磁感应强度和安培力
安培力磁感应强度
例2、垂直放在磁场中的通电导线如图放置，并 、垂直放在磁场中的通电导线如图放置， 已标明电流强度、磁感应强度、 已标明电流强度、磁感应强度、安培力三个量 中的其中两个物理量的方向， 中的其中两个物理量的方向，试标出第三个物 理量的方向 F F F I B ╳ I B B F
B
小结：
♦ 磁感应强度B是描写磁场强弱和方向的物
分成很多小段直线电流， 分成很多小段直线电流，其 中每一小段就是一个电流元。 中每一小段就是一个电流元。 先用左手定则判断出其中每 小段电流元受到的安培力的 方向， 方向，再判断整段电流所受 安培力的方向， 安培力的方向，从而确定导 体的运动方向。 体的运动方向。 ♦ 例：如图把轻质导线圈挂在 磁铁N极附近 极附近， 磁铁 极附近，磁铁的轴线穿 过线圈的圆心且垂直于线圈 平面。 平面。当线圈内通入如图方 向的电流后， 向的电流后，判断线圈如何 运动？ 运动？
二、安培力 磁感应强度
磁场不仅具有方向性，而且各处 的强弱也可能不同，靠近磁极或电流 处的磁场较强，为了反映磁场的基本 特性（具有力的性质），反映磁场不 仅具有方向而且还有强弱，我们将引 入一个叫做磁感应强度 磁感应强度的物理量加以 磁感应强度 定量地描述．
一、安培力，磁感应强度
演示实验：
大量实验表明：
♦ 磁场对放于其中的通电的直导线有力的作用，
这个力叫安培力．当I与B垂直时：
安培力的大小为： 安培力的大小为：F=BIL
此式表明：安培力大小与电流的大小，与 通电导线在磁场中的长度成正比，与磁感应强 度B成正比. 在通电导线平行于磁场方向时，安 培力为零
磁感应强度：
（1）在同一磁场中的某处，不管电流I、导线长 度L怎样变．但导线所受的安培力F跟IL的比值 保持不变，对不同的磁场或磁场中的不同处， 这一比值一般是不同的． （2）比值F/IL与放入的通电导线无关，反映了磁 场本身的特性（力的性质），为了反映这一特 性我们引入物理量磁感应强度B．
磁感应强度和安培力
磁感应强度与电场强度的比较
磁感应强度 B
物理意义 定 义 式 共同点 特点 共同点 方 向 不同点 描述磁场的性质
电场强度 E
描述电场的性质
都是用比值法进行定义的
B＝F/IL，通电导线与B垂 直，B与F、I、L无关
E＝F/q E与F、q无关
矢量，都遵从矢量合成法则 小磁针N 极的受力方向， 放入该点的正电荷的受 表示磁场方向 力方向，表示电场方向
1.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场 力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值叫磁感应强度。 2.大小：B ＝F/IL。 3.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 T＝ 1 N/A·m。 4.矢量：遵守平行四边形定则。 5.物理意义：描述磁场强弱的物理量。
例2. 下列说法中错误的是（ACD ）
A. 磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流 I、长
为 L 的一小段导线放在该处时所受磁场力 F 与 I、L 的乘 积的比值
B. 一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处可
能没有磁场 C. 一小段通电导线放在磁场中 A 处时受磁场力比放在 B
处大，则 A 处磁感应强度比 B 处的磁感应强度大
左手定则：F垂直于B和I所确定的平面
实验：平行电流之间的相互作用 结论: 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。
同向电流
反向电流
四、安培力的大小
（1） 在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直 的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电 流I和导线的长度L三者的乘积。
即：
F BIL
（2）导线与磁场平行时：
二、磁感应强度
能否用测量 N 极受力的大小来确定磁感应强度的大小？
物理磁感应强度知识点
物理磁感应强度知识点
一、磁感应强度的定义
磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用字母 B 表示。
定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，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。
公式：(B = frac{F}{IL})
二、磁感应强度的单位
国际单位：特斯拉（T）
三、磁感应强度的方向
磁感应强度的方向就是磁场的方向，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。
四、磁感应强度的特点
1. 磁感应强度是矢量，既有大小又有方向。
2. 磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与放入的通电导线所受的安培力大小、导线的长度、电流的大小等均无关。
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。
六、磁感应强度的叠加
空间中如果存在多个磁场，某点的磁感应强度等于各个磁场在该点产生的磁感应强度的矢量和。
磁感应强度和安培力
安培力方向判断
左手定则
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同 一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向 ，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的 方向。
特殊情况
当电流方向与磁场方向平行时，安培力为零；当电流方向与 磁场方向垂直时，安培力最大。
安培力与洛伦兹力关系
复杂。
实验技术与注意事项
校准与标定
控制实验条件
在进行磁感应强度和安培力测量前，应对 测量仪器进行校准和标定，以确保测量结 果的准确性和可靠性。
实验过程中应严格控制温度、湿度等环境 因素，以及电源稳定性等实验条件，以减 小测量误差。
安全防护
数据处理与分析
强磁场和强电流可能对实验人员和设备造 成危害，因此应采取必要的安全防护措施 ，如穿戴防护服、使用绝缘工具等。
在工程技术领域应用
01
电磁铁设计
利用磁感应强度和安培力的原理，可以设计制造出各种电磁铁，如电磁
起重机、电磁吸盘等，实现远程控制和自动化操作。
02
磁悬浮技术
磁悬浮列车利用强大的磁场产生的安培力，使列车悬浮于轨道之上，实
现高速、低噪音、低能耗的运行。
03
磁共振成像
医学领域的磁共振成像（MRI）技术利用磁感应强度和安培力的原理，
复杂磁场环境研究
在实际应用中，磁场环境往往复杂多变，如地球磁场、太阳风等自然因素以及人工电磁辐 射等都会对磁感应强度和安培力的测量和应用产生影响，未来需要加强对复杂磁场环境的 研究和应对。
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联系
安培力和洛伦兹力的公式都涉及磁感 应强度B，且两者都与带电粒子在磁 场中的运动有关。
区别
安培力是作用在通电导线上的宏观力 ，而洛伦兹力是作用在单个运动电荷 上的微观力。安培力是洛伦兹力的宏 观表现，洛伦兹力是安培力的微观本 质。
安培力 磁感应强度
安培力磁感应强度教学目的1、理解磁感应强度B的定义及单位．2、知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小．3、知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线的分布情况．4、知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小．5、会用左手定则熟练地判定安培力的方向．能力要求1、通过演示磁场对电流作用的实验，培养学生总结归纳物理规律的能力．2、通过学习左手定则，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力．情感目标通过对安培定则的学习，使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力，还需要严谨细密的科学态度．重点（1）理解磁场对电流的作用力大小的决定因素，掌握电流与磁场垂直时，安培力大小为：（2）掌握左手定则．难点对左手定则的理解．教具铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线．教学过程1、磁场对电流的作用用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块，巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块，表明磁场有强有弱，如何表示磁场的强弱呢？我们利用磁场对电流的作用力——安培力来研究磁场的强弱．2、决定安培力大小的因素有哪些？利用演示实验装置，研究安培力大小与哪些因素有关（1）与电流的大小有关．保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下，通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小．请学生观察实验现象．导线摆动的角度大小随电流的改变而改变，电流大，摆角大；电流小，摆角小．实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关，电流大，作用力大；电流小，作用力也小．（2）与通电导线在磁场中的长度有关．保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变，电流大小也不变，改变通电电流部分的长度．学生观察实验现象．导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变，导线长、摆角大；导线短，摆角小．实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关，导线长、作用力大；导线短，作用力小．（3）与导线在磁场中的放置方向有关．保持电流的大小及通电导线的长度不变，改变导线与磁场方向的夹角，当夹角为0°时，导线不动，即电流与磁场方向平行时不受安培力作用；当夹角增大到90°的过程中，导线摆角不断增大，即电流与磁场方向垂直时，所受安培力最大；不平行也不垂直时，安培力大小介于和最大值之间．3、磁感应强度总结归纳以上实验现象，用L表示通电导线长度，I表示电流，保持电流和磁场方向垂直，通电导线所受的安培力大小FIL用B表示这一比值，有．B的物理意义为：通电导线垂直置于磁场同一位置，B值保持不变；若改变通电导线的位置，B值随之改变．表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为．对于电流和长度相同的导线，放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁场强．放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁场弱．因而我们可以用比值来表示磁场的强弱．把它叫做磁感应强度．定义：磁感应强度单位：特斯拉，符号为T常见的地磁场磁感应强度大约是，永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是．用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向，磁感线越密处，磁感应强度大、磁场强．若磁感应强度大小和方向处处相同，称为匀强磁场．根据匀强磁场的特点，请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布．在非匀强磁场中，用量度磁感应强度时，导线长L应很短，电流近似处在匀强磁扬中．4、安培力的大小和方向．根据磁感应强度的定义式，可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为：举例计算安培力的大小．安培力的方向如何呢？还过前面的演示实验现象可知，通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系．人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律——左手定则．左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向．应该注意的是：若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向．总结、扩展本节课我们学习了磁场对电流的作用——安培力，通过研究安培力的大小，我们定义了反映磁场强弱的物理量——磁感应强度，同时，我们可以据此求解安培力的大小，安培力的方向用左手定则来确定．如果磁场方向不与电流方向垂直，安培力的大小，方向仍可用左手定则判定．布置作业P150（1）（2）（3）（4）（5）板书设计第三节安培力磁感应强度1、磁场对电流有力的作用2、决定安培力大小的因素（1）与电流大小有关．（2）与导线在磁场中的长度有关．（3）与导线在磁场中的放置方向有关．3、磁感应强度定义：单位：特斯拉（T）4、安培力的大小当电流方向垂直磁场方向时，安培力大小5、安培力方向左手定则．。
物理教案安培力 磁感应强度
物理教案安培力磁感应强度一、教学内容本节课选自高中物理教材《物理》选修31第二章第五节“安培力与磁感应强度”。
具体内容包括：安培力的定义及其计算公式，磁感应强度的概念、物理意义及其测量方法。
二、教学目标1. 让学生掌握安培力的概念，理解安培力的大小与电流、磁场及导体长度之间的关系。
2. 让学生理解磁感应强度的物理意义，掌握磁感应强度的计算公式，并能运用其解决实际问题。
3. 培养学生运用物理知识进行实验设计和数据分析的能力。
三、教学难点与重点重点：安培力的定义和计算，磁感应强度的概念及其测量方法。
难点：安培力大小的计算，磁感应强度与安培力之间的关系。
四、教具与学具准备1. 教具：电流表、电压表、磁铁、导线、滑动变阻器、电流表架、电压表架、多媒体课件。
2. 学具：每组一套实验器材。
五、教学过程1. 情境引入利用多媒体展示磁悬浮列车、电磁起重机等实例，让学生思考这些设备是如何工作的，引出安培力的概念。
2. 理论讲解（1）安培力的定义：当电流通过导体时，在磁场中会受到一个力，这个力称为安培力。
（2）安培力的大小：安培力F = BILsinθ，其中B为磁感应强度，I为电流大小，L为导体长度，θ为导体与磁场的夹角。
（3）磁感应强度：磁感应强度B是描述磁场强弱的物理量，其单位为特斯拉（T），计算公式为B = F/IL。
3. 实践操作（1）实验一：测量安培力。
让学生分组进行实验，测量不同电流、磁场强度、导体长度下的安培力，并记录数据。
（2）实验二：测量磁感应强度。
利用实验一的数据，计算磁感应强度，并与标准值进行比较。
4. 例题讲解讲解一道关于安培力计算的例题，引导学生运用公式进行计算。
5. 随堂练习让学生独立完成一道关于磁感应强度的计算题，巩固所学知识。
六、板书设计1. 安培力的定义、计算公式。
2. 磁感应强度的概念、物理意义、计算公式。
3. 实验步骤、数据处理方法。
七、作业设计1. 作业题目：计算给定电流、磁场、导体长度下的安培力。
第二节安培力 磁感应强度
第二节安培力磁感应强度1. 安培力安培力也称作法拉第力，是指电流所产生的磁场中的力。
安培力的方向遵循右手定则，与电流方向、磁场方向和电荷的正负有关。
安培力的大小与电流、磁感应强度以及电流所处的磁场的角度有关。
安培力的公式如下：\[ F = BIL \sin{\theta} \]其中，F表示安培力，B表示磁感应强度，I表示电流，L表示电流元的长度，θ表示电流与磁场的夹角。
2. 磁感应强度磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，常用的单位是特斯拉（T）。
磁感应强度是通过磁力对单位面积的大小来定义的。
磁感应强度的公式如下所示：\[ B = \frac{F}{IL} \]其中，B表示磁感应强度，F表示磁力，I表示电流，L表示电流元的长度。
3. 安培力与磁感应强度的关系从上述的公式可以看出，安培力与磁感应强度有直接的关系。
当磁感应强度增大时，安培力也会增大；当磁感应强度减小时，安培力也会减小。
这种关系可以通过实验来验证。
实验结果表明，当电流、电流元长度和夹角不变时，增大磁感应强度会导致安培力的增大。
4. 应用举例安培力和磁感应强度的关系在许多物理应用中都有重要的作用。
以下是一些例子：4.1 电机在电机中，通过电流在磁场中产生安培力，从而驱动转子转动。
电机的转矩与电流、磁场的磁感应强度和转子的长度有关。
4.2 电磁铁电磁铁可以通过改变通电线圈的电流来控制磁感应强度。
在电磁铁中，磁感应强度的大小直接影响吸力的大小。
4.3 磁共振成像磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）是一种利用磁感应强度的变化来获取人体内部结构图像的方法。
通过调节磁场的磁感应强度和方向，可以得到不同的组织对磁场的响应，从而实现对人体内部的成像。
5. 总结安培力和磁感应强度是描述磁场中电流相互作用的重要物理量。
它们之间存在着直接的关系，磁感应强度的增大会导致安培力的增大。
这种关系在电机、电磁铁以及磁共振成像等领域都得到了广泛应用。
磁感应强度与电流的关系
磁感应强度与电流的关系导言：电磁学是现代科学中一门重要的学科，其中磁场是不可或缺的一部分。
在磁场中，磁感应强度是一个重要的物理量，它与电流之间存在着密切的关系。
本文将探讨磁感应强度与电流的相关性，并通过具体示例来加深理解。
一、电流产生磁场电流是由带电粒子的流动产生的，这些带电粒子会在其周围产生一个磁场。
这个磁场的强度可以用磁感应强度来描述。
根据安培定律，当电流通过一段导线时，它会在导线周围产生一个磁场，而磁感应强度的大小与电流的大小直接相关。
举个例子来说明。
假设有一段直导线，通过它的电流是I，我们可以用一个磁力计来测量它周围的磁感应强度。
当电流I为0时，磁力计将显示零。
但是，当我们增加电流I的值时，磁力计的读数也会相应增加。
这说明磁感应强度与电流是成正比的。
二、安培力与磁感应强度除了磁力计，我们还可以通过观察磁场对运动带电粒子的影响来研究磁感应强度与电流的关系。
当电流通过一段导线时，它会受到一个由磁场产生的力的作用，这个力被称为安培力。
安培力的大小与电流的大小直接相关，也与磁感应强度有关。
让我们再来看一个例子。
想象一下，有一根导线垂直放置，并通过它的电流为I。
如果我们在导线上方放置一个磁铁，那么磁感应强度会影响到磁场对电流的力的方向和大小。
当电流与磁感应强度的方向垂直时，安培力的大小将达到最大值；而当它们的方向平行时，安培力的大小将为零。
通过这个例子，我们可以看到，磁感应强度与电流的关系不仅仅是一个简单的比例关系，而是与磁场的方向以及电流方向相关的。
三、电磁铁的原理除了磁场对电流的作用，电流也能够产生一个磁场。
这个原理被广泛应用于电磁铁的工作原理中。
电磁铁由一个螺线管和一块软铁构成。
当电流通过螺线管时，它会产生一个磁场，而软铁的存在会增强这个磁场。
电磁铁的磁感应强度与电流的关系是非常明显的。
当电流增大时，电磁铁的磁感应强度也会随之增加。
这意味着电磁铁可以通过调整电流的大小来控制磁场的强弱，进而实现对铁磁物体的吸附和释放。
安培力磁感应强度
α
a B在竖直平面内 导轨在水平面内 B α F F=ILB α F=ILB F
B在竖直平面内 导轨在斜面内 B F α y B
x F=ILB
第一节 磁场对电流的作用习题课 （第2课时）
第一节 探究磁场对电流的作用
复习回顾： 1、如何判断通电导线在磁场中受到安培力的方向？
左手定则
2、安培力的大小如何计算？
第一节 探究磁场对电流的作用 回顾：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发 生相互作用
规律: 同向电流相互吸引 反向电流相互排斥
第一节 探究磁场对电流的作用 如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会( A )
A.纵向收缩,径向膨胀
B.纵向伸长,径向膨胀 C.纵向伸长,径向收缩 D.纵向收缩,径向收缩 右侧视图
A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用
B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直 C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直 D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂于由B和I所确定的 平面
第一节 探究磁场对电流的作用 判定以下通电导线所受安培力的方向 B B I I F B F α
方向________.
mgsinθ=BIL
B=mgsinθ/IL
X
G
第一节 探究磁场对电流的作用 如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为 L、质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静 止在斜面上，外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是( )
ABC
A. B=mgsinθ/IL，方向垂直斜面向下
第一节 探究磁场对电流的作用 磁电式电流表的工作原理 ⑴线圈所受的磁力矩
第一节 探究磁场对电流的作用
高中物理《磁感应强度》
解析：
磁感应强度是反映磁场本身力的特性 的物理量，与是否存在通电导线，电流的 大小，导线的长度，导线的放置方向均无 关．通电导线在磁场中垂直磁场放置时所 受的安培力 F=BIL 最大，平行磁场放置时 所受的安培力最小，等于零．
所以，正确选项为C．
匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场．
B
小结：
磁感应强度B是描写磁场强弱和方向的物
理量，其方向规定为该处的磁场方向．
安培力大小F=BIL，其方向由左手定则
判定．
第二课时
复习提问： 1、磁感应强度的定义及定义式？理解这
个定义要注意些什么？ 2、安培力的判定法则（左手定则）的内 容？
√
巩固练习 1、下列说法正确的是： A、 磁场中某处磁感强度的大小，等于长为L 通以电流I的一小段导线放在该处时所受磁场 力F与IL乘积的比值。 B、一小段通电导线放在某处如不受磁场力作 用，则该处的磁感强度为零。 C、因为B=F/IL，所以磁场中某处的磁感应强 度的大小与放在该处的导线所受磁场力F的大 小成正比，与IL的大小成反比。 D、磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场 中通电导线长度、电流大小及所受磁场力的 大小均无关。
I B B I
F
I
B
F
B I
F
I
F
B
B F
B
F
B
F
F B
安培力作用下通电导线或线圈的运动方向
（一）直接判断：先分析导线或线圈所在位
置的磁感线情况，然后根据左手定则判定安 培力的方向，再进行分析：
a
F
b F
几种特殊： 1.电流元分析法：把整段电流
第2节安培力 磁感应强度
第2节安培力磁感应强度教学目标1 知识目标：①掌握安培力的大小计算公式，理解磁感应强度的定义及其物理意义；②能够利用安培力公式和磁感应强度的定义式进行计算；③知道磁感线和磁感应强度的关系，知道匀强磁场的特点；④熟练应用左手定则判断安培力的方向。
2 能力目标：①通过观察演示实验，培养学生的观察理解、空间想象能力。
②与电场一节对比学习，培养学生类比、推理能力。
3 德育目标：培养学生辨证唯物主义观点和实践第一的观点教学重点1 磁感应强度概念的建立2 安培力的计算教学难点磁感应强度概念的建立教学用具学生电源，U形磁铁，铁架台，水平平行裸铜线导轨，直铜棒，带夹导线三根，开关。
教学方法实验演示、多媒体辅助教学教学过程1 引入新课与电场类比：复习电场，为用类比法建立磁感应强度概念作准备。
提问：①电场的基本特性是什么？（对其中的电荷有电场力的作用。
）②用哪个物理量来描述电场的强弱和方向？（电场强度）③电场强度是如何定义的？其定义式是什么？引入：①磁场的基本性质是什么？（对其中的电流，即通电导线有磁场力的作用。
）②用什么物理量来描述磁场的强弱和方向？师：磁场对电流的作用力通常叫做安培力。
这节课就来讨论安培力的大小和方向，并找出表示磁场强弱的物理量。
2 新课教学2.1 安培力的大小磁感应强度板书：2.1 安培力的大小，磁感应强度2.1 1 磁场对电流的作用力通常称为安培力。
是为了纪念法国物理学家安培而命名的。
2.12 决定安培力大小的因素观察实验：如图所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。
将一根直导线悬挂在磁铁的两极间。
有电流通过时导线将摆动一个角度，通过这个角度我们可以比较安培力的大小。
分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度，电流强度由外部电路控制。
先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。
观察这两个因素对磁场力的影响。
磁场对通电直导线有力的作用，引导学生作定性分析，得出：确定的磁场，对通电直导线的作用力大小与直导线的长度L通人电流强度I有关。
安培力磁感应强度
安培力磁感应强度简介安培力磁感应强度（B）是描述磁场强度的物理量，是用来衡量磁场对电流的影响程度。
安培力磁感应强度是在指定点或空间中，单位电流元产生的力所引起的磁场强度，通常用字母B表示。
本文将介绍安培力磁感应强度的基本概念和计算方法。
定义安培力磁感应强度是以安培（A）为单位的矢量物理量，表示在磁场中单位电流元所受到的力。
它的大小和方向都与电流元和磁场有关。
计算方法根据比奥-萨伐尔定律，通过一段导线的电流元的安培力磁感应强度可以通过以下公式计算：B = μ0 * I/ (2πr)在公式中，B表示安培力磁感应强度，μ0表示真空中的磁导率（μ0 ≈ 4π * 10^-7 T*m/A），I表示电流的大小，r表示与电流元的距离。
特点安培力磁感应强度具有以下几个特点：1.安培力磁感应强度是与电流元的大小和方向有关的，当电流元的大小和方向改变时，磁感应强度也会变化。
2.安培力磁感应强度是矢量量，具有大小和方向。
磁感应强度的方向指向电流元所在点的磁场方向。
3.安培力磁感应强度随着距离的增加而减小，符合反比例关系。
即离电流元越远，安培力磁感应强度越小。
应用安培力磁感应强度在物理学和工程学中有广泛的应用，下面介绍几个常见的应用场景：•电磁铁：在电磁铁中，通过通电线圈产生的磁场，可以利用安培力磁感应强度来控制铁磁材料的磁化程度，从而实现吸附和释放物体的功能。
•电流电机：电流电机的运转原理是利用电流元所受到的安培力磁感应强度，使得电流元和磁场之间产生力的作用，从而让电机产生运动。
•传感器：许多传感器利用安培力磁感应强度的变化来检测和测量特定的物理量，比如磁场传感器可以根据安培力磁感应强度的变化来测量物体周围的磁场强度。
总结安培力磁感应强度是一个描述磁场强度的重要物理量，它与电流元的大小和方向有关，可以用来计算和控制磁场的作用和影响。
了解和掌握安培力磁感应强度的基本概念和计算方法，对于理解磁场的性质和应用具有重要意义。
安培力 磁感应强度
安培力磁感应强度引言安培力是电流在磁场中作用产生的一种力的表现形式。
它是由法国物理学家安培发现的，因此得名。
安培力与电流、导线长度、导线与磁场的夹角以及磁感应强度之间存在着密切的关系。
在本文中，我们将重点讨论磁感应强度的概念，并了解它与安培力之间的联系。
磁感应强度的定义磁感应强度是描述磁场强弱的物理量。
它用字母B表示，单位是特斯拉(T)。
磁感应强度B的定义可以通过安培力来解释。
根据安培力的定义，当一段电流为1安的导线长度为1米时，它在磁感应强度为1特斯拉的磁场中受到的力为1牛顿。
因此，磁感应强度的定义可以表示为：B = F / (I * L * sinθ)其中，B表示磁感应强度，F表示安培力，I表示电流强度，L表示导线长度，θ表示电流与磁场的夹角。
这个定义可以帮助我们理解磁感应强度与安培力之间的关系。
磁感应强度的性质磁感应强度具有一些重要的性质，这些性质有助于我们理解和应用磁感应强度。
1. 方向性磁感应强度是一个矢量量，即它具有方向。
磁感应强度的方向是垂直于电流所在平面的方向，并且遵循右手定则。
根据右手定则，当右手的四指指向电流方向，拇指所指的方向就是磁感应强度的方向。
2. 与电流强度的关系磁感应强度与电流强度之间存在着线性关系。
当电流强度增加时，磁感应强度也会增加。
这可以通过磁感应强度的定义来推导。
3. 与导线长度的关系磁感应强度与导线长度之间也存在着线性关系。
当导线长度增加时，磁感应强度也会增加。
这也可以通过磁感应强度的定义来推导。
4. 与夹角的关系磁感应强度与电流与磁场的夹角之间存在正弦关系。
当夹角为0度时，即电流与磁场平行时，磁感应强度达到最大值。
而当夹角为90度时，即电流与磁场垂直时，磁感应强度为0。
举例说明为了更好地理解磁感应强度的概念和应用，我们举一个简单的例子。
假设有一段电流为2安的导线，长度为0.5米，在磁感应强度为0.6特斯拉的磁场中，与磁场夹角为30度。
现在我们想计算电流在这个磁场中受到的安培力。
磁感应强度,安培力习题课
磁感应强度、安培力练习一、左手定则的应用例1：垂直放在磁场里的通电直导线如图所示，并已标明电流，磁感应强度和安培力这三个物理量中两个物理量的方向，试在图中标出第三个物理量的方向．二、安培力大小的计算1、公式F=BIL（条件B⊥L）2、一般表达式F=BILSinθ中θ是和的夹角，L是垂直于磁场方向的有效长度．．．．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度例2：如图所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为多少？例3：如图，长为2l的直导线拆成边长相等，夹角为60的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为多少？三、与安培力有关的简单平衡问题例4：如图所示，通以从a到b方向电流的导线ab，用细线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时线的拉力为F，要使F＝o，可采用以下方法：（）A．把电流I减小到适当值上B．把磁感应强度B减小到适当值C．把电流从I增大到适当值D．把磁感应强度增大到适当值四、通电导线或线圈在安培力作用下的运动问题：例5：如图把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁的N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面，线圈内通如图方向的电流后，线圈将A．不动 B．转动C．向左摆动 D．向右摆动例6：两条导线AB和CD互相垂直，如图所示，其中的AB固定，CD可自由活动，两者相隔一小段距离，当两条导线分别通以图示方向的电流时，垂直纸面向里看导线CD将（）A．顺时针方向转动，同时靠近ABB．逆时针方向转动，同时靠近ABC．顺时外方向转动，同时远离ABD．逆时针方向转动，同时远离AB五、左手定则与牛顿第三定律结合例7：如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，一根通电直导线被水平悬挂在磁铁中心的正上方处，并且保持导线跟磁铁垂直。
安培力 磁感应强度·典型例题解析
安培力磁感应强度·典型例题解析【例1】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是[ ] A．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大B．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关解答：正确的应选D．点拨：磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映．安培力的大小不仅与B、I、L有关，还与导体的放法有关．【例2】如图16－14所示，其中A、B图已知电流和其所受磁场力的方向，试在图中标出磁场方向．C、D、E图已知磁场和它对电流作用力的方向，试在图中标出电流方向或电源的正负极．[ ]解答：A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里；E图a端为电源负极．点拨：根据左手定则，电流在磁场中受力的方向既要与磁感线垂直，还要与导线中的电流方向垂直，且垂直于磁感线与电流所决定的平面．【例3】画出图16－15中导线棒ab所受的磁场力方向．点拨：画出正视图后，再用左手定则判定．【例4】在水平匀强磁场中，用两根相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线MN，导线中通以从M到N的电流I，此时绳子受力都是F，为使F＝0，可采用下列方法中的[ ] A．把电流强度增大到某一值B．把电流强度减小到某一值C．使电流I反向D．使磁场B反向点拨：用左手定则判定出磁场力方向，再根据平衡知识解决．参考答案：A跟踪反馈1．下列等式中正确的是：[ ] A．1T＝1Wb/m2B．1T＝1kg/(A·s2)C．1T＝1kg·m2/(A·s2)D．1T＝1N/(A·m)2．磁场中某点的磁感线如图16－17所示，下列结论中正确的是[ ] A．磁感应强度B a＞B bB．磁感应强度B a＜B bC．同一通电导线放在a处时受的磁场力一定比放在b处时大D．同一通电导线放在a处时受的磁场力一定比放在b处时小3．有一段直导线长1cm，通以5A电流，把它置于磁场中的某点时，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B可能值为[ ] A．1TB．5TC．2TD．2.5T4．关于匀强磁场，下列说法中错误的是[ ] A．各处的磁感线疏密程度相同B．一小段通电导线在各处受力相同C．通电导线处于其中时，一定受磁场力的作用D．各处的磁感线是互相平行的参考答案1．ABD 2．B 3．BCD 4．BC。
安培定律推导
安培定律推导安培定律是电磁学中非常重要的一条定律，它描述了电流对磁场的影响。
在本文中，我们将详细介绍安培定律的推导过程。
一、安培力的定义为了推导安培定律，我们首先需要了解安培力的定义。
安培力是指一个电流元所受到的磁场力。
它可以用以下公式表示：F = BILsinθ其中，F表示安培力，B表示磁感应强度，I表示电流强度，L表示电流元长度，θ表示电流元与磁场方向之间的夹角。
二、磁场线和环路积分在推导安培定律之前，我们还需要了解两个概念：磁场线和环路积分。
磁场线是指在磁场中一个点上方向与该点处切线方向相同的曲线。
环路积分是指沿着一个闭合回路对某个物理量进行积分。
三、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了变化的磁通量对于产生感应电动势的影响。
它可以用以下公式表示：ε = -dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，Φ表示磁通量，t表示时间。
四、安培定律的推导现在我们可以开始推导安培定律了。
我们假设有一段电流I通过一条直导线，长度为L。
这段导线与一个磁场垂直，磁感应强度为B。
我们需要计算这段导线所受到的力F。
首先，我们将这段导线分成许多小的电流元。
每个电流元都可以看作是一个小的矢量，其大小为IΔl，方向与电流方向相同。
由于这些电流元受到相同大小和方向的安培力，因此它们可以合并成一个大的矢量。
接下来，我们需要计算每个电流元所受到的力dF。
根据安培力的定义，每个电流元所受到的力可以用以下公式表示：dF = BIdlsinθ其中，dl表示电流元长度，θ表示电流元与磁场方向之间的夹角。
由于这些电流元在同一平面内，并且它们之间的角度非常小，因此我们可以将它们看作是在同一点上受到了相同大小和方向的力。
因此，在整个导线上受到的总力F可以用以下公式计算：F = ∫ dF = ∫ BIdl sinθ其中，“∫”表示对整个电流线积分。
由于磁场是垂直于电流线的，因此θ=90°，sinθ=1。
因此，上式可以简化为：F = ∫ BIdl现在我们需要将这个公式转化为环路积分的形式。
《电磁场与电磁波》恒定磁场
分界面磁化电流: Km (M1 M2 ) en
Im
M dl
l
安培环路定理
1.真空中的安培环路定理
l B dl 0 I
真空磁场中，磁感应强度沿任意回路的 环路积分等于真空的磁导率乘以穿过该 回路所限定面的电流的代数和；
2.一般形式的安培环路定理
l B dl 0 ( I Im )
H dl H dl I
PaQ
PbQ
c
I
闭合回路PaQcP：
Q
H dl 2I PaQcP
H dl H dl 2I
PaQ
PcQ
规定:积分路径不穿过电流回路所限定的面。
2.标量磁位的边值问题 微分方程
B 0
H 0
H m
m 0
m m 0 均匀媒质：=0
2m 0 标量磁位的微分方程
Sd
（1）常磁链系统：
Wm
1 2
H BdV
V
V
B2 dV
20
B2Sd
2d
20 20S
f
Wm g
k const
2 20 S
吸力：F 2 f
3.虚位移法举例
例：分析电磁铁吸力，气隙截面积S，长d
1. 恒定磁场基本方程 恒定磁场的性质可由下面一组基本方程描述：
磁通连续性定理 SB dS 0 安培环路定理 l H dl I
各向同性线性媒质的构成方程
B 0 H J
B H
恒定磁场的性质：有旋无散。
2.分界面的衔接条件
B 的衔接条件
2
B2n B2
S h
1 B1
B1n
SB dS 0
B1nS B2nS 0 B1n B2n
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高考调研 ·高三总复习 ·物理
(2017· 课标全国Ⅰ)(多选)如图，三根相互平行的固定 长直导线 L1、L2 和 L3 两两等距，均通有电流 I，L1 中电流方向 与 L2 中的相同，与 L3 中的相反．下列说法正确的是 ( )
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A． L1 所受磁场作用力的方向与 L2、 L3 所在平面垂直 B． L3 所受磁场作用力的方向与 L1、 L2 所在平面垂直 C． L1 、 L2 和 L3 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1∶ 1∶ 3 D． L1、 L2 和 L3 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 3∶ 3∶ 1
Ⅰ卷 14、 24 题 洛伦兹力、安培力的基本应用
带电粒子在圆形有界磁场中的运动 带电粒子在磁场中的 带电粒子在角形有界磁场中的运动 运动与力学、电学综 带电粒子在复合场中的运动 平行直导线安培力的作用 带电粒子在圆形有界磁场中的运动 电动机原理 带电粒子在不同磁场中的运动 合应用，难度较大， 常是高考的压轴题 (3)带电粒子在有界磁 场中的临界问题是考 查重点 (4)组合场、复合场在 科技中的应用常作为 命题情景
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第九单元
磁
场
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年份 2015 年 题号 Ⅱ卷 18 题 Ⅱ卷 19 题 Ⅰ卷 15 题 2016 年 Ⅱ卷 18 题 Ⅲ卷 18 题 Ⅰ卷 16 题 Ⅰ卷 19 题 2017 年 Ⅱ卷 18 题 Ⅱ卷 21 题 Ⅲ卷 24 题 命题点 对地磁场和磁力的基本认识 洛伦兹力作用下的匀速圆周运动 质谱仪测电荷质量 命题规律 (1)选择题一般考查磁 场叠加、安培力、洛 伦兹力的基础知识 (2)计算题主要是考查
A．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于 纸面向里 B．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于 纸面向外 C．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于 纸面向里 D．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于 纸面向外
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【答案】 BC 【解析】 将环形导线分割成无限个小段，每一小段看成直 导线，则根据左手定则，当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培 力的方向垂直于纸面向外，故 A 项错误，B 项正确；当电流沿逆 时针方向时， 线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里， 故 C 项正 确， D 项错误．
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四、安培力 大小： F＝BILsinθ (θ 是 B 与 I 的夹角 )． (1)B 与 I 平行：F＝ 0 (2)B 与 I 垂直：F＝BIL 方向： (1)用左手定则判断：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并 且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向 电流的方向，那么拇指所指的方向就是安培力的方向． (2)安培力方向的特点：不论 B 和 I 夹角如何，总是 F⊥ B， F⊥ I，即 F 垂直于 B 和 I 决定的平面．
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考 点 讲 练
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考点一
对磁感应强度的理解
1．理解磁感应强度注意 “三点” F (1)磁感应强度由磁场本身决定， 不能根据 B＝ 认为 B 与 F IL 成正比，与 IL 成反比． (2)如果通电导线平行磁场，则所受安培力为零，但不能说该 点的磁感应强度为零． (3)磁感应强度是矢量，其方向为放入其中的小磁针 N 极的 受力方向．
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3．常见的电流磁场分布
电流 立体图 横截面图 纵截面图
直线 电流
通电 螺线管
环形 电流
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(2017· 课标全国 Ⅲ)如图，在磁感应强 度大小为 B0 的匀强磁场中，两长直导线 P 和 Q 垂直于纸面固定放置， 两者之间的距离为 l.在两 导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I 时， 纸面内与两导线距离均为 l 的 a 点处的磁感应强度为零．如果让 P 中的电流反向、其他条件不变，则 a 点处磁感应强度的大小为 ( ) A． 0 2 3 C. B 3 0 B. 3 B 3 0
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二、磁感应强度 意义：表示磁场强弱和方向． F 定义式：B＝ (通电导线垂直磁场 )． IL 单位：特斯拉 (T)． 方向：小磁针 N 极的受力方向．
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三、磁感线 意义：磁感线的疏密表示磁场的强弱，某点的切线方向 表示该点的磁场方向． 特点：磁感线是闭合曲线，在磁体外部从 N 极指向 S 极； 在磁体内部由 S 极指向 N 极．磁感线不相交．
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安培定则：判定电流周围的磁场方向
磁场 项目 安培 定则 无 磁极、环 绕 导线的同 与条形磁铁的磁场相似， 特点 心 圆，距导 管内为匀强磁场且最强， 线 越远处磁 管外越远处磁场越弱． 场越弱 直线电流 的磁场 通电螺线管 的磁场 环形电流 的磁场
环 形电流的 两 侧是 N 极和 S 极， 离圆环中心 越远磁场越弱 .
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考点三 1．判断方向
安培力的判断与计算
(1)磁场和电流方向垂直的情况： 直接用左手定则判定． (2)磁场和电流方向不垂直的情况： 将磁感应强度沿电流和垂直电流方向分解， 再用左手定则判 定垂直分量作用的安培力．
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(3)通用结论： 不论磁场和电流方向是否垂直， 安培力总是垂直于磁场和电 流方向所决定的平面． (4)常用推论： 两平行的直线电流作用时，同向电流吸引，异向电流排斥．
误，故选 C 项．
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理论研究表明，无限长通电直导线磁场 I 中某点的磁感应强度可用公式 B＝k 表示， 公式中 r 的 k 是常数，I 是导线中电流强度，r 是该点到直 导线的距离． 若两根相距为 L 的无限长通电直导线 垂直 x 轴平行放置，电流强度均为 I，如图甲所示．图乙中能正 确反映两导线间的磁感应强度 B 与 x 关系的是(规定 B 的正方向 垂直纸面向里)( )
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下列关于磁场或电场的说法正确的是 ________． ①通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 ②通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 ③放在匀强磁场中各处的通电导线， 受力大小和方向处处相 同 ④磁感应强度的大小跟放在磁场中的通电导线受力的大小 无关
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考点二 1．安培定则的应用
安培定则和磁场叠加
用安培定则判定电流的磁场时应分清“ 因”和“果”．
因果 磁场 直线电流的磁场 环形电流的磁场 原因 (电流方向 ) 大拇指 四指 结果 (磁场方向 ) 四指 大拇指
2.磁场的叠加 磁感应强度是矢量，利用平行四边形定则合成与分解．
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2．磁感应强度与电场强度的比较
磁感应强度 B 物理意义 定义式 方向 决定因素 磁感线与 电场线 描述磁场强弱的物理量 F B＝ (L⊥ B) IL 小磁针 N 极受力方向 电场强度 E 描述电场强弱的物理量 F E＝ q 正电荷受力方向
由磁场决定，与电流元无关 由电场决定，与检验电荷无关 磁感线闭合，不相交 电场线不闭合，不相交
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⑤电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零 ⑥一小段通电导线在某处不受磁场力作用， 则该处磁感应强 度一定为零 ⑦地磁场的 N 极在地理的南极附近， 地磁场的 S 极在地理的 北极附近． ⑧地磁场在地球表面附近大小不变，方向与地球表面平行．
【答案】 ④⑤⑦
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当 P 中的电流反向，其他条件不变，
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再依据几何关系，及三角知识，则有： B2＝
3 B； 3 0
因外加的磁场方向与 PQ 平行，且由 Q 指向 P，磁场大小为 B0； 最后由矢量的合成法则，那么 a 点处磁感应强度的大小为 B ＝ B02＋（ 3 2 3 2 B）＝ B ，故 C 项正确， A、B、 D 三项错 3 0 3 0
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【答案】
A
【解析】 根据安培定则可得左边通电导线在两根导线之间的 磁场方向垂直纸面向里，右边通电导线在两根导线之间的磁场方向 垂直纸面向外，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为 零，由于规定 B 的正方向垂直纸面向里，可判断 A 项正确．
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9．1 磁感应强度和安培力
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知 识 清 单
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一、磁场 磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体、电流和运动 电荷有力的作用． 磁场的产生：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电 荷运动产生的．
D． 2B0
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【答案】 C 【解析】 在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I 时，纸面内与两导线距离为 l 的 a 点处的磁感应强度为零，如图 所示：
由此可知，外加的磁场方向与 PQ 平行，且由 Q 指向 P，
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即 B1＝B0； 1 依据几何关系，及三角知识，则有： BPcos30°＝ B0； 2 解得： P 或 Q 通电导线在 a 处的磁场大小为 BP＝ 3 B； 3 0