一、磁感应强度和匀强磁场
实验室中的磁铁能吸引几只铁钉,而工地上的电磁铁却能吸引上吨重的物体(如图所示)。可见不同磁体的磁性是不同的,那么如何定量描述不同磁体的磁性强弱呢?
提示:类比电场强度定量描述电场的强弱,我们可以用一个类似的物理量描述磁场的强弱。
1.电流元:在物理学中,把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il叫作电流元。
2.探究影响通电导线受力的因素:
(1)导线跟磁场垂直时,磁场对电流的作用力最大;导线跟磁场平行时,磁场对电流作用力最小。
(2)当导线跟磁场垂直时,磁场对电流的作用力跟电流大小和导线长度的关系。
实验装置如图所示: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。
①保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小,发现:电流越大,磁场对电流的作用力越大。
②保持电流不变时,磁场中的导线越长,磁场对电流的作用力越大;磁场中的导线越短,磁场对电流的作用力越小。
③结论:磁场对电流的作用力跟电流大小成正比,跟导线长度成正比,引入比例系数B,写成等式为:F=BIl。
3.磁感应强度:
(1)物理意义:描述磁场强弱和方向的物理量。
(2)定义:在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线,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。
(3)定义式:B=。
(4)单位:国际单位是特斯拉,简称特,符号是T,1 T=1 。
(5)方向:磁感应强度是矢量,规定小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁感应强度的方向。
4.匀强磁场:
(1)特点:磁场中各个点的磁感应强度大小相等、方向相同。
(2)匀强磁场的磁感线:用一些间隔相等的平行直线表示。
