3.1磁場及其描述

PAGE磁場及其描述【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解磁現(xiàn)象，理解電流的磁效應(yīng)及其偉大意義。

2．通過磁的相互作用現(xiàn)象，知道磁場的存在和磁場的基本性質(zhì)。

3．了解地磁場的分布以及地磁場對地球生命及人類活動(dòng)的意義。

4．理解磁感線的意義，能夠熟練地運(yùn)用安培定則確定電流的磁場方向。

5．理解磁場的方向；理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義、磁通量的定義和計(jì)算方法；理解勻強(qiáng)磁場的特點(diǎn)以及在勻強(qiáng)磁場中磁通量的計(jì)算?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、磁現(xiàn)象

要點(diǎn)詮釋：

1．磁性、磁體

物質(zhì)具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫磁性。

具有磁性的物體叫磁體。

2．磁極

磁體的各部分磁性強(qiáng)弱不同，磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫磁極。任何磁體都有兩個(gè)磁極，一個(gè)叫南極（又稱S極），另一個(gè)叫北極（又稱N極）。

3．磁極間的相互作用

同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。

4．磁化、磁性材料

變無磁性物體為有磁性物體叫磁化，變有磁性物體為無磁性物體叫退磁。

磁性材料可分為軟磁性材料和硬磁性材料。磁化后容易去掉磁性的物質(zhì)叫軟磁性材料，不容易去磁的物質(zhì)叫硬磁性材料。一般來講軟磁性材料剩磁較小，硬磁性材料剩磁較大。

軟磁性材料可應(yīng)用于需被反復(fù)磁化的場合，例如振片磁頭、計(jì)算機(jī)記憶元件、電磁鐵等；硬磁性材料可應(yīng)用于制作永久磁鐵。

要點(diǎn)二、電流的磁效應(yīng)

要點(diǎn)詮釋：

1．電流對小磁針的作用

1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)線通電后，其下方與導(dǎo)線平行的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如圖所示。

說明：在做奧斯特實(shí)驗(yàn)時(shí)，為排除地球磁場的影響，小磁針應(yīng)南北放置，通電導(dǎo)線也應(yīng)南北放置。

2．磁鐵對通電導(dǎo)線的作用

如圖所示，磁鐵會對通電導(dǎo)線產(chǎn)生力的作用，使導(dǎo)體棒偏轉(zhuǎn)。

3．電流和電流間的相互作用

如圖所示，有互相平行而且距離較近的兩條導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中分別通以方向相同和方向相反的電流時(shí)，觀察到發(fā)生的現(xiàn)象是：同向電流相吸，異向電流相斥。

要點(diǎn)三、磁場

要點(diǎn)詮釋：

1．定義

磁體或電流周圍存在一種特殊物質(zhì)，能夠傳遞磁體與磁體、磁體與電流之間、電流與電流之間的相互作用，這種特殊的物質(zhì)叫磁場。說明：所有的磁作用都是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，是物質(zhì)存在的另一種形式，是客觀存在的。

2．磁場的基本性質(zhì)

對放入其中的磁極、電流或運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生力的作用。

3．磁場的產(chǎn)生

（1）永磁體周圍存在磁場；

（2）電流周圍存在磁場——電流的磁效應(yīng)；

（3）運(yùn)動(dòng)的電荷周圍存在磁場——磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。

電流是大量運(yùn)動(dòng)電荷形成的，所以運(yùn)動(dòng)電荷周圍空間也有磁場。靜止電荷周圍空間沒有磁場。

4．磁場的方向

在磁鐵周圍的不同位置放置一些小磁針，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時(shí)，指向各不相同如圖所示，這表明磁場中不同位置力的作用方向不同，因此磁場具有方向性。

物理學(xué)上規(guī)定：小磁針靜止時(shí)N極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場的方向。

要點(diǎn)四、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)

要點(diǎn)詮釋：

1．安培分子電流假說的內(nèi)容

安培認(rèn)為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(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，分子的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。

2．安培假說對有關(guān)磁現(xiàn)象的解釋

（1）磁化現(xiàn)象：一根軟鐵棒，在未被磁化時(shí)，內(nèi)部各分子電流的取向雜亂無章，它們的磁場互相抵消，對外不顯磁性；當(dāng)軟磁棒受到外界磁場的作用時(shí)，各分子電流取向變得大致相同時(shí)，兩端顯示較強(qiáng)的磁性作用，形成磁極，軟鐵棒就被磁化了。

（2）磁體的消磁：磁體的高溫或猛烈敲擊，即在激烈的熱運(yùn)動(dòng)或機(jī)械運(yùn)動(dòng)影響下，分子電流取向又變得雜亂無章，磁體磁性消失。

3．磁現(xiàn)象的電本質(zhì)

磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生的。

說明：

①根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)理論，原子由原子核和核外電子組成，原子核帶正電，核外電子帶負(fù)電，核外電子在庫侖引力作用下繞核高速旋轉(zhuǎn)，形成分子電流。在安培生活的時(shí)代，由于人們對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)尚不清楚，所以稱為“假說”。但是現(xiàn)在，“假設(shè)”已成為真理。

②分子電流假說揭示了電和磁的本質(zhì)聯(lián)系，指出了磁性的起源：一切磁現(xiàn)象都是由運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生的。

要點(diǎn)五、地球的磁場

要點(diǎn)詮釋：

1．地磁場

地球本身是一個(gè)磁體，附近存在的磁場叫地磁場，地磁的南極在地球北極附近，地磁的北極在地球的南極附近。地磁體周圍的磁場分布與條形磁鐵周圍的磁場分布情況相似。指南針放在地球周圍的指南針靜止時(shí)能夠指南北，就是受到了地磁場作用的結(jié)果。

2．磁偏角

地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，磁針并非準(zhǔn)確地指南或指北，其間有一個(gè)交角，叫地磁偏角，簡稱磁偏角。

說明：

①地球上不同點(diǎn)的磁偏角的數(shù)值是不同的。

②磁偏角隨地球磁極緩慢移動(dòng)而緩慢變化。

③地磁軸和地球自轉(zhuǎn)軸的夾角約為11°。

要點(diǎn)六、磁感應(yīng)強(qiáng)度

要點(diǎn)詮釋：

1．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度

描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，用符號“B”表示。

（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向即磁場的方向：小磁針靜止時(shí)N極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，簡稱為磁場的方向。

2．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

（1）電流元

①定義：物理學(xué)中把很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度L的乘積IL叫作電流元。

②理解：孤立的電流元是不存在的，因?yàn)橐箤?dǎo)線中有電流，就必須把它連到電源上。

（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度

①定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場力的作用F，跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值，叫作通電直導(dǎo)線所在處的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

②物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場力的性質(zhì)的物理量。

③公式：B=F/IL。

④單位：在國際單位單位中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡稱特，符號是T。即。

⑤B是矢量，其方向就是磁場方向，即小磁針靜止時(shí)N極所指的方向。

說明：

①磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場性質(zhì)的物理量，是由磁場自身決定的，與是否引入電流無關(guān)，與引入的電流是否受力無關(guān)，因?yàn)橥妼?dǎo)線取不同方向時(shí)，其受力大小不盡相同，在定義磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，式中F是直導(dǎo)線垂直磁場時(shí)受到的磁場力。

②磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是該處磁場的方向，而不是F的方向。

【典型例題】

類型一、認(rèn)識、利用磁現(xiàn)象例1、鐵棒A能吸引小磁針，鐵棒B能排斥小磁針，若將鐵棒A靠近鐵棒B時(shí)，下述說法中正確的是（）A．A、B一定相互吸引B．A、B一定相互排斥C．A、B間可能無磁場力作用D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥【答案】D【解析】磁體可以使原來沒有磁性的鐵棒磁化而吸引鐵棒，也可以是因?yàn)閮蓚€(gè)磁體的異名磁極相互吸引，這是吸引的兩種情況，而排斥只有兩個(gè)磁體間才可能發(fā)生．小磁針本身有磁性，能夠吸引沒有磁性的鐵棒，故鐵棒A可能有磁性，也可能沒有磁性．鐵棒B能排斥小磁針，說明鐵棒B一定有磁性．若A無磁性，當(dāng)A靠近B時(shí)，在B的磁場作用下A也會被磁化而發(fā)生相互的吸引作用；若A有磁性，則A、B兩磁體都分別有北極和南極，當(dāng)它們的同名磁極互相靠近時(shí)，互相排斥，當(dāng)異名磁極互相靠近時(shí)，互相吸引，這說明不論A有無磁性，它們之間總有磁場的作用，故正確答案為D．【總結(jié)升華】無論磁針的哪一個(gè)磁極靠近鐵棒時(shí)，都會把鐵棒磁化，并且是相互吸引的．鐵棒磁化后，靠近磁針某端的磁極與磁針的該端互為異名磁極．舉一反三【變式】新民晚報(bào)曾報(bào)道一則消息，“上海雨點(diǎn)鴿從內(nèi)蒙古放飛后，歷經(jīng)20余天，返回上海市區(qū)鴿巢”，信鴿的這種驚人的遠(yuǎn)距離辨認(rèn)方向的本領(lǐng)，實(shí)在令人稱奇．人們對信鴿有高超的認(rèn)路本領(lǐng)的原因提出了如下猜想：A．信鴿對地形地貌有極強(qiáng)的記憶力B．信鴿能發(fā)射并接收某種超聲波C．信鴿能發(fā)射并接收某種次聲波D．信鴿體內(nèi)有某種磁性物質(zhì)，它能借助地磁場辨別方向那么信鴿究竟靠什么辨別方向呢?科學(xué)家曾做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：把幾百只訓(xùn)練有素的信鴿分成兩組，在一組信鴿的翅膀下各縛一塊小磁鐵，而在另一組信鴿的翅膀下各縛一塊大小相同的銅塊，然后把它們帶到離鴿舍一定距離的地方放飛，結(jié)果絕大部分縛銅塊的信鴿飛回鴿舍，而縛磁鐵的信鴿全部飛散了．科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)支持了上述哪種猜想（）【答案】D【解析】這是一道要求從閱讀材料的過程中收集信息、分析處理信息的應(yīng)用類題．因?yàn)樾砒澦`的小磁鐵所產(chǎn)生的磁場擾亂了它體內(nèi)磁性物質(zhì)產(chǎn)生的磁場，所以縛磁鐵的一組信鴿全部飛散，即D項(xiàng)正確．類型二、電流的磁效應(yīng)——奧斯特實(shí)驗(yàn)

例2、奧斯特實(shí)驗(yàn)說明了（）A．磁場的存在B．磁場的方向性C．電流可以產(chǎn)生磁場D．磁體間有相互作用【答案】C【解析】本題考查了電流的磁效應(yīng)及奧斯特實(shí)驗(yàn)．奧斯特實(shí)驗(yàn)中電流能使靜止的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明電流周圍能產(chǎn)生磁場．故正確答案為C．【總結(jié)升華】（1）做奧斯特實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意地磁場的影響．地磁場使靜止的小磁針指向南北方向，所以直導(dǎo)線應(yīng)南北水平放置，小磁針要平行地放在導(dǎo)線正下方或正上方．（2）奧斯特實(shí)驗(yàn)只證明了電流周圍產(chǎn)生磁場即發(fā)生了電流的磁效應(yīng)，揭示了電與磁的聯(lián)系，但該實(shí)驗(yàn)卻沒有說明磁場的方向性和磁體間的相互作用，這是本題的易錯(cuò)點(diǎn)．舉一反三【變式】指南針是我國古代的四大發(fā)明之一。當(dāng)指南針靜止時(shí)，其N極指向如圖虛線(南北向)所示，若某一條件下該指南針靜止時(shí)N極指向如圖實(shí)線(N極北偏東向)所示。則以下判斷正確的是()A．可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通有東向西的電流B．可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通有西向東的電流C．可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通有北向南的電流D．可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通有南向北的電流【答案】C【解析】若某一條件下該指南針靜止時(shí)N極指向題圖實(shí)線(N極北偏東向)所示，則有一指向東方的磁場，可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通有北向南的電流，選項(xiàng)C正確。

類型三、對磁場的理解例3、以下說法中正確的是（）A．磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的B．電流與電流間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的C．磁極與電流間的相互作用是通過電場與磁場而共同產(chǎn)生的D．磁場和電場是同一種物質(zhì)【答案】A【解析】電流能產(chǎn)生磁場，在電流的周圍就有磁場存在，不論是磁極與磁極間還是電流與電流間、磁極與電流間，都有相互作用的磁場力．磁場是一種特殊物質(zhì)，它的基本特點(diǎn)是對放入磁場中的磁極、電流有磁場力的作用；而電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，其最基本的性質(zhì)是對放入電場中的電荷有電場力的作用，它不會對放入電場中的磁極產(chǎn)生力的作用，因此，磁場和電場是兩種不同的物質(zhì)，各自具有其本身的特點(diǎn)．【總結(jié)升華】（1）注意磁場與電場的區(qū)別；（2）理解磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間的作用都是通過磁場發(fā)生的．舉一反三【變式1】兩個(gè)完全相同的圓形線圈，如圖所示，穿在一根絕緣的光滑水平橫桿上，分別通以方向相同的電流，I1、I2，則（）A．兩線圈互相吸引B．兩線圈互相排斥C．兩線圈靜止D．兩線圈先吸引后排斥【答案】A【解析】磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁極或電流產(chǎn)生力的作用．通電導(dǎo)體周圍能夠產(chǎn)生磁場，圖中每個(gè)通電導(dǎo)線分別處于對方的磁場之中，受到磁場力的作用．由實(shí)驗(yàn)得知：同向電流相吸，異向電流相斥．故正確答案為A．【總結(jié)升華】奧斯特實(shí)驗(yàn)證明了電流周圍產(chǎn)生磁場，揭示了電流的磁效應(yīng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)說明了電流間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，同向電流相互吸引，異向電流相互排斥．

【變式2】家用照明電路中的火線和零線是相互平行的，當(dāng)用電器工作火線和零線都有電流時(shí)，它們將（）

A．相互吸引B．一會兒吸引，一會兒排斥C．相互排斥D．彼此不發(fā)生相互作用

【答案】C

【解析】火線與零線雖然都連接用電器，且相互平行，但是當(dāng)用電器正常工作時(shí)，流過它們的電流方向相反，并且時(shí)刻相反。再根據(jù)電流產(chǎn)生磁場，磁場對電流有作用力來判斷，因通過火線和零線的電流方向總是相反的，根據(jù)平行導(dǎo)線中通以同向電流時(shí)相互吸引，通以反向電流時(shí)相互排斥的結(jié)論可以得出C選項(xiàng)正確。

類型四、地球的磁場

例4、（2016北京卷）中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也?！边M(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖。結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是A.地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B.地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近C.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行D.地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用【答案】C【解析】根據(jù)題意可得，地理南北極與地磁場存在一個(gè)夾角，為磁偏角，故兩者不重合，A正確；地磁南極在地理的北極附近，地磁北極在地理南極附近，B正確；由于地磁場磁場方向沿磁感線切線方向，故只有赤道處才與地面平行，C錯(cuò)誤；在赤道處磁場方向水平，而射線是帶電的粒子，運(yùn)動(dòng)方向垂直磁場方向，射向赤道的粒子會受到磁場力作用，D正確；【總結(jié)升華】認(rèn)識地磁場，掌握地磁場的特點(diǎn)是分析該類題目的關(guān)鍵．舉一反三【變式】為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在下列四個(gè)圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是（）

【答案】B

【解析】主要考查安培定則和地磁場分布。地理的南極是地磁場的N極，根據(jù)地磁場分布和安培定則判斷可知正確答案是B。

類型五、對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解例5、有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說法中，正確的是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場強(qiáng)弱的物理量B．若有一小段通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受磁場力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．若有一小段長為L，通以電流為I的導(dǎo)體，在磁場中某處受到的磁場力為F，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是D．由定義式可知，電流強(qiáng)度I越大，導(dǎo)線L越長，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小【答案】A【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度的引入目的就是用來描述磁場強(qiáng)弱，因此選項(xiàng)A是正確的；當(dāng)通電導(dǎo)體與磁場方向平行時(shí)，不受磁場力的作用，該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度并不一定為零，B選項(xiàng)是錯(cuò)誤的；磁感應(yīng)強(qiáng)度是與電流I和導(dǎo)線長度L無關(guān)的物理量，且中的B、F、L相互垂直，所以選項(xiàng)C、D皆是錯(cuò)誤的【總結(jié)升華】磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場的力的性質(zhì)的物理量，是采用比值的方法來定義的，該公式是定義式而不是決定式，磁場中各處的B值是確定的，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電流的大小、方向等無關(guān)．實(shí)驗(yàn)表明：磁場力方向是與磁場方向垂直的，在這一點(diǎn)上磁場與電場是不一樣的．類型六、對磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的理解例6、下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說法中，正確的是（）A．某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受磁場力的方向B．小磁針N極受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C．垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D．磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場方向【答案】BD【解析】本題考查對磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的理解．磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向表示該點(diǎn)的磁場的方向，磁場方向也就是小磁針N極受力的方向．但電流受力的方向不代表磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場的方向．【總結(jié)升華】（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和小磁針N極受力方向相同，但絕非電流的受力方向．（2）磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向是確定的，和小磁針、電流的存在與否無關(guān)．類型七、磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量性例7、磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，它可以分解為幾個(gè)分量．（1）如果北半球某處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，與水平方向的夾角為，那么該處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量和豎直分量各為多大？（2）如果地理南、北極和地磁北、南極是重合的，那么在赤道上空磁場的豎直分量是多大？在極地上空地磁場的水平分量是多大？【答案】（1）B水平=BcosB豎直=Bsin（2）B豎直=0B水平=0【解析】本題從矢量角度考查了對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解．因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度大小為B，與水平方向的夾角為，所以地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量和豎直分量分別為：B水平=Bcos，B豎直=Bsin．在赤道上空，因?yàn)?0°，故有B豎直=0；在極地上空，因?yàn)?90°，故有B水平=0．【總結(jié)升華】（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成與分解遵守矢量的平行四邊形法則．（2）為了描述磁場強(qiáng)弱，我們引入了磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)新的物理量．而新課標(biāo)更注重規(guī)律探究的過程，對磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的學(xué)習(xí)可以結(jié)合電場強(qiáng)度的定義來加深理解．類型八、對定義式的理解及應(yīng)用例8、物理學(xué)中，通過引入檢驗(yàn)電流來了解磁場力的特性，對檢驗(yàn)電流的要求是（）A．將檢驗(yàn)電流放入磁場，測量其所受的磁場力F，導(dǎo)線長度L，通電電流，應(yīng)用公式，即可測得磁感應(yīng)強(qiáng)度BB．檢驗(yàn)電流不宜太大C．利用檢驗(yàn)電流，運(yùn)用公式，只能應(yīng)用于勻強(qiáng)磁場D．只要滿足長度L很短，電流很小，將其垂直放入磁場的條件，公式對任何磁場都適用．【答案】BD【解析】本題從檢驗(yàn)電流受外力的角度來分析和考查了磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式．用檢驗(yàn)電流來了解磁場，要求檢驗(yàn)電流對原來磁場的影響很小，可以忽略，所以導(dǎo)體長度L應(yīng)很短，電流應(yīng)很小，當(dāng)垂直放置時(shí)，定義式適用于所有磁場，選項(xiàng)B、D正確．【總結(jié)升華】檢驗(yàn)電荷與檢驗(yàn)電流是角來檢驗(yàn)電場或磁場的工具，所以不能對原磁場情況影響太大，在非勻強(qiáng)場中，越小越短越能準(zhǔn)確反映該住呈的情況．舉一反三【變式】長10cm的通電直導(dǎo)線，通以1A的電流，在磁場強(qiáng)弱、方向都一樣的空間（勻強(qiáng)磁場）中某處受到的磁場力為0.4N，則該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為（）A．等于4TB．大于或等于4TC．小于或等于4TD．上述說法都錯(cuò)誤【答案】B【解析】本題較深層次地考查了對磁感應(yīng)強(qiáng)廈的定義式的理解及應(yīng)用．注意定義式中電流應(yīng)為垂直于磁場方向的電流．題目中沒有給出導(dǎo)線如何放置，若導(dǎo)線與磁場垂直，則由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式得出．若導(dǎo)線放置時(shí)沒有與磁場垂直，此時(shí)受磁場力為0.4N，若把此導(dǎo)線與磁場垂直放置時(shí)，受到的磁場力將大于0.4N，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式可知，此處磁感應(yīng)強(qiáng)度將大于4T，所以答案應(yīng)選B.【總結(jié)升華】（1）據(jù)給定的磁場力（或磁感應(yīng)強(qiáng)度）求出磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁場力）時(shí)，應(yīng)理解公式成立的條件，切忌不加分析盲目套用公式.（2）導(dǎo)線與磁場垂直時(shí)，受到的磁場力最大，此時(shí)，滿足F=BIL。導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí)，導(dǎo)線在磁場中不受力．【鞏固練習(xí)】一、選擇題：1．下列說法中正確的是（）A．任何磁體都具有N極和S極兩個(gè)磁極B．奧斯特實(shí)驗(yàn)說明了電流周圍存在著磁場C．通電導(dǎo)體之間也存著相互作用，它們是通過電場發(fā)生作用的D．地磁場的N極與地理的南極重合，地磁場的S極與地理的北極重合2．（2016西城教研）對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解有如下幾種說法，其中正確的是（）A．磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場力F成正比，和檢驗(yàn)電流元IL成反比B．在檢驗(yàn)電流元不受磁場力處，磁感應(yīng)強(qiáng)度必為零C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向也就是檢驗(yàn)電流元所受磁場力的方向D．磁場中各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向是一定的，與檢驗(yàn)電流元IL無關(guān)3．下列關(guān)于地磁場的描述中正確的是（）A．指南針總是指向南北，是因?yàn)槭艿搅说卮艌龅淖饔肂．地磁兩極與地理兩極完全重合C．地球周圍的地磁場的磁感線是從地磁南極出發(fā)到地磁北極D．我國宋代學(xué)者沈括正確找到了地磁場產(chǎn)生的原因4．以下說法正確的是（）A．只有兩個(gè)磁鐵相互接觸時(shí)，才能發(fā)生相互作用B．把一根條形磁鐵從中間折斷，則被分開的兩部分只有N極或S極C．極光現(xiàn)象與地球的磁場有關(guān)D．人們代步的電動(dòng)自行車中應(yīng)存在磁體5．如果你看過中央電視臺體育頻道的圍棋講座就會發(fā)現(xiàn)，棋子在豎直放置的棋盤上可以移動(dòng)，但不會掉下來．原來，棋盤和棋子都是由磁性材料制成．棋子不會掉落是因?yàn)椋ǎ〢．質(zhì)量小，重力可以忽略不計(jì)B．受到棋盤對它向上的摩擦力C．棋盤對它的吸引力與重力平衡D．它一方面受到棋盤的吸引。另一方面還受到空氣的浮力6．磁性水雷是用一個(gè)可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針來控制起爆電路的，軍艦被地磁場磁化后就變成了一個(gè)浮動(dòng)的磁體，當(dāng)軍艦接近磁性水雷時(shí)，就會引起水雷的爆炸，其依據(jù)是（）A．磁體的吸鐵性B．磁極間的相互作用規(guī)律C．電荷間的相互作用規(guī)律D．磁場對電流的作用原理7．關(guān)于磁場的方向，下列說法中正確的是（）A．磁場的方向就是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向B．與放在該點(diǎn)的小磁針北極受到的磁場力方向相同C．與放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)北極所指的方向相同D．與放在該點(diǎn)的極短的通電導(dǎo)線所受力的方向相同8．關(guān)于，下列正確說法的是（）A．磁感強(qiáng)度B與通電導(dǎo)體所受安培力成正比B．磁感強(qiáng)度B與通電導(dǎo)體長度和電流強(qiáng)度的乘積成反比C．公式表明磁感強(qiáng)度B的方向與通電導(dǎo)體的受力方向一致D．以上說法都不對9．下列關(guān)于磁場力、磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法中正確的是（）A．通電導(dǎo)體不受磁場力作用的地方一定沒有磁場B．將I、L相同的通電導(dǎo)體放在同一勻強(qiáng)磁場的不同位置，受磁場力一定相同C．通電導(dǎo)線所受磁場力的方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D．以上說法都不正確10．下列說法中正確的是（）A．電荷在某處不受電場力的作用，則該處的電場強(qiáng)度為零B．一小段通電導(dǎo)線在某處不受安培力的作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．把一個(gè)試探電荷放在電場中的某點(diǎn)，它受到電場力與所帶電荷量的比值表示該點(diǎn)電場的強(qiáng)弱D．把一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處，所受的磁場力與這段通電導(dǎo)線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強(qiáng)弱11．將一小段通電直導(dǎo)線垂直磁場方向放入一勻強(qiáng)磁場中，下列圖象能正確反映各量間關(guān)系的是（）12．（2016福建模擬）如圖為條形磁鐵部分磁感應(yīng)分布示意圖，P、Q是同一條磁感線上的兩點(diǎn)，關(guān)于這兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列判斷正確的是（）A．P、Q兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同B．P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)的大C．P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向由P指向QD．Q點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向由P指向Q13．有一段導(dǎo)線長1cm，通過5A的電流，把它置于某磁場中時(shí)，受到的磁場力0.1N，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B不可能值為（）A．1TB．5TC．2TD．2.5T二、填空題：（2015廣元校級月考）在勻強(qiáng)磁場中，有一段5cm的導(dǎo)線和磁場垂直．當(dāng)導(dǎo)線通過的電流是1A時(shí)，受磁場力的作用是0.1N，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T；現(xiàn)將導(dǎo)線長度增大為原來的3倍，通過電流減小為原來的一半，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T，如果把該通電導(dǎo)體拿走，那么該處磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T．三、計(jì)算題：1．磁場中放一與磁場方向垂直的電流元，通入的電流是2.5A，導(dǎo)線長1cm，它受到的安培力為5×10－2N．問：（1）這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？（2）如果把通電導(dǎo)線中的電流增大到5A時(shí)，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？（3）如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，是否可以肯定這里沒有磁場？2．如圖所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，用兩條豎直線懸吊一水平通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線長為L，質(zhì)量為m，通入電流I后，懸線偏離豎直方向且保持靜止，已知導(dǎo)線受到的磁場力方向水平，求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．【答案與解析】一、選擇題：1．AB2．【答案】D【解析】為比值定義法，B與F、I、L均無關(guān)，由磁場本身性質(zhì)決定，所以磁場中各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向是一定的，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向平行時(shí)，通電導(dǎo)線不受磁場力作用，但該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，故A、B錯(cuò)誤，D正確；磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與檢驗(yàn)電流元所受磁場力的方向垂直，故C錯(cuò)誤。3．A解析：地球是一個(gè)巨大的磁體，地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近．在地球周圍存在著地磁場，地磁場的磁感線從地磁北極出發(fā)到地磁南極．磁針指向南北，就是因?yàn)槭艿降卮艌龅淖饔茫覈未鷮W(xué)者沈括最早準(zhǔn)確記錄了磁針?biāo)改媳狈较虿皇堑厍虻恼险狈较虻默F(xiàn)象．4．CD解析：磁體的周圍存在一種特殊的物質(zhì)——磁場，磁體間不接觸時(shí)也可以通過磁場發(fā)生相互作用，故A錯(cuò)．無論將磁鐵分得多么小，它總有N極和S極，迄今為止，還沒有發(fā)現(xiàn)只有N極或S極的磁單極子存在（這一點(diǎn)與電荷不同），故B錯(cuò)．極光現(xiàn)象是地磁場將射向地球的帶電粒子偏轉(zhuǎn)到地球的兩極，帶電粒子與大氣相互作用而發(fā)出的光，故C正確．電動(dòng)自行車的電動(dòng)機(jī)中一定有磁體存在，故D