1．磁場
（1）永磁體和電流都能在其周圍空間產生磁場。
（2）安培分子電流假說:在原子、分子等物質微粒內部,存在著一種環行電流------分子電流，分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體,它的兩側相當於兩個磁極。
（3）磁現象的電本質：磁鐵的磁場和電流的磁場都是由運動電荷產生的。
2．磁感線
（1）為了形象地描述磁場，人們假想了磁感線：若在磁場中畫一條曲線，這條曲線上各點的切線方向都是該處磁場的方向，則這條曲線就叫磁感線。
（2）磁感線是閉合曲線，其疏密程度反映磁場的強弱。
（3）永久磁體外部磁場的磁感線都是從n極出發，終止於s極；內部磁場的磁感線從s極回到n極。
【例1】關於磁感線的概念和性質，下列說法正確的是（ ）
a．磁感線上各點的切線方向就是各點的磁感應強的方向
b．磁場中任意兩條磁感線可能相交
c．鐵屑在磁場中分布所形成的曲線就是磁感線
d．磁感線總是從磁體n極出發指向磁體的s極
答案：a
3．安培定則
安培定則是用來確定電流或運動電荷產生的磁場（磁感線）方向。
判定時應注意：
（1）正確掌握安培定則的使用的兩種方法，
當用安培定則判定直線電流的磁場方向時，用右手握住導線，大拇指表示電流方向，四個手指的環形指向表示磁場感線方向。
當用安培定則來判斷環形電流或通電螺線管產生的磁場方向時，用右手握住螺線管或環形電流，四指表示的是電流的方向，而大拇指表示（環形電流軸線上或通電螺線管內部）磁感線方向。
（2）判定運動電荷產生磁場方向時要注意運動電荷的正、負，正電荷的運動方向為電流方向，而負電荷的運動方向與電流反向。
【例2】如圖，虛線表示氫原子核外電子運動的圓軌道，小磁針位於軌道平面的圓內，且n極指向紙外，則可以判斷電子旋轉方向為＿＿＿＿。
答案：順時針方向。
4．磁感應強度
（1）定義：磁場的強弱可用通電直導線在磁場中某處受到的最大作用力（導線與磁場垂直時）與導線長度和電流乘積的比來反映，稱為磁感應強度，用b表示，即：
。（2）磁感應強度的單位是「特斯拉」，國際符號是t。
1t=1n/(a ·m)
（3）磁感應強度的方向（即磁場的方向）：規定為該處小磁針n極受力的方向。
5．勻強磁場
勻強磁場的磁感應強度處處相同（大小相等，方向相同）。
勻強磁場的磁感線是互相平行、排列均勻的直線。
在通電螺線管內部，或當蹄形磁鐵兩極靠近而且正對時，兩極之間的區域內可看成是勻強磁場。
6．地磁場
（1）地磁場與條形磁鐵的磁場分布相似
（2）地磁場的n極在地球南極附近，s極在地球北極附近。地磁場的水平分量總是由南指向北，豎直分量在南半球向上，在北半球向下。
【例3】如圖所示，電流從a點分兩路通過對稱的半圓分路匯合於b點，在圓環中心o處的磁感應強度（ ）
a．垂直穿出紙面 b．垂直穿入紙面
c．為零d．無法確定
答案：c
7．磁場對電流的作用力——安培力
（1）安培力的大小
此式適用於導線垂直於磁感線的情形，式中l為導線的有效長度。若導線與磁感線之間夾角為α，則：
（2）安培力的方向判斷——左手定則：
伸出左手，讓拇指與四指垂直且在同一平面內，讓磁感線垂直穿過手心，四指指示電流的方向，大拇指指示的就是導體受力的方向。
可見，安培力垂直與導線與磁場方向組成的平面。
【例4】如圖所示，在水平桌面上有一條形磁鐵；在n極上方，垂直紙面放一直導線，如果通以向紙面外的電流時，磁鐵仍保持靜止，試分析：桌面對磁鐵的支援力和摩擦力發生的變化？
答案：桌面對磁鐵的支援力增大；並由於磁鐵有向右運動的趨勢，摩擦力水平向左，且從無到有也增大。
【例5】(2023年上海市高考題）如圖所示，兩根平行放置的長直導線a和b載有大小相同、方向相反的電流，a受到的磁場力大小為f1，當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場後，a受到的磁場力大小變為f2，則此時b受到的磁場力大小為（ ）
a．f2 b．f1- f2 c．f1+ f2 d．2f1- f2
解析：兩導線之間的作用力大小相等、方向相反；又因兩導線中的電流大小相等、方向相反，在與導線所在平面垂直的勻強磁場中，兩導線受到外磁場對他們的作用力也是大小相等、方向相反。所以，兩導線受到的合外力大小相等、方向相反，即加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場後，b受到的磁場力大小也為f2。
正確答案：a
【例6】質量為m的通電細桿ab置於傾角為θ的導軌上，導軌寬度為d，杆ab與導軌間的摩擦因數為μ，有電流時，ab恰好在導軌上靜止，如圖甲所示，它的四個側檢視a、b、c、d中，標出了四種可能的勻強磁場方向，其中杆的與導軌之間的摩擦力可能為零的圖是（ ）
答案：ab
【例7】一均勻導體棒長l，質量為m，電阻為r1，由兩根相同的輕彈簧懸掛在水平位置，兩彈簧的總電阻為r2，平衡時，彈簧伸長x0，若按下k後，彈簧伸長量x為多大？（電池電動勢為 ，內阻不計，勻強磁場磁感應強度為b，方向如圖所示）
解析：電路未接通時，棒平衡。
設彈簧的倔強係數為k，兩根彈簧的彈力與重力平衡。
電路接通後，棒內有電流，棒受到的安培力方向由左手定則判斷出為豎直向上，大小等於fa = ibl。此時平衡條件為：整理後，得：
討論：（1）當（r1 + r2）mg > bl ，x為正（彈簧伸長得比x0小，但還是伸長的）
（2）當（r1 + r2） mg = bl ，x為零（彈簧無變形）
（3）當（r1 + r2） mg < bl ，x為負（彈簧壓縮了）
8．磁力矩
磁場對通電線圈的作用力矩的大小可用下式計算：
式中，m為磁場對通電線圈的作用力矩；n為線圈的匝數；b為磁場的磁感強度；i為線圈中電流強度；s為線圈包圍的面積；α為線圈平面和磁感線之間的夾角。
注意：此力矩大小與線圈的形狀無關，與線圈轉軸的位置也無關，即線圈的轉軸只要**圈平面內與磁感線垂直放置，則不管轉軸是**圈中心，還是**圈旁邊，磁場對通電線圈的作用力矩是一樣的。
從上式可知，線圈平面和磁感線平行時，磁場力矩最大；線圈平面和磁感線垂直時，磁場力矩為零。
【例8】如圖所示，在磁感強度為b的勻強磁場中，有乙個可繞oo′軸轉動的單匝正方形線圈，線圈每邊長為l，線圈內通以電流強度i，**圈平面與磁場平行時，此線圈受到的磁場力的力矩為（ ）
a． b．
c． d．因為oo′不是對稱軸，所以力矩大小無法確定
答案：c
9．電流錶的工作原理
通電線圈在均勻輻向分布的磁場中受到的磁力矩與彈簧的阻力矩平衡時，有：bis=kθ，
θ與i成正比,故偏角θ的大小能表示電流i的大小，且電流錶的刻度是均勻的。
【例9】如圖是光點電流計的示意圖，在電流計的轉軸上固定一塊小平面鏡m，當無電流通過線圈n時，從光源s發出的一束細光束，通過小孔o垂直射到鏡面上，反射後恰好射在刻度盤中點o處，刻度盤是在以鏡面中心為圓心的水平圓弧上。已知線圈轉過的角度與通過線圈的電流成正比，即，。如果有某一電流通過線圈時，光點從o移到p點， op弧對應的角度為30°，則通過電流計的電流為＿＿＿＿。
解析：當光點從o移到p點， op弧對應的角度為30°時，鏡面（即線圈）轉過的角度為15°，依題意可得，i=θ/k=15ua.
【例10】如右圖所示，細金屬桿ac，質量克，長度厘公尺，用長為l的細線懸掛後，恰好與水平光滑的金屬導軌接觸，有磁感應強度特方向豎直向下的勻強磁場通過導軌平面。閉合電鍵後導體ac向右擺起，懸線的最大偏角達60 。試問閉合電鍵的短時間內通過ac的電量是多少？
（）解析：導體ac在通電瞬間受有磁場作用的安培力。安培力的衝量使ac獲得動量和動能。在導體ac擺起的過程中，動能轉化為勢能。
根據動量定理可得：bilδt=mv
把i=q/δt代入上式可得:bql=mv……（1）
由機械能守恆定律可知:……（2）
由（1）（2）兩式聯立消去可得
。【例11】（2023年·上海）如圖所示為利用電磁作用輸送非導電液體裝置的示意圖。一邊長為l、截面為正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面積為a的小噴口，噴口離地的高度為h。管道中有一絕緣活塞，在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b，其中棒b的兩端與一電壓表相連，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中。
當棒a中通有垂直紙面向裡的恆定電流i時，活塞向右勻速推動液體從噴口水平射出，液體落地點離噴口的水平距離為s。若液體的密度為ρ，不計所有阻力，求：
（1）活塞移動的速度；
（2）該裝置的功率；
（3）磁感強度b的大小；
（4）若在實際使用中發現電壓表的讀數變小，試分析其可能的原因。
解析：10．磁場對運動電荷的作用力——洛倫茲力
（1）洛倫茲力的大小
當電荷在垂直於磁感線的平面內的運動時，
若電荷運動方向與磁感線不垂直而成α角，則
（2）洛倫茲力的方向判斷——左手定則：
伸出左手，拇指和四指垂直且在同一平面內，讓磁感線垂直穿過手心，四指指示正電荷運動的方向（或負電荷運動的反方向）則大拇指指示的方向就是運動電荷受力的方向。
（3）洛倫茲力的特點：f的方向與粒子速度方向垂直，對運動電荷不做功，f只改變電荷的運動方向，不改變電荷運動速度的大小。
【例12】（2023年北京市、安徽省春季高考卷試題）初速為v0的電子，沿平行於通電長直導線的方向射出，直導線中電流方向與電子的初始運動方向如圖所示，則（ ）
a．電子將向右偏轉，速率不變 b．電子將向左偏轉，速率改變
c．電子將向左偏轉，速率不變 d．電子將向右偏轉，速率改變
解析：先根據安培定則判斷出導線右側的磁場方向垂直於紙面向裡，再根據左手定則可判斷電子受力方向向右，所以電子將向右偏轉；又因為洛侖茲力的方向與電子速度方向垂直，只改變電子的運動方向，不改變電子運動速度的大小。所以答案選a。
高中物理競賽《磁場》內容講解
磁場一 恆定電流的磁場 1 直線電流的磁場 通有電流強度為i的無限長直導線，距導線為r處的磁感應強度為 如下圖距通有電流強度為i的有限長直導線為r處的p點的磁感應強度為 若p點在通電直導線的延長線上，則r 0 0 無法直接應用上述式子計算，可進行如下變換 上式中 分別為p點到a b的距離，為直導線的...
磁場的描述磁場對電流的作用一輪複習學案
磁場的描述磁場對電流的作用 自主學習 一 磁場 1.磁場的存在 2 磁場的基本性質 3 磁場的方向 二 磁場的描述 1 磁感應強度 2 磁感線 3 幾種典型的磁場及磁感線分布特點 三 磁場對電流的作用 1 安培力 1 安培力的計算公式 2 左手定則 2 安培力公式的適用條件 1 一般只適用於勻強磁場...
第一節磁現象磁場習題
1 下列材料具有磁性的是 a 磁鐵b 塑料c 木材d 銅 2 實驗表明，磁體能吸引1元硬幣，對這種現象解釋正確的是 a 硬幣一定是鐵做的，因為磁體能吸引鐵b 硬幣一定是鋁做的，因為磁體能吸引鋁 c 磁體的磁性越強，能吸引的物質種類越多d 硬幣中含有磁性材料，磁化後能被吸引 3 下列器材中沒有用到磁性...