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第 13 讲 磁感线 磁感应强度
1.知道磁场的概念，.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点.
2.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向．
3.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量.
4.理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小．
一、磁场 磁感线
1．磁场
(1)磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质．存在于磁体、
通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围．
(2)磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、
电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的．
2．磁感线
(1)定义：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向
一致．
(2)特点：
①在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极．
②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向与过该点的磁感线的切线方
向一致．
③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．
④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在．
(3)几种特殊磁体外部的磁感线分布(如图所示)：
二、安培定则
用安培定则判断电流磁场的方向
安培定则 立体图 横截面图 纵截面图直线电流
以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱
环形电流
环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通电螺线管
内部磁场为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类
似条形磁体的磁场，方向由N极指向S极
三、磁感应强度
1．磁感应强度的定义式B＝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”．
2．磁感应强度是反映磁场强弱的物理量，它是用比值定义法定义的物理量，由磁场自身决定，与是否引
入电流元、引入的电流元是否受力及受力大小无关．
3．磁感应强度的方向可以有以下几种表述方式：
(1)小磁针静止时N极所指的方向，即N极受力的方向．
(2)小磁针静止时S极所指的反方向，即S极受力的反方向．
(3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向．
四、磁通量
1.磁通量的计算
(1)公式：Φ＝BS.
适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．
(2)若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScos θ.其中Scos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S ，如
1
图所示．
2．磁通量的正、负
(1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时磁通量
为负值．(2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ ，反向磁通量为Φ ，则穿过该平面的磁通量Φ
1 2
＝Φ－Φ.
1 2
3．磁通量的变化量
(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS(B、S相互垂直时)
.
(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S.(B、S相互垂直时)
(3)B和S同时变化，ΔΦ＝Φ－Φ.
2 1
4．磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示．若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿
过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)．
考点一：安培定则
【例1】 （2022·江苏苏州·高一期末）如图所示，P点的电场或磁场方向向下的是（ ）
A．甲图P点在两个等量同种电荷的中垂线上
B．乙图P点在两个等量异种电荷的中垂线上
C．丙图P点在两根等大同向电流的直导线截面的中垂线上
D．丁图P点在两根等大反向电流的直导线截面的中垂线上
解题归纳：利用安培定则判定电流的磁场方向需注意的问题：
1利用安培定则判断通电直导线的磁场方向时，大拇指指的是电流方向，四指指的方向为磁
感线的环绕方向.
2利用安培定则判断通电螺线管和环形电流的磁场方向时，四指指的是电流方向，大拇指指
的方向是磁场方向.
考点二：磁感应强度矢量的叠加
【例2】如图，在磁感应强度大小为B 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
0
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 B.B
0
C.B D．2B
0 0
考点三：磁通量
【例3】（2022·湖北·枣阳一中高二质检）如图，在水平虚线 右方存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感
应强度大小为B。边长为L的n匝线圈垂直磁场放置，线圈左边一半始终在磁场外，右边一半始终在磁场
内。穿过线圈的磁通量的大小为（ ）
A． B． C． D．
1. (2020·海南高考真题)如图,在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线,当导线中通有
垂直于纸面向里的电流I时,导线所受安培力的方向为 ( )
A. 向上 B.向下 C.向左 D.向右
2.(2020·北京高考真题)如图所示,在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。现驱动圆盘绕中心轴高
速旋转,小磁针发生偏转。下列说法正确的是 ( )
A.偏转原因是圆盘周围存在电场
B.偏转原因是圆盘周围产生了磁场
C.仅改变圆盘的转动方向,偏转方向不变
D.仅改变圆盘所带电荷的电性,偏转方向不变
3.(2016·北京高考真题)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中 最早记载了地磁偏角:“以
磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料,下列说法不正确的是 ( )
A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
4.（多选）（2022·全国高考乙卷高考真题）安装适当的软件后，利 用智能手机中
的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某
同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中
测量结果可推知（ ）
测量序号 B/μT B/μT B/μT
x y z
1 0 21 - 45
2 0 - 20 - 46
3 21 0 - 45
4 - 21 0 - 45
A. 测量地点位于南半球
B. 当地的地磁场大小约为50μT
.
C 第2次测量时y轴正向指向南方
D. 第3次测量时y轴正向指向东方
5. (2021·全国甲高考真题)
两足够长直导线均折成直角,按图示方式放置在同一平面内,EO与O'Q在一条直线上,PO'与OF在一条直线
上,两导线相互绝缘,通有相等的电流I,电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时,所产生的
磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B,则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别
为 ( )A.B、0 B.0、2B
C.2B、2B D.B、B
6.(2020·浙江高考真题)特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示,两根等高、相互平行的水平长
直导线分别通有方向相同的电流I和I,I>I。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直,b点位于两根导
1 2 1 2
线间的中点,a、c两点与b点距离相等,d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响,则 ( C )
A.b点处的磁感应强度大小为0
B.d点处的磁感应强度大小为0
C.a点处的磁感应强度方向竖直向下
D.c点处的磁感应强度方向竖直向下
1．下列关于磁场的说法中，正确的是( )
A．只有磁体周围才存在磁场
B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的
C．磁场只有在磁极与磁极、磁极与通电导线发生作用时才产生
D．磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相
互作用的
2．下列关于磁感线的说法正确的是( )
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向
B．磁感线总是从磁体的N极发出，到S极终止
C．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线
D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱
3．两根非常靠近且互相垂直并互相绝缘的长直导线，当通以如图 2所示方向的电流时，电流
所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的( )
图2
A．区域Ⅰ B．区域Ⅱ
C．区域Ⅲ D．区域Ⅳ4．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为 B＝1 T的匀强磁场中，以导线为中心、R为半
径的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法正确的是( )
A．直导线中电流方向垂直纸面向里
B．a点的磁感应强度为 T，方向向右
C．b点的磁感应强度为 T，方向斜向下，与匀强磁场方向成45°角
D．d点的磁感应强度为0
5．(多选)下列关于磁感应强度方向的说法中正确的是( )
A．磁场中某点的磁感应强度的方向规定为在该处小磁针静止时N极所指的方向
B．磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针S极在此处的受力方向一致
C．磁场中某点的磁感应强度的方向由一小段通电导线在此处的受力方向决定
D．磁感应强度的方向由磁场本身决定，与是否在磁场中放入通电导线无关
6． (多选)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图像能正确反映各量间关系的是(
)
6. （多选）（2022·山东·滕州市第一中学新校高二期中）宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程
度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是（ ）
A．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场
B．“磁星”表面某点静止一小磁针，其N极指向该点磁场方向
C．“磁星”表面的磁场强，磁感线密集，故磁感线可能相交
D．在“磁星”表面有一个封闭多面体，穿过该封闭多面体的磁通量为零
7.（2022·北京·清华附中高二期中）如图所示是等腰直角三棱柱，其平面abcd为正方形，边长为L，它们
按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，则下列说法中正确的是（ ）
0A. 穿过abcd平面的磁通量大小为
B. 穿过cdef平面的磁通量大小为
C. 穿过abfe平面的磁通量大小为零
D. 穿过abcd平面的磁通量大于穿过cdef平面的磁通量
8．）（2022·山西太原市高二期中）如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B＝1T的匀强磁场中，在
以导线为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则说法正确的是
（ ）
A．直导线中电流方向垂直纸面向里
B．直导线中电流方向垂直纸面向外
C．c点的实际磁感应强度最大
D．d点与b点的实际磁感应强度相同
9．）（2022·山东济南市高二期中）两根通电的长直导线平行放置，电流分别为 和 ，电流的方向如图
所示，在与导线垂直的平面上有 、 、 、 四个点，其中 、 在导线横截面连线的延长线上， 、
在导线横截面连线的垂直平分线上，若改变电流大小，导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可
能为零的是（ ）A． 点 B． 点 C． 点 D． 点
10．（2022·广东中山市高二期中）如图，两根通有相同大小电流的无限长直导线相互垂直地放在同一平面
内，交点为O（交叉处相互绝缘）。直线OA为直角的角平分线，a、b、c三点在同一直线上，关于a、
b、c三点的磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A．a点的磁感应强度方向垂直纸面向里
B．c点的磁感应强度方向垂直纸面向里
C．a点的磁感应强度比b点大
D．b点的磁感应强度比c点大
