师：同学们好，今天我们来学习磁感应强度磁通量第一课时。首先，了解本堂课的学习目标。一、了解磁感应强度的概念及其物理意义，培养用物质观研究问题的观念，以及用比值法定义物理量的思维方法。二、通过用控制变量法探究磁感应强度大小的过程，理解科学探究的本质，体会物理模型在探究自然规律中的作用。三、知道匀强磁场的概念及特点。

　　我们先来对比两个磁现象，大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，小磁铁却只能吸起几枚铁钉，这说明磁场有强弱之分。那么，我们怎样定量描述磁场的强弱呢？

　　电场也有强弱，我们是如何得出描述电场强弱和方向的物理量的？大家回忆一下，为了研究电场，我们引入了检验电荷。我们研究检验电荷在电场中的受力情况，在电场某一点放上一个检验电荷q，它将受到电场力F的作用。我们改变检验电荷q，发现检验电荷所受到的力F与检验电荷的电荷量q的比值始终保持不变。但是在不同的电场或者不同的位置，该比值一般不同。由此可知，这个比值是能够反映电场的强弱，由电场本身决定的物理量，我们称之为电场强度。

　　受这种研究问题方法的启发，我们也可以用同样的方法来研究磁场。从前面的学习我们已经认识到磁场对位于其中的磁铁或通电导体有力的作用，所以我们可以研究磁铁或通电导体在磁场中的受力情况，从而得出描述磁场强弱和方向的物理量，这就是我们今天要学习的磁感应强度。

　　磁感应强度的物理意义是用于描述磁场的强弱和方向的物理量。磁感应强度的方向，我们在磁场中某一点放上一枚小磁针，小磁针将受到磁场力的作用发生偏转，当它静止时，N极所指的方向即为该点的磁感应强度的方向，其实也就是该点磁场的方向。

　　我们来看这样一个实验，在一根条形磁铁的周围不同位置，摆上几枚小磁针。当小磁针静止时，我们可以看出各小磁针N极的指向互不相同，这说明一般的磁场中不同位置的磁感应强度方向是不同的。下面我们来探究磁感应强度的大小。大家先思考一个问题，能否通过小磁针N极受力的大小来确定磁感应强度的大小？

　　我们知道任何一个磁体都同时存在两个磁极，即N极和S极，不存在只有一个磁极的小磁针。所以我们无法确定小磁针N极受到的力的大小，因为小磁针静止时，它两个磁极所受的合力为零，所以不能用小磁针来探究磁感应强度的大小。那我们就只能采用通电导线来研究，那么通电导线在磁场中受到的磁场力与哪些因素有关呢？我们该用什么样的方法来研究？

　　大家回忆一下，这个问题我们在初中已经有了初步的学习。结合现在所学的知识，我们可以猜想通电导线受到的磁场力与磁场中导线的长度、导线中通过的电流大小、导线在磁场中放置的位置，甚至与导线放置的角度等等都有关系。既然导线受到的磁场力与这么多因素有关，那我们就必须采用控制变量法来进行研究。

　　那我们又该如何研究空间某一点的磁场呢？研究电场时，我们引入了检验电荷这个理想模型，研究磁场的时候，我们同样可以引入一个理想模型，这就是电流元。一段很短的通电导线中电流I与导线长度L的乘积IL，我们就叫做电流元，它类似于检验电荷，也是一个理想模型。

　　如果磁场的强弱方向都相同，那我们就可以研究较长的一段通电导线，然后推知电流元的受力情况。比如我们可以采用这样一套实验装置来研究磁场，将一根通电导线放入蹄形磁铁之间，蹄形磁铁中间的磁场可以近似为是均匀的。然后通电导线将受到磁场力的作用而发生摆动，我们根据竖直悬线摆过的角度就可以判断通电导线受力的大小。

　　下面我们就利用这个实验装置，采用控制变量法来探究影响通电导线受力的因素。

　　探究通电导线在磁场中受到的力的影响因素。实验器材：支架、直流电源、滑动变阻器、蹄形磁体、通电导线。

　　一、探究通电导线在磁场中受到的力与通电导线中的电流的关系。

　　实验步骤：

　　连接电路，滑动变阻器处于阻值最大处。

　　接通电源，调节滑动变阻器，观察通电导线的摆角变化，判断通电导线所受磁场力的变化。

　　实验结论：通电导线中的电流越强，磁场力越大。

　　二、探究通电导线在磁场中受到的力与磁场中通电导线长度的关系。

　　实验步骤：

　　接通电源，调节滑动变阻器，使通电导线摆至一定夹角，观察偏角大小。

　　关闭电源，并入一个完全相同的蹄形磁体，从而增加磁场中通电导线的长度。

　　保持滑动变阻器位置不变，接通电源，观察摆角，并与步骤一中摆角进行对比。

　　实验结论：磁场中通电导线长度越长，受到的磁场力越大。

　　通过刚才的实验可以看出，在保持通电导线长度不变而改变电流时，电流越大，导线所受的磁场力越大。而保持电流不变改变通电导线的长度时，通电导线越长，磁场力越大。进一步的实验研究表明，通电导线与磁场垂直时，它受力的大小既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与乘积IL成正比。写成等式就有F = ILB，B是一个比例系数，它与导线的长度和电流的大小都没有关系。在同一均匀磁场中，无论IL如何变化，B都是相同的。但是在不同磁场中，或者是非均匀磁场的不同位置，B的值一般不同。由此可见，B就是能够反映磁场强弱的物理量，由磁场自身决定，我们称之为磁感应强度。

　　根据前面的实验探究，现在我们可以给出磁感应强度一个确切的定义。在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流I和导线长度L乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度。其定义式是B = F / IL，这是一种比值定义物理量的方法。它既适用于均匀磁场，也适用于非均匀磁场，但是导线必须与磁场垂直。为了纪念物理学家特斯拉，我们以他的名字命名为磁感应强度的单位，简称特，符号是T。1特斯拉 = 1牛 /（安·米）。