第三章 磁场

第1节 磁现象和磁场

一、磁现象

磁性、磁体、磁极：能吸引铁质物体的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体，磁体中磁性最强的区域叫磁极。

二、磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.(与电荷类比)

三、磁场

(一)磁体的周围有磁场

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(二)奥斯特实验的启示：电流能够产生磁场，运动电荷周围空间有磁场。

导线南北放置

(三)安培的研究：磁体能产生磁场，磁场对磁体有力的作用;电流能产生磁场，那么磁场对电流也应该有力的作用。

(四)磁场的基本性质：

1、磁场对处于场中的磁体有力的作用。

2、磁场对处于场中的电流有力的作用。

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第2、4节 磁感应强度、通电导线和磁场中受到的力

一、安培力的方向

安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。

左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。

二、安培力方向的判断

1.安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，在判断安培力方向时首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。

2.已知I、B的方向，可唯一确定F的方向;已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可唯一确定I的方向;已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定。

3.由于B、I、F的方向关系在三维立体空间中，所以解决该类问题时，应具有较好的空间想像力.如果是在立体图中，还要善于把立体图转换成平面图。

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三、安培力的大小

实验表明：把一段通电直导线放在磁场里，当导线方向与磁场方向垂直时，导线所受到的安培力最大;当导线方向与磁场方向一致时，导线所受到的安培力等于零;当导线方向与磁场方向斜交时，所受到的安培力介于最大值和零之间。

四、磁感应强度

定义：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度。

对磁感应强度的理解

1、公式B=F/IL是磁感应强度的定义式，是用比值定义的，磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与F、I、L均无关。

2、定义式B=FIL成立的条件是：通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线受力的大小，除了与磁场强弱有关外，还与导线的方向有关。导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同.通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零，这可能是电流方向与B的方向在一条直线上的原因造成的。

3、磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短，IL称作“电流元”，相当于静电场中的试探电荷。

4、通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向。

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5、磁感应强度与电场强度的区别：磁感应强度B是描述磁场的性质的物理量，电场强度E是描述电场的性质的物理量，它们都是矢量，现把它们的区别列表如下：

(1)磁感应强度是矢量，遵循平行四边形定则。如果空间同时存在两个或两个以上的磁场时，某点的磁感应强度B是各磁感应强度的矢量和。

五、匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场.在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受的安培力F= BIL。

(一)公式F=BIL中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时，F最大，F=BIL;当B与I平行时，F=0。

(二)弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度，如下图相应的电流沿L由始端流向末端。

1、当电流与磁场方向垂直时，F = ILB

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2、当电流与磁场方向夹θ角时，F = ILBsinθ