1、1磁感应强度1.磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，其方向为小磁针静止时 N 极所指的方向。2磁感应强度的定义式为： B ，但磁感应强FIL度的大小和方向与受力和电流无关。3磁感应强度是矢量，磁感应强度的运算遵守矢量运算法则。4匀强磁场是指磁感应强度的大小和方向处处都相同的磁场。一、磁感应强度的方向1磁感应强度描述磁场的强弱和方向的物理量，用符号“ B”表示。2磁感应强度的方向小磁针静止时 N 极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称磁场的方向。二、磁感应强度的大小1控制变量法探究影响通电导线受力的因素如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀的。(1)
2、保持长度不变，改变电流大小，观察直导线摆动角度大小来比较磁场力大小。(2)保持电流大小不变，改变磁场中导线长度，通过观察直导线摆动角度大小比较磁场力大小。(3)实验结论：直导线与磁场垂直时，它受力大小既与导线的长度 L 成正比，又与导线中的电流 I 成正比。2磁感应强度的大小在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的2乘积 IL 的比值叫磁感应强度。3公式： B 。 FIL4单位在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是 T,1 T1 。NAm1自主思考判一判(1)与电场强度相似，磁场强度是表示磁场的强弱和方向的物理量。()(2)磁
3、场的方向就是小磁针静止时所受合力的方向。()(3)小磁针的 N 极和 S 极所受磁场力的方向是相反的。()(4)通电导线在场中受到的磁场力为零，则说明该处的磁感应强度为零。()(5)磁感应强度的大小与电流成反比，与其受到的磁场力成正比。()(6)磁感应强度的大小等于通电导线受到的磁场力大小 F 与电流 I 和导线长度 L 的乘积的比值。()2合作探究议一议(1)磁场对通电导体也有力的作用，该力的方向是否为磁场方向？提示：不是磁感应强度方向，二者垂直。(2)“一个电流元垂直放入磁场中的某点” ，磁感应强度与电流元受到的磁场力成正比，与电流元成反比。 ”这种说法是否正确，为什么？提示：这种说法不正
4、确。磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，不随电流元大小及电流元所受磁场力的大小的变化而变化。对磁感应强度的理解1磁感应强度的决定因素磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关。即使不放入载流导线，磁感应强度也照样存在，故不能说 B 与 F 成正比或 B 与 IL 成反比。2对定义式 B 的理解FIL3(1)B 是磁感应强度的定义式，其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放置。FIL因为在磁场中某点通电导线受力的大小除和磁场强弱、电流 I 和导线长度 L 有关以外，还和导线的放置方向有关。(2)导线在磁场中的
5、放置方向不同，所受磁场力也不相同。当通电导线与磁场方向平行时，通电导线受力为零，所以我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度 B 的大小为零。 (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 称为“电流元” ，相当于静电场中的“试探电荷” 。3磁感应强度 B 的方向磁感应强度 B 是一个矢量，它的方向可以有以下几种表述方式：(1)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。(2)小磁针静止时 N 极所指的方向。(3)小磁针 N 极受力的方向。典例 多选把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是( )解析 磁感应强度的大小和方向由磁场自身决定，
6、不随 F 或 IL 的变化而变化，故 B正确，D 错误；当导线垂直于磁场放置时，有 B ，即 F ILB。所以 B 不变的情况下 FFIL与 IL 成正比，故 A 错误，C 正确。答案 BC正确理解比值定义法1定义 B 是比值定义法，这种定义物理量的方法实质就是一种测量方法，被测量FIL点的磁感应强度与测量方法无关。2定义 a 、 E 也是比值定义法，被测量的物理量也与测量方法无关，不是由 v t Fq定义式中的两个物理量决定的。 1关于磁感应强度，下列说法正确的是( )4A由 B 可知， B 与 F 成正比，与 IL 成反比FILB通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿
7、走，该点的磁感应强度就变为零C通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即 B0)D磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定解析：选 D 由磁感应强度的定义式 B 可知，是属于比值定义的， B 与 F、 IL 均没FIL有关系，故 A 错误；通电导线放在磁场中的某点，就有可能受到安培力，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度仍存在，故 B 错误；同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力不一定相同，受到放置的角度限制。若导线平行磁场方向放置在磁场中，即使此处的磁感应强度不为零，通电导线在该处所受安培力也一定为零，故 C 错误；磁场中某一点的磁感应强度由磁场本
8、身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线没有关系，故 D 正确。2匀强磁场中长 2 cm 的通电导线垂直于磁场方向放置，当通过导线的电流为 2 A 时，它受到的磁场力大小为 4103 N，问：该处的磁感应强度 B 是多大？若磁场、电流不变，导线长度减小到 1 cm，该处的磁感应强度又是多大？解析：由磁感应强度的表达式 B 得到 B0.1 T，磁感应强度由磁场本身来决定，FIL与导线长度无关，故导线长度减小到 1 cm 时，磁感应强度仍为 0.1 T。答案：0.1 T 0.1 T磁感应强度与电场强度的比较电场强度 E 磁感应强度 B定义的依据 电场对电荷 q 有作用力 F对电场中任一点，F
9、q， 恒量(由电场决定)Fq对不同点，一般来说恒量的值不同磁场对直线电流 I 有作用力 F对磁场中任一点， F 与磁场方向、电流方向有关，只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时， F IL， 恒量(由磁场FIL决定)5比值 可表示电场的强弱Fq 对不同点，一般来说恒量的值不同比值 可表示磁场的强弱FIL定义式 E Fq B FIL物理意义 描述电场的强弱和方向 描述磁场的强弱和方向方向 该点正电荷的受力方向 小磁针 N 极的受力方向场的叠加 遵循矢量的平行四边形定则 遵循矢量的平行四边形定则单位 1 N/C1 V/m 1 T1 N/(Am)1下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中，不正
10、确的是( )A电场强度的方向与电荷所受电场力的方向相同B电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同C磁感应强度的方向与小磁针 N 极所受磁场力的方向相同D磁感应强度的方向与小磁针静止时 N 极所指的方向相同解析：选 A 电场强度的方向就是正电荷受的电场力的方向，磁感应强度的方向是小磁针 N 极所受磁场力的方向或小磁针静止时 N 极所指的方向。故只有 A 项错误。2关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是( )A由真空中点电荷的电场强度公式 E 知，当 r0 时，其电场强度趋近于无穷大kQr2B电场强度的定义式 E 适用于任何电场FqC由公式 B 知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一
11、定无磁场FILD磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向解析：选 B 电场强度公式 E 适用于真空中点电荷，当 r0 时，就不能看做点电kQr2荷了，公式不适用，选项 A 错误； 电场强度的定义式 E 适用于任何电场，选项 B 正确；Fq一小段通电导体在某处不受磁场力，可能是导线与磁场方向平行，此处不一定无磁场，选项 C 错误；磁感应强度的方向与该处的通电导线所受的安培力方向垂直，选项 D 错误。3多选关于试探电荷和电流元，下列说法正确的是( )A试探电荷在电场中一定受到电场力的作用，电场力与所带电荷量的比值定义为电场强度的大小6B电流元在磁场中一定受到磁场力的作用，磁场力与该段
12、通电导线的长度和电流乘积的比值定义为磁感应强度的大小C试探电荷所受电场力的方向与电场方向相同或相反D电流元在磁场中所受磁场力的方向与磁场方向相同或相反解析：选 AC 电荷在电场中一定受电场力的作用，且 E ，A 正确；正电荷所受电场Fq力的方向与电场方向相同，负电荷所受电场力的方向与电场方向相反，C 正确；电流元在磁场中与磁场方向垂直放置时，一定受磁场力的作用，并且 B ，平行时不受磁场力，BFIL错误；磁感应强度的方向不是根据电流元的受力方向规定的，D 错误。1磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是( )A. B.NAm NAmC. D.NAm2 NAm2解析：选 A 当导线与磁场方向
13、垂直时，由公式 B ，磁感应强度 B 的单位由FILF、 I、 L 的单位决定。在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称 T,1 T1 。NAm2关于磁感应强度 B、电流 I、导线长度 L 和电流所受磁场力 F 的关系，下面的说法中正确的是( )A在 B0 的地方， F 一定等于零B在 F0 的地方， B 一定等于零C若 B1 T， I1 A， L1 m，则 F 一定等于 1 ND若 L1 m， I1 A， F1 N，则 B 一定等于 1 T解析：选 A 应用公式 B 或 F ILB 时要注意导线必须垂直于磁场方向放置。故FILB、C、D 选项错。应选 A。3.先后在磁场中 A、 B 两
14、点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直。如图所示，图中 a、 b 两图线分别表示在磁场中 A、 B 两点导线所受的力 F 与通过导线的电流 I 的关系。下列说法中正确的是( )A A、 B 两点磁感应强度相等7B A 点的磁感应强度大于 B 点的磁感应强度C A 点的磁感应强度小于 B 点的磁感应强度D无法比较磁感应强度的大小解析：选 B 导线受到的磁场力 F ILB BLI，对于题图给出的 FI 图线，直线的斜率 k BL，由图可知 ka kb，又因 A、 B 两处导线的长度 L 相同，故 A 点的磁感应强度大于B 点的磁感应强度，B 项正确。4下列说法正确的是( )A磁场中某点的磁感
15、应强度的大小和方向与放在该点的导体受力情况无关B磁场看不见、摸不着，实际不存在，是人们假想出来的一种物质C磁场中某点的磁感应强度的方向就是放在该点的一段通电导体的受力方向D磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点磁感应强度的大小为零解析：选 A 磁场中某点的磁感应强度的大小只由磁场本身决定，与放在该点的导体受力情况无关，选项 A 正确；磁场虽然看不见、摸不着，但是磁场是真实实际存在的一种物质，选项 B 错误；磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点的一段通电导体的受力方向垂直，选项 C 错误；一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力，可能导体与磁场平行，因此磁感应强度不一定为零，故 D 错误。5
16、物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流的要求是( )A将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力 F，导线长度 L，通电电流 I，应用公式 B ，即可测得磁感应强度 BFILB检验电流宜大些C利用检验电流和运用公式 B 只能应用于匀强磁场FILD只要满足长度 L 很短，电流很小，将其垂直放入磁场的条件，公式 B 对任何磁FIL场都适用解析：选 D 用检验电流来了解磁场，要求检验电流对原来磁场的影响很小，可以忽略，所以导体长度 L 应很短，电流应很小，为了使得效果明显，检验电流应垂直磁场方向放置，故 A、B 错误 D 正确；磁感应强度的定义式 B 适用于所有磁场，C 错误。FIL6
17、下列关于磁感应强度的说法正确的是( )A有 B 可知，磁场中某点的磁感应强度 B 与磁场力 F 成正比，与电流元 IL 成反FIL比B磁场中某点磁感应强度 B 由磁场本身性质决定，与磁场力 F、电流元 IL 无关C垂直于磁场放置的通电导线受磁场力的方向就是该点磁感应强度的方向8D通电导线不受磁场力的地方，磁感应强度一定为零解析：选 B 公式 B 是磁感应强度的定义式，运用比值法定义， B 与 F、 IL 无关，FILB 反映磁场本身的性质，则 A 错误，B 正确；由左手定则知磁感应强度的方向与安培力的方向相互垂直，C 错误；一小段通电导体在某处不受磁场力，此处不一定无磁场，也可能有磁场，比如通
18、电导体与磁场平行，故 D 错误。7关于磁感应强度，下列说法中正确的是( )A若长为 L、电流为 I 的导体在某处受到的磁场力为 F，则该处的磁感应强度必为FILB由 B 知， B 与 F 成正比，与 IL 成反比FILC由 B 知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场FILD磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向解析：选 D 磁场中某点的磁感应强度 B 是客观存在的，与是否放通电导体无关，定义磁感应强度是对它的一种量度。在测量中要求一小段通电导体有正确的放置方位，力 F应是导体在放置处受到的最大力，也就是通电导体应垂直于磁场放置才行，故选项A、B、C 错误，D 正确。8在
19、匀强磁场中某处 P 放一个长度为 L20 cm，通电电流 I0.5 A 的直导线，测得它受到的最大磁场力 F1.0 N，其方向竖直向上。现将该通电导线从磁场中撤走，则 P 处的磁感应强度为( )A零B10 T，方向竖直向上C0.1 T，方向竖直向下D10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向解析：选 D 导体受到的是最大磁场力 F1.0 N，可判知导体与磁场方向垂直，由B 解得 B10 T。由于磁场力的方向是竖直向上的，故可判定磁场的方向一定不会竖直FIL向上，因为二者是互相垂直的关系，方向可有多种情况。撤走导线后， P 处的磁感应强度不变，仍为 10 T。故正确答案为 D。9在实验精度要求不高的情
20、况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线正下方10 cm 处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的 N 极)指向9北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量为 5.0105 T，通电后罗盘指针停在北偏东 60的位置，如图所示。由此测出该通电直导线在其正下方 10 cm 处产生磁场的磁感应强度大小为( )A5.010 5 T B1.010 4 TC8.6610 5 T D7.0710 5 T解析：选 C 如图所示为磁场的分布图，则该位置产生的磁感应强度B2的大小
21、 B2 B1tan 608.6610 5 T。10有一小段通电导线，长为 10 cm，其中的电流强度为 5 A，把它置于匀强磁场中某处，受到的磁场力为 100 N，则该处的磁感应强度 B 一定是( )A B200 T B B200 TC B200 T D以上几种情况都有可能解析：选 C 当通电导线与磁感应强度方向垂直时， B 200 T，可见若通电导线FIL与磁场不垂直， F 不是最大的力，故 B200 T，C 正确。11垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长 L1 cm，电流强度 I10 A，若它所受的磁场力 F0.05 N，求：(1)该磁场的磁感应强度 B 是多少？(2)若导线中电流强度变为
22、 5 A，磁感应强度 B 是多少？解析：(1)根据 F BIL，得 B 0.5 T。FIL(2)磁场的磁感应强度由磁场本身决定，不随通电导线电流的变化而变化，故 B0.5 T。答案：(1)0.5 T (2)0.5 T12如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下所示，请你算出通电螺线管中的磁感应强度 B。已知： CD 段导线长度为 4102 m，天平平衡时钩码重力为 4105 N，通过导线的电流为 0.5 A。解析：由题意知， I0.5 A， G410 5 N， L410 2 m。电流天平平衡时，导线10所受磁场力的大小等于钩码的重力，即 F G。由磁感应强度的定义式 B 得 B FIL FILT2.010 3 T4.010 50.54.010 2所以，通电螺线管中的磁感应强度为 2.0103 T。答案：2.010 3 T
