【磁感应强度】是描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量。在高中物理中,磁感应强度的方向被规定为小磁针静止时北极(N极)所指的方向,简称为磁场的方向。磁感应强度的单位是特斯拉(Tesla,简称T),1特斯拉等于1牛顿每安培米(NA/m)。磁感应强度可以通过公式B=F/IL来计算,其中F是电流元(一段很短的通电导线,IL为其乘积)在磁场中受到的力,B是磁感应强度,I是电流,L是导线长度。
【适用范围】公式B=F/IL仅适用于电流元与磁场方向垂直的情况。当电流元与磁场方向平行时,电流元不受磁场力作用,此时磁感应强度并不为零,只是力F为零,因此不能用此公式计算B。
【磁感应强度的大小】可以用电流元垂直放入磁场中所受的力与电流元的乘积IL的比值来确定。即B=F/(IL)。在国际单位制中,磁感应强度的单位特斯拉(T)是测量磁场强度的标准。
【问题解析】:
1. 磁感应强度的单位是特斯拉(B选项正确)。
2. 磁场中磁感线越密集,磁感应强度越大(A选项正确)。磁感应强度的方向与垂直于磁场的电流元所受安培力方向相反(B选项错误),与小磁针静止时N极所指方向一致(D选项正确,C选项错误)。
3. 磁感应强度B的大小与电流元的受力无关,即使电流元不受力,磁感应强度也可能是非零值(如电流元与磁场平行时)。
【例1】解析:计算磁感应强度时,使用公式B=F/IL,将给定的数值代入即可。对于问题(2),磁感应强度不随电流大小变化而变化;对于问题(3),电流元不受力可能是因为电流元与磁场平行,不意味着没有磁场。
【规律方法】磁感应强度B=F/IL是定义式,表明B是磁场本身的属性,与导线的电流和长度无关。若通电导线不受力,不能单纯地推断磁感应强度为零,还需要考虑电流元与磁场的角度。
【针对训练1】正确答案是A。磁感应强度确实是用来表示磁场强弱的物理量;B选项错误,因为磁场力为零还可能是电流元与磁场平行;C选项错误,因为磁感应强度与电流和导线长度无关;D选项错误,磁感应强度B的大小与I和L无关,只取决于磁场自身的特性。