磁场磁感线磁感应强度磁通量梳理

一. 本周教学内容：

磁场、磁感线、磁感应强度、磁通量

［教学重、难点］

一. 磁场、磁感线

1. 我国古代磁的应用有；（1）指南针：（2）磁石治病。

2. 磁极间的作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。无论是磁极和磁极之间，还是磁极和电流之间都存在磁力。磁场是一种看不见、摸不着，存在于电流或磁体周围的物质，它传递着磁体间的相互作用。

3. 磁场的来源有磁铁，电流等。

4. 磁场的性质：对放于它里面的磁铁或电流有磁场力的作用。

5. 磁场的方向：磁场中任意一点，小磁针在该点北极受力方向即小磁针静止时N 极所指的方向，就是该点的磁场方向。

6. 磁感线：所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向。

7. 安培定则（也叫右手螺旋定则）：

（1）判定直导线中电流的方向与磁感线方向之间的关系时可表述为：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

（2）判定环形电流和通电螺线管的电流方向与磁感线方向之间的关系时表述为：让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是环形电流中轴线上磁感线的方向或螺线管内部磁感线的方向。

二. 典型磁场的磁感线分布

1. 磁场的分布是立体空间的，要熟练掌握常见磁场的磁感线的立体图和纵、横截面图的画法

（1）条形磁铁、同名磁极间、异名磁极间磁感线的分布情况，如图所示。

(a)条形磁铁的磁感线分布

(b)同名磁极间的磁感线分布

(c)异名磁极间的磁感线分布

（2）直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱，画法如图所示。

立体图横截面图纵截面图（3）通电螺线管的磁场：两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，管外为非匀强磁场，画法如图所示。

立体图横截面图纵截面图

（4）环形电流的磁场：两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱，画法如图所示。

立体图横截面图纵截面图

2. 如何由小磁针北极的指向，判断电流方向（或电源极性）？

先根据已知条件画出一条或几条通过小磁针的磁感线，再运用安培定则根据磁感线方向判断出电流方向，从而判断出电源极性。若已知电流方向判断相关问题也可用此法。（见后面例题）

例1. 关于磁场的方向，下列叙述中不正确的是（）

A. 磁感线上每一点的切线方向

B. 磁场N极到S极的方向

C. 小磁针静止时北极所指的方向

D. 小磁针的北极受力方向

思维分析：用磁场的概念及磁感线的意义去分析。

解析：磁场方向规定为小磁针北极的受力方向或静止小磁针北极的指向，用磁感线表示则是磁感线的切线方向。

答案：B

例2. 在图(a)所示中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向或磁感线方向。请画出对应的磁感线（标上方向）或电流方向。

解析：用安培定则来判断，如图(b)所示。

（a）

（b）

例3. 如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，试判断电源的正负极。

思维分析：分清螺线管内、外部磁感线的分布情况。

解析：小磁针N极的指向即为该处的磁场方向，所以螺线管内部磁感线由。根据安培定则可判断出电流由电源的c端流出，d端流入，故c端为正极，d端为负极。

例4. 如图所示，圆环中电流方向由左向右，且，则圆环中心O处的磁场是________。

思维分析：磁场的叠加问题要注意利用对称性求解。

解析：根据安培定则。上半圆环中电流在环内产生的磁场垂直纸面向里，下半圆环中电流在环内产生的磁场垂直纸面向外。由于O对于和对称，故和

在O处产生的磁场大小相等、方向相反，在O处相互抵消。

答案：0

三. 磁感应强度磁通量

（一）基本概念

1. 磁感应强度：穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度。磁感应强度大的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线疏。磁感线的疏密反映了磁感应强度的大小。

2. 单位：国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，符号为T。

3. 方向：磁场中某点的磁感应强度的方向，即该点的磁场方向，就是放在该点的小磁针N 极受力的方向。

4. 匀强磁场：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同。这个区域的磁场叫匀强磁场。在匀强磁场中，磁感线是一组平行且等距的直线。

5. 磁通量：（1）磁场中穿过垂直于磁场某一面积S 的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量，用表示。

（2）在磁感应强度为B 的匀强磁场中，穿过与磁场方向垂直、面积为S 的平面的磁通量为。 （3）单位：磁通量的国际单位是韦伯。简称韦。符号是Wb 。1Wb=。

6. 磁通密度：由

得

叫做磁通密度。单位：

单位关系：

。

（二）概念辨析

1. 如何理解磁感应强度

由铁屑在磁体周围的分布可知，磁体周围的磁场有强有弱，磁感线可以形象地描述磁场的强弱，即磁感线越密，磁场越强；磁感线越疏，磁场越弱。如何定量地描述磁场的强弱呢？我们知道，用电场强度可以定量地描述电场的强弱。因此不难想到用磁感应强度可以定量描述磁场的强弱。与电场强度相似，磁感应强度也是一个有大小和方向的矢量。磁场中某点的磁感应强度的方向与在该点的小磁针静止时N 极所指的方向一致。磁感应强度的大小通常用磁感线的密度表示，即穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度。用“B ”表示。

3. 如何理解磁通量的计算公式“” 公式中的B 应是匀强磁场的磁感应强度，S 是与磁场方向垂直的面积，因此可以理解为

。如果平面与磁场方向不垂直，应把面积S 投影到与磁场垂直

的方向上，求出投影面积

，代入到中计算，应避免硬套公式

。