相切也不相交。四、磁感线既无起点也无终点，我们不能说磁感线从N极出发终结于S极，这是一个非常常见的错误说法。五、在同一个模型中，磁感应线的疏密表示磁场的强弱。