磁場磁場的主要概念磁場對直線電流的作用磁場對運動電荷的作用力
知識要點：
1、磁場
磁場是存在於磁體、電流和運動電荷周圍空間的一種特殊形態的物質。
（1）磁場的基本特性——磁場對處於其中的磁體、電流和運動電荷有磁場力的作用。
（2）磁現象的電本質——磁體、電流和運動電荷的磁場都產生於電荷的運動，並通過磁場而相互作用。
（3）最早揭示磁現象的電本質的假說和實驗——安培分子環流假說和羅蘭實驗。
2、磁感應強度
為了定量描述磁場的大小和方向，引入磁感應強度的概念，在磁場中垂直於磁場方向的通電導線，受到磁場力f跟電流強度i和導線長度l的乘積il的比值，叫通電導線所在處的磁感應強度。用公式表示是
磁感應強度是向量。它的方向就是小磁針n極在該點所受磁場力的方向。
公式是定義式，磁場中某點的磁感應強度與產生磁場的磁極或電流有關，和該點在磁場中的位置有關。與該點是否存在通電導線無關。
3、磁感線
磁感線是為了形象描繪磁場中各點磁感應強度情況而假想出來的曲線，在磁場中畫出一組有方向的曲線。在這些曲線上每一點的切線方向，都和該點的磁場方向相同，這組曲線就叫磁感線。磁感線的特點是：
磁感線上每點的切線方向，都表示該點磁感應強度的方向。
磁感線密的地方磁場強，疏的地方磁場弱。
在磁體外部，磁感線由n極到s極，在磁體內部磁感線從s極到n極，形成閉合曲線。
磁感線不能相交。
對於條形、蹄形磁鐵、直線電流、環形電流和通電螺線管的磁感線畫法必須掌握。
4、磁通量（)和磁通密度（b）
（1）磁通量（）——穿過某一面積（s）的磁感線的條數。
（2）磁通密度——垂直穿過單位面積的磁感線條數，也即磁感應強度的大小。
（3）與b的關係 = bscos式中scos為面積s在中性面上投影的大小。
5、公式= bscos及其應用
磁通量的定義式= bscos，是乙個重要的公式。它不僅定義了的物理意義，而且還表明改變磁通量有三種基本方法，即改變b、s或。在使用此公式時，應注意以下幾點：
（1）公式的適用條件——一般只適用於計算平面在勻強磁場中的磁通量。
（2）角的物理意義——表示平面法線（n）方向與磁場（b）的夾角或平面（s）與磁場中性面（oo）的夾角（圖1），而不是平面（s）與磁場（b）的夾角（）。
因為 + = 90°，所以磁通量公式還可表示為= bssin
（3）是雙向標量，其正負表示與規定的正方向（如平面法線的方向）是相同還是相反，當磁感線沿相反向穿過同一平面時，磁通量等於穿過平面的磁感線的淨條數——磁通量的代數和，即
= 1－2
6、磁場對通電導線的作用
磁場對電流的作用力，叫做安培力，如圖2所示，一根長為l的直導線，處於磁感應強度為b的勻強磁場中，且與b的夾角為。當通以電流i時，安培力的大小可以表示為f = bil sin
式中為b與i（或l）的夾角，bsin為b垂直於i的分量。在b、i、l一定時，f sin.
當 = 90°時，安培力最大為：fm = bil
當 = 0°或180°時，安培力為零：f = 0
應用安培力公式應注意的問題
第一、安培力的方向，總是垂直b、i所決定的平面，即一定垂直b和i，但b與i不一定垂直（圖3）。
第二、彎曲導線的有效長度l，等於兩端點連線直線的長度（如圖4所示）相應的電流方向，沿l由始端流向末端。
所以，任何形狀的閉合平面線圈，通電後在勻強磁場受到的安培力的向量和一定為零，因為有效長度l = 0。
公式的運動條件——一般只運用於勻強磁場。
7、安培力矩公式
在磁感應強度為b的勻強磁場中，乙個匝數為n、面積為s的矩形線圈，當通以電流i時，受到的安培力矩為m = nfad sin = nbi ab ad sin（圖5所示），即m = nbis sin
在使用安培力矩公式時，應注意下列問題。
（1）角與的區別與聯絡
公式中的角，表示線圈平面（s）與磁場中性面（s0）的夾角或線圈平面法線（n）與b方向的夾角，而不是線圈平面與b的夾角（）。
因為 + = 90°，所以安培力矩公式還可以表示為m = nbis cos
一般，規定通電線圈平面的法線方向由右手螺旋定則確定，即與環形電流中心的磁場方向一致。
（2）公式的適用條件
勻強磁場，且轉軸（oo）與b垂直；相對平行於b的任意轉軸，安培力矩均為零。
任意形狀的平面線圈，如三角形、圓形和梯形等。因為任意形狀的平面線圈，都可以通過微分法，視為無數矩形元組成。
8、磁場對運動電荷的作用
在不計帶電粒子（如電子、質子、粒子等基本粒子）的重力的條件下，帶電粒子在勻強磁場有三種典型的運動，它們決定於粒子的速度（v）方向與磁場的磁感應強度（b）方向的夾角（）。
（1）當v與b平行，即 = 0°或180°時——落侖茲力f = bqvsin = 0，帶電粒子以入射速度（v）作勻速直線運動，其運動方程為：s = vt
（2）當v與b垂直，即 = 90°時——帶電粒子以入射速度（v）作勻速圓周運動，四個基本公式 ：
向心力公式：
軌道半徑公式：
週期、頻率和角頻率公式：
動能公式：
t、f和的兩個特點
第一、t、 f的的大小與軌道半徑（r）和執行速率（v）無關，而只與磁場的磁感應強度（b）和粒子的荷質比（q/m）有關。
第二、荷質比（q/m）相同的帶電粒子，在同樣的勻強磁場中，t、f和相同。
（3）帶電粒子的軌道圓心（o）、速度偏向角（）、迴旋角（）和弦切角（）。
在分析和解答帶電粒子作勻速圓周運動的問題時，除了應熟悉上述基本規律之外，還必須掌握確定軌道圓心的基本方法和計算、和的定量關係。如圖6所示，在洛侖茲力作用下，乙個作勻速圓周運動的粒子，不論沿順時針方向還是逆時針方向，從a點運動到b點，均具有三個重要特點。
第一、軌道圓心（o）總是位於a、b兩點洛侖茲力（f）的交點上或ab弦的中垂線（oo）與任乙個f的交點上。
第二、粒子的速度偏向角（），等於迴旋角（），並等於ab弦與切線的夾角——弦切角（）的2倍，即= = 2 = t。
第三、相對的弦切角（）相等，與相鄰的弦切角（ ）互補，即 + = 180°。
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