【文章內(nèi)容簡介】 屑在磁場里被磁化成“小磁針”，輕敲玻璃板使鐵屑能在磁場作用下轉(zhuǎn)動。［現(xiàn)象］鐵屑靜止時有規(guī)則地排列起來，顯示出磁感線的形狀。如圖所示【注意】①磁場中并沒有磁感線客觀存在，而是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而假想的。②區(qū)別電場線和磁感線的不同之處：電場線是不閉合的，而磁感線則是閉合曲線。2．幾種常見的磁場條形磁鐵（圖1）、蹄形磁鐵（圖2）、通電直導(dǎo)線（圖3）、通電環(huán)形電流（圖4）、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵) （圖5）、※輻向磁場（圖6）、還有二同名磁極和二異名磁極的磁場。 （1）條形、蹄形磁鐵，同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況（圖圖2）（2）電流的磁場與安培定則①直線電流周圍的磁場○直線電流周圍的磁感線：是一些以導(dǎo)線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上.（圖3）○直線電流的方向和磁感線方向之間的關(guān)系可用安培定則（也叫右手螺旋定則）來判定：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向.②環(huán)形電流的磁場○環(huán)形電流磁場的磁感線：是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線，在環(huán)形導(dǎo)線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直（圖4）?！瓠h(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關(guān)系也可以用安培定則來判定：讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向.③通電螺線管的磁場.○通電螺線管磁場的磁感線：和條形磁鐵外部的磁感線相似，一端相當(dāng)于南極，一端相當(dāng)于北極；內(nèi)部的磁感線和螺線管的軸線平行，方向由南極指向北極，并和外部的磁感線連接，形成一些環(huán)繞電流的閉合曲線（圖5）○通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關(guān)系，也可用安培定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致，則大拇指所指的方向就是螺線管的北極（螺線管內(nèi)部磁感線的方向）.③電流磁場（和天然磁鐵相比）的特點：磁場的有無可由通斷電來控制；磁場的極性可以由電流方向變換；磁場的強弱可由電流的大小來控制。【說明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應(yīng)與磁感應(yīng)強度密切相關(guān)，幾種常見磁場的磁感線的分布是一個非?；镜膬?nèi)容，不掌握好，對后面的學(xué)習(xí)有很大影響。3．安培分子電流假說（1）安培分子電流假說對分子電流，結(jié)合環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場的知識及安培定則，以便學(xué)生更容易理解“它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極”，這句話；并應(yīng)強調(diào)“這兩個磁極跟分子電流不可分割的聯(lián)系在一起”，以便使他們了解磁極為什么不能以單獨的N極或S極存在的道理。（2）安培假說能夠解釋的一些問題 可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機做好磁化和退磁的演示實驗，加深學(xué)生的印象。舉生活中的例子說明，比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。【說明】“假說”，是用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實踐證實的命題。在物理定律和理論的建立過程中，“假說”，常常起著很重要的作用，它是在一定的觀察、實驗的基礎(chǔ)上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實驗的啟發(fā)下，經(jīng)過思維發(fā)展而產(chǎn)生出來的。（3）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運動電荷產(chǎn)生的． 4．勻強磁場 （1）勻強磁場：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強度的大小和方向處處相同，這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場。勻強磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。 （2）兩種情形的勻強磁場：即距離很近的兩個異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場；相隔一定距離的兩個平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時。 （1）定義： 磁感應(yīng)強度B與線圈面積S的乘積，叫穿過這個面的磁通量（是重要的基本概念）。（2）表達式：φ=BS （3）物理含義：：磁通量表示穿過這個面的磁感線條數(shù)。對于同一個平面，當(dāng)它跟磁場方向垂直時，磁場越強，穿過它的磁感線條數(shù)越多，磁通量就越大。當(dāng)它跟磁場方向平行時，沒有磁感線穿過它，則磁通量為零。注意：當(dāng)平面跟磁場方向不垂直時，穿過該平面的磁通量等于B與它在磁場垂直方向上的投影面積的乘積．即Ф=BScosθ，（θ為平面投影之間的夾角）【注意】①對于磁通量的計算要注意條件，即B是勻強磁場或可視為勻強磁場的磁感應(yīng)強度，S是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。②磁通量是標量，但有正、負之分，可舉特例說明。（3）單位：韋伯，簡稱韋，符號Wb 1Wb = 1Tm2（4）磁感應(yīng)強度的另一種定義（磁通密度）:即B =φ/S上式表示磁感應(yīng)強度等于穿過單位面積的磁通量，并且用Wb/m2做單位（磁感應(yīng)強度的另一種單位）。所以：1T = 1 Wb/m2 = 1N/Am【重點、難點剖析】磁場的基本特性：磁場對處于其中的磁極、電流和運動電荷有力的作用；磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的(對磁極一定有力的作用；對電流只是可能有力的作用，當(dāng)電流和磁感線平行時不受磁場力作用)?！翊艠O和磁極間、磁極和電流間、電流和電流間的相互作用都是通過磁場來傳遞的?！駜蓷l平行直導(dǎo)線，當(dāng)通以相同方向的電流時，它們相互吸引；當(dāng)通以相反方向的電流時，它們相互排斥。磁場的方向：①磁感線在該點的切線方向。②規(guī)定在磁場中任意一點小磁針北極的受力方向（小磁針靜止時N極的指向）為該點處磁場方向。③對磁體：外部(NS)，內(nèi)部(SN)組成閉合曲線；這點與靜電場電場線(不成閉合曲線)不同。④用安培左手定則判斷磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)（電生磁）后，安培提出分子電流假說（又叫磁性起源假說）：認為在原子、分子等物質(zhì)微粒內(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；從而揭示了磁鐵磁性的起源：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣都是由電荷運動產(chǎn)生的；根據(jù)分子電流假說可以解釋磁化、去磁等有關(guān)磁現(xiàn)象。（不等于說所有磁場都是由運動電荷產(chǎn)生的。）●分子電流假說：在原子、分子等物質(zhì)微粒內(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，這就是分子電流假說。安培提出了著名的分子電流假說。如圖所示。不具有磁性的物體內(nèi)大量分子電流排列雜亂無章，磁場互相低消，而不顯磁性（如圖甲）。具有磁性的物體內(nèi)大量分子電流取向基本一致，呈現(xiàn)出磁性特征（如圖乙）。磁感線的性質(zhì)：（1）磁感線上任意一點的切線方向都跟該點的磁場方向相同（該點處磁場方向、磁感應(yīng)強度方向、磁感線的切線方向、小磁針北極受力方向、小磁針靜止時N極指向都是同一個方向）；（2）任何兩條磁感線不相交、不相切；（3）任何一根磁感線都不中斷，是閉合曲線；磁感線在磁體的外部是N極指向S極，在內(nèi)部是S極指向N極；（4）磁感線的稀密表示磁場的強弱，磁感線越密處磁場越強，反之越弱；（5）磁感線并不真實存在，但其形狀可以用實驗?zāi)M；沒有畫出磁感線的地方，并不等于沒有磁場。地磁場：要明白三個問題：(磁極位置? 赤道處磁場特點?南北半球磁場方向?)（1）地球是一個巨大的磁體、地磁的N極在地理的南極附近，地磁的S極在地理的北極附近；（2）地磁場的分布和條形磁體磁場分布近似；（3）在地球赤道平面上，地磁場方向都是由北向南且方向水平（平行于地面）；（4）近代物理研究表明地磁場相對于地球是在緩慢的運動和變化的；地磁場對于地球上的生命活動有著重要意義。電流的磁場和安培定則直線電流的磁場。磁感線是以導(dǎo)線為圓心的同心圓，其方向用安培定則判定：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大姆指指向電流方向，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。直線電流周圍空間的磁場是非勻強磁場，距導(dǎo)線近，磁場強；距導(dǎo)線遠，磁場弱。環(huán)形電流的磁場。右手握住環(huán)形導(dǎo)線，彎曲的四指和環(huán)形電流方向一致，伸直的大姆指所指方向就是環(huán)形電流中心軸線上磁感線的方向。通電螺線管的磁場。右手握住螺線管，讓彎曲的四指指向電流方向，伸直的大姆指的指向為螺線管內(nèi)部磁感線方向；長通電螺線管內(nèi)部的磁感線是平行均勻分布的直線，其磁場可看成是勻強磁場，管外空間磁場與條形磁體外部空間磁場類似。關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是_______，磁場和電場一樣，也是客觀存在的特殊物質(zhì)，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，到S極終止的，因而是真實存在的，把小磁針放在水平的通電直導(dǎo)線的下方，當(dāng)通電后發(fā)現(xiàn)小磁針不動，稍微用手撥動一下小磁針，小磁針轉(zhuǎn)動180176。后靜止不動，由此可知通電直導(dǎo)線的電流方向是_______ 如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方，并與磁針指向平行，能使小磁針的N極轉(zhuǎn)向讀者，那么這束帶電粒子可能是_______ 如圖所示，在三維直角坐標系中，若一束電子沿y軸正向運動，則由此產(chǎn)生的在z軸上A點和x軸上B點的磁場方向是_______，B點磁場沿z軸負方向，B點磁場沿z軸正方向，B點磁場沿x軸負方向，B點磁場沿z軸正方向如圖所示，彈簧秤下掛一條形磁棒，其中條形磁棒N極的一部分位于未通電的螺線管內(nèi)，下列說法正確的是_______，b接負極，彈簧秤的示數(shù)將減小，b接負極，彈簧秤的示數(shù)將增大，a接負極，彈簧秤的示數(shù)將增大，a接負極，彈簧秤的示數(shù)將減小【課后鞏固題】如右圖所示，一個電子沿逆時針方向做勻速圓周運動，則此電子的運動_______，圓心處的磁場方向垂直紙面向里，圓心處的磁場方向垂直紙面向外在磁感應(yīng)強度為B0，豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導(dǎo)線，電流的方向垂直紙面向里，如圖所示，a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點，在這四點中(　　)A．c、d兩點的磁感應(yīng)強度大小相等B．a(chǎn)、b兩點的磁感應(yīng)強度大小相等C．c點的磁感應(yīng)強度的值最小D．b點的磁感應(yīng)強度的值最大如圖所示，兩個完全相同的通電圓環(huán)A、B圓心O重合、圓面相互垂直的放置，通電電流相同，電流方向如圖所示，設(shè)每個圓環(huán)在其圓心O處獨立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度都為B0，則O處的磁感應(yīng)強度大小為(　　)A．0 B．2B0 D．無法確定如圖兩個同樣的導(dǎo)線環(huán)同軸平行懸掛，相隔一小段距離，當(dāng)同時給兩導(dǎo)線環(huán)通以同向電流時，兩導(dǎo)線環(huán)將：A、吸引． B、排斥． C、保持靜止． D、邊吸引邊轉(zhuǎn)動．矩形線框ABCD中通入的電流的方向如下圖所示，那么小磁針Ⅰ和Ⅱ?qū)⑷绾无D(zhuǎn)動？如圖所示,兩個同心放置的同平面金屬圓環(huán),條形磁鐵穿過圓心且與兩環(huán)平面垂直,則比較通過兩圓環(huán)的磁通量Φa,Φb( )＞Φb ＜Φb =Φb (2010年廣東高三調(diào)研)如圖所示，兩個面積相同的閉合金屬線圈A和B，與一根通電直導(dǎo)線放置在同一平面內(nèi)，已知線圈A中的磁通量為ΦA(chǔ)，線圈B中的磁通量為ΦB，則兩個線圈中磁通量的大小關(guān)系是(　　)ΦB　　　　　　　　B．ΦA(chǔ)ΦBC．ΦA(chǔ)＝ΦB D．條件不足，無法比較【自我總結(jié)】（成功者善于總結(jié)） 威廉愛德華韋伯（Wilhelm Eduard Weber，1804年10月24日－1891年6月23日），德國物理學(xué)家，19世紀最重要的物理學(xué)家之一。國際單位制中磁通量的單位“韋伯”（縮寫：Wb）是以威廉韋伯的名字命名的。著名的現(xiàn)代物理學(xué)家 愛因斯坦 曾經(jīng)師從韋伯學(xué)習(xí)物理學(xué)。第四節(jié) 磁場對通電導(dǎo)線的作用力（一）知識與技能知道什么是安培力。知道通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向與電流、磁場方向都垂直時，它的方向的判斷左手定則。知道左手定則的內(nèi)容，會用左手定則熟練地判定安培力的方向，并會用它解答有關(guān)問題.會用安培力公式F=BIL解答有關(guān)問題. 知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，等于BIL.了解磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理。 （二）過程與方法 通過演示、分析、歸納、運用使學(xué)生理解安培力的方向和大小的計算。培養(yǎng)學(xué)生的間想像能力。（三）情感態(tài)度與價值觀，感受物理知識之間的聯(lián)系。二、重點與難點：重點：安培力的方向確定和大小的計算。難點：左手定則的運用（尤其是當(dāng)電流和磁場不垂直時，左手定則如何變通使用）。安培力的方向既跟________方向垂直，又跟__________方向垂直，也就是說，安培力的方向總是垂直于_________________________所在的平面.如何判斷安培力的方向呢？人們通過大量的實驗研究，總結(jié)出通電導(dǎo)線受安培力方向和電流方向、磁場方向存在著一個規(guī)律一一___________________．左手定則：伸開_____手，使大拇指跟其余四個手指_________，并且跟手掌在__________內(nèi)，把手放人______場中，讓磁感線_________穿入手心，并使伸開的四指指向__________方向，那么，________所指的方向，就是________________________的方向．安培力的大小 通電導(dǎo)線（電流為I、導(dǎo)線長為L）和磁場（B）方向垂直時，通電導(dǎo)線所受的安培力的大小：______________，此時電流受的安培力___________。 兩種特例：即F = ILB(I___B)和F = 0(I____B)。一般情況：當(dāng)磁感應(yīng)強度B的方向與導(dǎo)線成θ角時，有F =_______________注意：盡管公式F=ILB是從公式B=F/IL變形而得的，但兩者的物理意義卻有不同。① 公式B=F/IL是根據(jù)放置于給定磁場中的給定點上的檢驗電流(電