第5章初識電磁場與電磁波第1節(jié)磁場及其描述第2課時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度核心素養(yǎng)：1.知道磁感應(yīng)強(qiáng)度和勻強(qiáng)磁場的概念.

2.知道磁通量的概念，會計(jì)算磁通

量的大小.

3.通過實(shí)驗(yàn)、類比和分析的方法建立磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，進(jìn)一步體會比值

法定義物理量的方法.

4.探究通電導(dǎo)線受到的力與電流的大小、通電導(dǎo)線長度、磁感

應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系.

5.通過體驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)規(guī)律的樂趣，養(yǎng)成探究物理規(guī)律的良好習(xí)慣.第3頁研習(xí)任務(wù)一磁感應(yīng)強(qiáng)度合作

討論實(shí)驗(yàn)室中的磁鐵能吸引幾只鐵釘，而工地上的電磁鐵卻能吸引上噸重的物體

（如圖所示）.可見不同磁體的磁性是不同的，那么如何定量描述不同磁體的磁

性強(qiáng)弱呢？提示：類比電場強(qiáng)度定量描述電場的強(qiáng)弱，我們可以用一個(gè)類似的物理量描述磁

場的強(qiáng)弱.

垂直B

特斯拉特矢量N極N極強(qiáng)弱方向核心

歸納1.

磁感應(yīng)強(qiáng)度的決定因素磁場在某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向是客觀存在的，與通過導(dǎo)線的電流大小、導(dǎo)

線的長短無關(guān)，與導(dǎo)線是否受磁場力以及磁場力的大小也無關(guān).即使不放入通電導(dǎo)

線，磁感應(yīng)強(qiáng)度也照樣存在，故不能說B與F成正比或B與Il成反比.

3.

磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B是一個(gè)矢量，它的方向有以下3種表述方式：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場方向.（2）小磁針靜止時(shí)N極所指的方向.（3）小磁針N極受力的方向.

C.

在定義B的同時(shí)，也就確定了B與F、IL單位間的關(guān)系A(chǔ)C

[訓(xùn)練1]

在磁場中某一點(diǎn)放入一通電導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場垂直，導(dǎo)線長1

cm，電流為5

A，所受磁場力為5×10－2

N.

求：（1）這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？若電流增加為10

A，所受磁場力為多大？

答案：（1）1

T

0.1

N（2）若讓導(dǎo)線與磁場平行，這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？通電導(dǎo)線受到的磁場力多大？解析：（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B是磁場本身的性質(zhì)，與F、I、l無關(guān).若導(dǎo)線與磁場平行，磁

感應(yīng)強(qiáng)度不變，即B＝1

T，而通電導(dǎo)線受到的磁場力為0.答案：（2）1

T

0第13頁研習(xí)任務(wù)二磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加核心

歸納1.

原理：由于磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，若某區(qū)域有多個(gè)磁場疊加，該區(qū)域中某點(diǎn)的磁感

應(yīng)強(qiáng)度就等于各個(gè)磁場在該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和，可根據(jù)平行四邊形定則求解.2.

磁場疊加問題的一般解題思路（1）確定磁場場源，如通電導(dǎo)線.（2）定位空間中需求解磁場的點(diǎn)，利用安培定則判定各個(gè)場源在這一點(diǎn)上產(chǎn)生的磁

場的大小和方向.如圖所示為M、N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場.（3）應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成，如圖中的合磁場.研習(xí)

經(jīng)典[典例2]

在實(shí)驗(yàn)精度要求不高的情況下，可利用羅盤來測量電流產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)

強(qiáng)度.具體做法是：在一根南北方向放置的直導(dǎo)線的正下方10

cm處放一個(gè)羅盤.導(dǎo)線

沒有通電時(shí)羅盤的指針（小磁針的N極）指向北方；當(dāng)給導(dǎo)線通入電流時(shí)，發(fā)現(xiàn)羅盤

的指針偏轉(zhuǎn)一定角度，根據(jù)偏轉(zhuǎn)角度即可測定電流磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度.現(xiàn)已測出此地

的地磁場水平分量Be＝5.0×10－5

T，通電后羅盤指針停在北偏東60°的位置（如圖

所示）.由此測出該通電直導(dǎo)線在其正下方10

cm處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

（

C

）CA.5.0×10－5

TB.1.0×10－4

TC.8.66×10－5

TD.7.07×10－5

T

分析磁場疊加問題的注意點(diǎn)1.

磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，若空間存在幾個(gè)磁場，則空間某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為各個(gè)

磁場單獨(dú)在該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和.2.

對于磁場的疊加，應(yīng)先確定有幾個(gè)磁場，搞清楚每個(gè)磁場在該處的磁感應(yīng)強(qiáng)

度的大小和方向，再根據(jù)平行四邊形定則求矢量和.3.

磁場的方向性比重力場、靜電場的方向性復(fù)雜得多，要注意培養(yǎng)空間想象力.[訓(xùn)練2]

如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O為半圓弧的圓

心，∠MOP＝90°，在M、P處各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有垂直紙

面向里、大小相等的恒定電流，這時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.若將P處長直導(dǎo)線移

開，則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（

B

）D.

B0B

第21頁課后提素養(yǎng)

×√×××2.

（多選）磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是（

ABC

）A.

該點(diǎn)的磁場的方向B.

該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)N極所指方向C.

該點(diǎn)小磁針N極的受力方向D.

該點(diǎn)小磁針S極的受力方向解析：磁場方向?yàn)樾〈裴楴極的受力方向，或者說小磁針靜止時(shí)N極所指方向，同時(shí)

磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是磁場的方向.ABC3.

下列有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法，正確的是（

A

）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)體在磁場某點(diǎn)不受力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度的引入目的是用來描述磁場強(qiáng)弱的，因此選項(xiàng)A正確；通電導(dǎo)線若

放置方向與磁場方向平行時(shí)，也不受磁場力的作用，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度

的定義，通電導(dǎo)線應(yīng)為“在磁場中垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線”，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在

磁場場源穩(wěn)定的情況下，磁場中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度（包括大小和方向）都是確定的，

與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電流、導(dǎo)線無關(guān)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.A中檔

題組1.

磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉（T），與它等價(jià)的是（

A

）

A2.

關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I、導(dǎo)線長度L和電流所受磁場力F的關(guān)系，下面的說法正

確的是（

A

）A.

在B＝0的地方，F(xiàn)一定等于零B.

在F＝0的地方，B一定等于零C.

若B＝1

T，I＝1

A，L＝1

m，則F一定等于1

ND.

若L＝1

m，I＝1

A，F(xiàn)＝1

N，則B一定等于1

T

A3.

如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場中，兩長直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放

置，兩者之間的距離為l.在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的大小相等的電流I

時(shí)，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，如果讓P中的電流反向、

其他條件不變，則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（

C

）A.0D.2B0C

4.

如圖所示，在yOz平面的環(huán)形金屬線圈以坐標(biāo)系原點(diǎn)O為中心，xOy平面為水平面，

地球磁場指向＋y方向.位于原點(diǎn)O處的小磁針，可繞z軸在xOy平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)形

線圈中的電流為16

A時(shí)，磁針與＋x軸的夾角為37°.已知環(huán)形電流環(huán)心處的磁感應(yīng)強(qiáng)

度與環(huán)形電流強(qiáng)度成正比，則為使磁針與＋x軸的夾角變?yōu)?3°，已知sin

37°＝

0.6，cos

37°＝0.8，環(huán)形線圈中的電流應(yīng)該調(diào)整為（

B

）A.3

AB.9

AC.12

AD.16

AB

B.3BA

[基礎(chǔ)訓(xùn)練]1.

關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是（

C

）A.

磁感應(yīng)強(qiáng)度只是描述磁場的強(qiáng)弱的物理量B.

通電導(dǎo)線所受磁場力為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C.

通電導(dǎo)線所受磁場力為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零D.

放置在磁場中1

m的導(dǎo)線，通過1

A的電流，受到的力為1

N時(shí)，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度就

是1

TC1234567891011

A.

B由F、I和L決定B.

F由B、I和L決定C.

I由B、F和L決定D.

L由B、F和I決定

B12345678910113.

某地地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是4×10－5

T，一根長為500

m的導(dǎo)線，通入10

A的

電流，則該導(dǎo)線受到的磁場力最大為（

B

）A.0.1

NB.0.2

NC.0.3

ND.0.4

N解析：F＝BIL＝0.2

N，這是導(dǎo)線在磁場中受到的磁場力的最大值，故B正確.B12345678910114.

如圖所示，直導(dǎo)線AB、螺線管E、U形磁體D三者相距較遠(yuǎn)，磁場相互不影響，開

關(guān)閉合后，小磁針N極（黑色一端）指示磁場方向正確的是（

C

）A.

aB.

bC.

cD.

dC1234567891011解析：小磁針N極的指向?yàn)榇鸥芯€方向，直導(dǎo)線AB部分，電流從上到下，所以從上往

下看，直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場方向應(yīng)為順時(shí)針方向，所以小磁針a的N極應(yīng)指向紙面外，A

錯(cuò)誤；在通電螺線管E部分，由安培定則可知，在內(nèi)部磁感線從右到左，故右端為螺

線管S極，左端為N極，在外部磁感線從N極到S極，所以小磁針b的N極應(yīng)向右，小磁

針c的N極向左，B錯(cuò)誤，C正確；在U形磁體D部分，由安培定則可知，左端為S極，

右端為N極，在外部磁場方向從右端指向左端，所以小磁針d的N極應(yīng)向左，D錯(cuò)誤.12345678910115.

如圖所示，在空間僅存在大小恒定、方向相互垂直的兩個(gè)磁場B1、B2，B1＝3

T，

B2＝4

T，A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（

C

）A.7

TB.1

TC.5

TD.

大于3

T，小于4

T

C12345678910116.

三根平行的長直導(dǎo)線，分別垂直地通過一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，三導(dǎo)線

中電流方向相同，A、B兩導(dǎo)線中的電流大小相同，如圖所示，已知導(dǎo)線A在斜邊中點(diǎn)

O處所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)線C在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁場的磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)椋?/p>

D

）A.

大小為B，方向沿OA方向C.

大小為2B，方向沿OB方向D.

大小為2B，方向沿OA方向解析：由安培定則知導(dǎo)線A、B在O處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，相互

抵消，所以O(shè)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度即為導(dǎo)線C在O點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即大小為2B，

由安培定則可判定其方向沿OA方向，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤.D12345678910117.

如圖所示，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線

中通有大小相等、方向相反的電流.a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d

位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等.關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場，下

列說法正確的是（

C

）A.

O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B.

a、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反C.

c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同D.

a、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同C1234567891011解析：由安培定則可知，兩導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向均豎直向下，合磁感應(yīng)強(qiáng)度一

定不為零，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由安培定則，兩導(dǎo)線在a、b兩處產(chǎn)生的磁場方向均豎直向

下，由于對稱性，電流M在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于電流N在b處產(chǎn)生磁場的磁

感應(yīng)強(qiáng)度，電流M在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于電流N在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)

度，所以a、b兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)安培定則判

斷可知，兩導(dǎo)線在c、d處產(chǎn)生的磁場分別垂直c、d兩點(diǎn)與導(dǎo)線連線方向向下，且產(chǎn)生

的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小相等，方向均豎直向下，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.12345678910118.

勻強(qiáng)磁場中長2

cm的通電導(dǎo)線垂直磁場方向放置，當(dāng)通過導(dǎo)線的電流為2

A時(shí)，它

受到的磁場力大小為4×10－3

N.

（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?/p>

答案：（1）0.1

T（2）若導(dǎo)線長度不變，電流增大為5

A，求它受到的磁場力F和該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的

大小.解析：（2）若導(dǎo)線長度不變，電流增大為5

A，磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，仍為0.1

T，磁場

力為F＝BI'l＝0.1×5×0.02

N＝0.01

N.

答案：（2）0.01

N

0.1

T1234567891011[能力提升]9.

如圖所示，半徑為R的環(huán)形導(dǎo)線豎直放置，其中通以順時(shí)針方向的恒定電流.以環(huán)

的中心O為坐標(biāo)原點(diǎn)，以水平向右為x軸的正方向，以垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的

正方向，則關(guān)于環(huán)形線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x變化的圖像正確的是（

D

）ABDCD1234567891011解析：環(huán)形電流的磁場可以看成是若干微小的直線電流產(chǎn)生的磁場的疊加，根據(jù)安培

定則和矢量的合成可知，環(huán)形線圈內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里，則B＞0，離線圈越

遠(yuǎn)，磁感線越少，磁場強(qiáng)度降低，在軸心處磁場最弱從左向右強(qiáng)度先降低再升高，選

項(xiàng)D正確.123456789101110.

已知通電長直導(dǎo)線在周圍空間某位置產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電流強(qiáng)度成正比，

與該位置到長直導(dǎo)線的距離成反比.如圖所示，通有電流大小相同的兩根長直導(dǎo)線分

別固定在絕緣正方體的兩條邊ad和bf上，兩導(dǎo)線彼此絕緣.電流方向分別由a流向d、

由f流向b，則頂點(diǎn)c和g兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為（

A

）B.1∶1C.2∶1A1234567891011

123456789101111.

（多選）如圖，紙面內(nèi)有兩條相互垂直的長直絕緣導(dǎo)線L1、L2，L1中的電流方向

豎直向上，L2中的電流方向水平向右；L1的右邊有關(guān)于L2對稱的a、b兩點(diǎn).整個(gè)系統(tǒng)

處于某勻強(qiáng)磁場中，該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0