1、磁場的性質：對放入其中的磁體或電流會產生磁場力的作用。 2、磁感線：用來形象地描述磁場強弱與方向的一簇曲線。3、地磁場：地球的地理南北極與地磁場的南北相反，但兩者并不完全重合，有個夾角，叫地磁偏角。
如何描述磁場的強弱和方向呢?
物理意義：描述磁場強弱和方向的物理量．
方向：小磁針靜止時N極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應強度的方向，簡稱為磁場方向．
電流元：很短的一段通電導線中的電流I與導線長度L的乘積IL。
控制變量法探究影響通電導線受力因素如圖所示，三塊相同的蹄形磁鐵，并列放在桌上，直導線所在處的磁場認為是均勻的．
(1)保持長度不變，改變電流大小，觀察直導線擺動角度大小來比較磁場力大?。?br/>(2)保持電流大小不變，改變磁場中導線長度，通過觀察直導線擺動角度大小比較磁場力大?。?br/>結論：直導線與磁場垂直時，它受力大小既與導線的長度L成正比，又與導線中的電流I成正比．
定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受的磁場力（安培力）F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫磁感應強度。
國際單位制中,磁感應強度的單位是特斯拉,簡稱特，國際符號是T
1.你對電流元如何理解？
2.磁感應強度由通電導線長度L、電流I及導線受力F決定嗎？
B與L、I、F無關，與磁場源本身和該點在磁場中的位置有關
如果導線很短很短，B就是導線所在處的磁感應強度。
3.用B=F/IL計算時，要注意什么問題？
導線電流的方向與磁場方向的關系，要注意兩者必須垂直。
知識歸納磁感應強度的特點1.磁感應強度的定義式也適用于非勻強磁場,這時L應很短,IL稱為“電流元”,相當于靜電場中的“試探電荷”。2.磁感應強度是反映磁場強弱的物理量,它是用比值法定義的物理量,由磁場自身決定,與是否引入電流元、引入的電流元是否受力及受力大小無關。B與L、I、F無關，與磁場源本身和該點在磁場中的位置有關3.因為通電導線取不同方向時,其受力大小不相同,故在定義磁感應強度時,式中F是指通電直導線垂直磁場放置時受到的磁場力。4.磁感應強度的方向可以有以下幾種表述方式:(1)小磁針靜止時N極所指的方向,即N極受力的方向。(2)小磁針靜止時S極所指的反方向,即S極受力的反方向。(3)磁感應強度的方向就是該點的磁場方向。5.磁感應強度B為矢量,它有大小及方向,分別表示磁場的強弱與方向。6.磁感應強度的疊加規(guī)律:滿足平行四邊形定則。
一導線長0.2m，通過3A的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是6×10-2N，則該處的磁感應強度B的大小是______；如果該導線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應強度的大小是_____。
下列說法中正確的是(　　)A．磁場中某一點的磁感應強度可以這樣測定：把一小段通電導線放在該點時受到的磁場力F與該導線的長度L、通過的電流I乘積的比值，即B＝IL(F)B．通電導線在某點不受磁場力的作用，則該點的磁感應強度一定為零C．磁感應強度B＝IL(F)只是定義式，它的大小取決于場源以及導線在磁場中的位置，與F、I、L以及通電導線在磁場中的方向無關D．通電導線所受磁場力的方向就是磁場的方向
C　[根據磁感應強度的定義，通電導線應為“在磁場中垂直于磁場方向的通電導線”，只有在這個方向導線所受磁場力才最大，本題A選項未注明導線放置的方向，所以是錯誤的．通電導線若放置方向與磁場平行時，不受磁場力作用，所以B選項也是錯誤的．在磁場場源穩(wěn)定的情況下，磁場內各點的磁感應強度(含大小和方向)都是唯一確定的，與放入的檢驗通電導線無關，選項C正確．磁場力方向與磁感應強度方向垂直，選項D錯誤．]
實例引導例2(多選)關于磁感應強度方向和電場強度方向,下列說法正確的是(　　)A.電場強度方向與電荷所受靜電力方向相同B.電場強度方向與正電荷所受靜電力方向相同C.磁感應強度方向與小磁針N極所受磁場力方向相同D.磁感應強度方向與小磁針靜止時N極所指的方向相同解析:物理學上規(guī)定正電荷在電場中的受力方向為該點電場方向,小磁針N極受力的方向為該點的磁場方向,亦即小磁針靜止時N極所指的方向,故B、C、D正確。答案:BCD
定義：勻強磁場中磁感應強度B和與磁場方向垂直的平面面積S的乘積。
單位：韋伯 (Wb) 1Wb=1T·m2
拓展：磁場B與研究的平面不垂直時，這個面在垂直于磁場B方向的投影面積S′=Scsθ與B的乘積表示磁通量．
引申：B＝S/Φ，表示磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量，因此磁感應強度B又叫磁通密度.
知識歸納1.磁通量的計算(1)公式:Φ=BS。適用條件:①勻強磁場;②磁感線與平面垂直。(2)在勻強磁場B中,若磁感線與平面不垂直,公式Φ=BS中的S應為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積。例如圖中的S,則有S⊥=Scs θ,Φ=BScs θ。
2.磁通量的正、負(1)磁通量是標量,但有正、負,當磁感線從某一面上穿入時,磁通量為正值,則磁感線從此面穿出時即為負值。(2)若磁感線沿相反方向穿過同一平面,且正向磁通量為Φ1,反向磁通量為Φ2,則穿過該平面的磁通量Φ=Φ1-Φ2。3.磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1(1)當B不變,有效面積S變化時,ΔΦ=B·ΔS。(B、S相互垂直時)(2)當B變化,S不變時,ΔΦ=ΔB·S。(B、S相互垂直時)(3)B和S同時變化,則ΔΦ=Φ2-Φ1。
4.與磁感應強度的聯系(1)磁感應強度B主要描述磁場中某點的磁場情況,與位置對應;而磁通量用來描述磁場中某一個給定面上的磁場情況,它與給定面對應。
5.與磁感線條數的關系磁通量是指穿過線圈面積的磁感線的“凈條數”,當有不同方向的磁感線同時穿過同一面積時,磁通量指的是合磁場的磁感線穿過其面積的條數,即此時的磁通量為合磁通量。
實例引導例3如圖所示,線圈平面與水平方向夾角θ=60°,磁感線豎直向下,線圈平面面積S=0.4 m2,勻強磁場磁感應強度B=0.6 T,則:(1)穿過線圈的磁通量Φ為多少?把線圈以cd為軸順時針轉過120°角,則通過線圈磁通量的變化量為多少?(2)若θ=90°,穿過線圈的磁通量為多少?當θ為多大時,穿過線圈的磁通量最大?
解析:(1)線圈在垂直磁場方向上的投影面積
穿過線圈的磁通量Φ1=BS⊥=0.6×0.2 Wb=0.12 Wb。線圈以cd為軸順時針方向轉過120°角后變?yōu)榕c磁場垂直,但由于此時磁感線從線圈平面穿入的方向與原來相反,故此時通過線圈的磁通量Φ2=-BS=-0.6×0.4 Wb=-0.24 Wb。故磁通量的變化量ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|-0.24-0.12| Wb=0.36 Wb。(2)θ=90°時,線圈在垂直磁場方向上的投影面積S⊥=0,據Φ=BS⊥知,此時穿過線圈的磁通量為零。當θ=0°時,線圈平面與磁場垂直,此時S⊥=S穿過線圈的磁通量最大。
答案:(1)0.12 Wb　0.36 Wb　(2)0　θ=0°
變式訓練2如圖所示,半徑為R的圓線圈共有n匝,其中心位置處半徑為r的虛線范圍內有勻強磁場,磁場方向垂直線圈平面,若磁感應強度為B,則穿過線圈的磁通量為 (　　)A.πBR2B.πBr2C.nπBR2D.nπBr2解析:Φ=BS中S是與磁場垂直的有效面積,所以Φ=πBr2。答案:B
磁場的疊加問題情景導引如圖甲所示,A為一根通電的長直導線,則(1)在導線右側AC區(qū)域磁場的方向和大小怎樣?(2)如圖乙所示,若在虛線C右側對稱地再放一根與A平行的長直導線B,通以同方向等大電流,則AC區(qū)域磁場的方向和大小怎樣變化?
要點提示:(1)根據安培定則可知,AC區(qū)域的磁場方向為垂直紙面向里;離導線越遠的地方磁場越弱;(2)當再放置導線B時,AC區(qū)域的磁場為A、B導線電流單獨存在時產生的磁場的矢量和,遵循矢量合成的平行四邊形定則。根據安培定則可知,B導線在AC區(qū)域產生的磁場方向為垂直紙面向外,在同一點,A導線的磁場強,因此,AC區(qū)域的磁場方向仍為垂直紙面向里,大小比放導線B前小了,離導線A越遠,磁場越弱。
知識歸納磁場的疊加規(guī)律1.磁場是一種特殊的物質,幾種磁場可以共同占有同一空間。2.當空間內有幾種磁場時,空間中某點的磁感應強度等于每種磁場單獨存在時在該點產生的磁感應強度的矢量和。
實例引導例4如圖所示,兩根相互平行的長直導線分別通有方向相反的電流I1和I2,且I1>I2;a、b、c、d為導線某一橫截面所在平面內的四點,且a、b、c與兩導線共面;b點在兩導線之間,b、d的連線與導線所在平面垂直。磁感應強度可能為零的點是(　　)A.a點B.b點C.c點D.d點
解析:兩電流在該點的合磁感應強度為0,說明兩電流在該點的磁感應強度滿足等大反向關系。根據安培定則可知,在兩電流的同側磁感應強度方向相反,則為a或c,又I1>I2,故該點距I1遠,距I2近,應為c點,選項C正確;I1(或I2)在d點產生的磁感應強度B1(或B2)的方向與d和導線的連線垂直,如圖所示,合磁感應強度不為0,選項D錯誤。答案:C
規(guī)律方法 磁場疊加問題的解決思路1.應用安培定則判斷各電流在某點分別產生的磁感應強度的方向(過該點磁感線的切線方向,即與點和導線的連線垂直)。2.根據平行四邊形定則,利用合成法或正交分解法進行合成,求得合磁感應強度。
變式訓練3(多選)3條在同一平面(紙面)內的長直絕緣導線組成一等邊三角形,在導線中通過的電流均為I,方向如圖所示。a、b和c三點分別位于三角形的3個頂角的平分線上,且到相應頂點的距離相等。將a、b和c處的磁感應強度大小分別記為B1、B2和B3,下列說法正確的是(　　)A.B1=B2

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