【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 屑在磁場(chǎng)里被磁化成“小磁針”，輕敲玻璃板使鐵屑能在磁場(chǎng)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。［現(xiàn)象］鐵屑靜止時(shí)有規(guī)則地排列起來(lái)，顯示出磁感線的形狀。如圖所示【注意】①磁場(chǎng)中并沒(méi)有磁感線客觀存在，而是人們?yōu)榱搜芯繂?wèn)題的方便而假想的。②區(qū)別電場(chǎng)線和磁感線的不同之處：電場(chǎng)線是不閉合的，而磁感線則是閉合曲線。2．幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)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(chǎng)(簡(jiǎn)化為一個(gè)大的條形磁鐵) （圖5）、※輻向磁場(chǎng)（圖6）、還有二同名磁極和二異名磁極的磁場(chǎng)。 （1）條形、蹄形磁鐵，同名、異名磁極的磁場(chǎng)周圍磁感線的分布情況（圖圖2）（2）電流的磁場(chǎng)與安培定則①直線電流周圍的磁場(chǎng)○直線電流周圍的磁感線：是一些以導(dǎo)線上各點(diǎn)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(lái)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(chǎng)○環(huán)形電流磁場(chǎng)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）。○環(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(lái)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(chǎng).○通電螺線管磁場(chǎng)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(lái)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(chǎng)（和天然磁鐵相比）的特點(diǎn)：磁場(chǎng)的有無(wú)可由通斷電來(lái)控制；磁場(chǎng)的極性可以由電流方向變換；磁場(chǎng)的強(qiáng)弱可由電流的大小來(lái)控制。【說(shuō)明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應(yīng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度密切相關(guān)，幾種常見(jiàn)磁場(chǎng)的磁感線的分布是一個(gè)非常基本的內(nèi)容，不掌握好，對(duì)后面的學(xué)習(xí)有很大影響。3．安培分子電流假說(shuō)（1）安培分子電流假說(shuō)對(duì)分子電流，結(jié)合環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的知識(shí)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(gè)磁極”，這句話；并應(yīng)強(qiáng)調(diào)“這兩個(gè)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(dú)的N極或S極存在的道理。（2）安培假說(shuō)能夠解釋的一些問(wèn)題 可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機(jī)做好磁化和退磁的演示實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生的印象。舉生活中的例子說(shuō)明，比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。【說(shuō)明】“假說(shuō)”，是用來(lái)說(shuō)明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實(shí)踐證實(shí)的命題。在物理定律和理論的建立過(guò)程中，“假說(shuō)”，常常起著很重要的作用，它是在一定的觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上概括和抽象出來(lái)的。安培分子電流的假說(shuō)就是在奧斯特的實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下，經(jīng)過(guò)思維發(fā)展而產(chǎn)生出來(lái)的。（3）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場(chǎng)本質(zhì)上都是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的． 4．勻強(qiáng)磁場(chǎng) （1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)：如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是一些間隔相同的平行直線。 （2）兩種情形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)：即距離很近的兩個(gè)異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場(chǎng)；相隔一定距離的兩個(gè)平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時(shí)。 （1）定義： 磁感應(yīng)強(qiáng)度B與線圈面積S的乘積，叫穿過(guò)這個(gè)面的磁通量（是重要的基本概念）。（2）表達(dá)式：φ=BS （3）物理含義：：磁通量表示穿過(guò)這個(gè)面的磁感線條數(shù)。對(duì)于同一個(gè)平面，當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，磁場(chǎng)越強(qiáng)，穿過(guò)它的磁感線條數(shù)越多，磁通量就越大。當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)，沒(méi)有磁感線穿過(guò)它，則磁通量為零。注意：當(dāng)平面跟磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，穿過(guò)該平面的磁通量等于B與它在磁場(chǎng)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(duì)于磁通量的計(jì)算要注意條件，即B是勻強(qiáng)磁場(chǎng)或可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S是線圈面積在與磁場(chǎng)方向垂直的平面上的投影面積。②磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)之分，可舉特例說(shuō)明。（3）單位：韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)Wb 1Wb = 1Tm2（4）磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種定義（磁通密度）:即B =φ/S上式表示磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過(guò)單位面積的磁通量，并且用Wb/m2做單位（磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種單位）。所以：1T = 1 Wb/m2 = 1N/Am【重點(diǎn)、難點(diǎn)剖析】磁場(chǎng)的基本特性：磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁極、電流和運(yùn)動(dòng)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(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的(對(duì)磁極一定有力的作用；對(duì)電流只是可能有力的作用，當(dāng)電流和磁感線平行時(shí)不受磁場(chǎng)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(guò)磁場(chǎng)來(lái)傳遞的?！駜蓷l平行直導(dǎo)線，當(dāng)通以相同方向的電流時(shí)，它們相互吸引；當(dāng)通以相反方向的電流時(shí)，它們相互排斥。磁場(chǎng)的方向：①磁感線在該點(diǎn)的切線方向。②規(guī)定在磁場(chǎng)中任意一點(diǎn)小磁針北極的受力方向（小磁針靜止時(shí)N極的指向）為該點(diǎn)處磁場(chǎng)方向。③對(duì)磁體：外部(NS)，內(nèi)部(SN)組成閉合曲線；這點(diǎn)與靜電場(chǎng)電場(chǎng)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(shuō)（又叫磁性起源假說(shuō)）：認(rèn)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(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極；從而揭示了磁鐵磁性的起源：磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣都是由電荷運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的；根據(jù)分子電流假說(shuō)可以解釋磁化、去磁等有關(guān)磁現(xiàn)象。（不等于說(shuō)所有磁場(chǎng)都是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的。）●分子電流假說(shuō)：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(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極，這就是分子電流假說(shuō)。安培提出了著名的分子電流假說(shuō)。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(wú)章，磁場(chǎng)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(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同（該點(diǎn)處磁場(chǎng)方向、磁感應(yīng)強(qiáng)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(shí)N極指向都是同一個(gè)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(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線越密處磁場(chǎng)越強(qiáng)，反之越弱；（5）磁感線并不真實(shí)存在，但其形狀可以用實(shí)驗(yàn)?zāi)M；沒(méi)有畫(huà)出磁感線的地方，并不等于沒(méi)有磁場(chǎng)。地磁場(chǎng)：要明白三個(gè)問(wèn)題：(磁極位置? 赤道處磁場(chǎng)特點(diǎn)?南北半球磁場(chǎng)方向?)（1）地球是一個(gè)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(chǎng)的分布和條形磁體磁場(chǎng)分布近似；（3）在地球赤道平面上，地磁場(chǎng)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(chǎng)相對(duì)于地球是在緩慢的運(yùn)動(dòng)和變化的；地磁場(chǎng)對(duì)于地球上的生命活動(dòng)有著重要意義。電流的磁場(chǎng)和安培定則直線電流的磁場(chǎng)。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(chǎng)是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，距導(dǎo)線近，磁場(chǎng)強(qiáng)；距導(dǎo)線遠(yuǎn)，磁場(chǎng)弱。環(huán)形電流的磁場(chǎng)。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(chǎng)。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?yàn)槁菥€管內(nèi)部磁感線方向；長(zhǎng)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(chǎng)可看成是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，管外空間磁場(chǎng)與條形磁體外部空間磁場(chǎng)類似。關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，下列說(shuō)法中正確的是_______，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是客觀存在的特殊物質(zhì)，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針?lè)旁谠擖c(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致，到S極終止的，因而是真實(shí)存在的，把小磁針?lè)旁谒降耐娭睂?dǎo)線的下方，當(dāng)通電后發(fā)現(xiàn)小磁針不動(dòng)，稍微用手撥動(dòng)一下小磁針，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)180176。后靜止不動(dòng)，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(guò)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(biāo)系中，若一束電子沿y軸正向運(yùn)動(dòng)，則由此產(chǎn)生的在z軸上A點(diǎn)和x軸上B點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是_______，B點(diǎn)磁場(chǎng)沿z軸負(fù)方向，B點(diǎn)磁場(chǎng)沿z軸正方向，B點(diǎn)磁場(chǎng)沿x軸負(fù)方向，B點(diǎn)磁場(chǎng)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(shuō)法正確的是_______，b接負(fù)極，彈簧秤的示數(shù)將減小，b接負(fù)極，彈簧秤的示數(shù)將增大，a接負(fù)極，彈簧秤的示數(shù)將增大，a接負(fù)極，彈簧秤的示數(shù)將減小【課后鞏固題】如右圖所示，一個(gè)電子沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，則此電子的運(yùn)動(dòng)_______，圓心處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，圓心處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一根長(zhǎng)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(diǎn)，在這四點(diǎn)中(　　)A．c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等C．c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小D．b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大如圖所示，兩個(gè)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(gè)圓環(huán)在其圓心O處獨(dú)立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度都為B0，則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(　　)A．0 B．2B0 D．無(wú)法確定如圖兩個(gè)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(shí)給兩導(dǎo)線環(huán)通以同向電流時(shí)，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(dòng)．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(dòng)？如圖所示,兩個(gè)同心放置的同平面金屬圓環(huán),條形磁鐵穿過(guò)圓心且與兩環(huán)平面垂直,則比較通過(guò)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(gè)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(gè)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(wú)法比較【自我總結(jié)】（成功者善于總結(jié)） 威廉愛(ài)德華韋伯（Wilhelm Eduard Weber，1804年10月24日－1891年6月23日），德國(guó)物理學(xué)家，19世紀(jì)最重要的物理學(xué)家之一。國(guó)際單位制中磁通量的單位“韋伯”（縮寫(xiě)：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(ài)因斯坦 曾經(jīng)師從韋伯學(xué)習(xí)物理學(xué)。第四節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力（一）知識(shí)與技能知道什么是安培力。知道通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向與電流、磁場(chǎng)方向都垂直時(shí)，它的方向的判斷左手定則。知道左手定則的內(nèi)容，會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向，并會(huì)用它解答有關(guān)問(wèn)題.會(huì)用安培力公式F=BIL解答有關(guān)問(wèn)題. 知道電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，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(guò)程與方法 通過(guò)演示、分析、歸納、運(yùn)用使學(xué)生理解安培力的方向和大小的計(jì)算。培養(yǎng)學(xué)生的間想像能力。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀，感受物理知識(shí)之間的聯(lián)系。二、重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：安培力的方向確定和大小的計(jì)算。難點(diǎn)：左手定則的運(yùn)用（尤其是當(dāng)電流和磁場(chǎng)不垂直時(shí)，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(shuō)，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(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)出通電導(dǎo)線受安培力方向和電流方向、磁場(chǎng)方向存在著一個(gè)規(guī)律一一___________________．左手定則：伸開(kāi)_____手，使大拇指跟其余四個(gè)手指_________，并且跟手掌在__________內(nèi)，把手放人______場(chǎng)中，讓磁感線_________穿入手心，并使伸開(kāi)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(zhǎng)為L(zhǎng)）和磁場(chǎng)（B）方向垂直時(shí)，通電導(dǎo)線所受的安培力的大?。篲_____________，此時(shí)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(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線成θ角時(shí)，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(chǎng)中的給定點(diǎn)上的檢驗(yàn)電流(電