小編亂入
在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線.如下圖所示.
如下圖所示，A、B、C三點的磁場方向均沿該點的切線方向.
2．磁感線的實驗模擬在磁鐵的不同位置放上小磁針.靜止時小磁針的N極指向各不相同.能顯示出磁感線的形狀.利用磁感線可以形象地描述磁場.
實驗中常用鐵屑來模擬磁感線的形狀.在磁場中放一塊玻璃板，玻璃板上均勻地撒一層細鐵屑，細鐵屑在磁場裡被磁化成「小磁針」，輕敲玻璃板使鐵屑有規則地排列起來，就模擬出磁感線的形狀.在兩極附近磁場較強，磁感線較密.如圖所示.
有些立體磁感線也常用小磁針來演示磁感線，如下圖所示.
3．磁感線的特點
(2)磁感線的疏密程度表示磁場的強弱．磁感線密集處磁場強，稀疏處磁場弱．
(3)磁感線為閉合曲線，無起點和終點．在磁體的外部磁感線由N極發出，回到S極．在磁體的內部磁感線則由S極指向N極．
(4)在穩定的磁場中，某一點只有唯一確定的磁場方向，所以磁感線不能相交.若有兩條磁感線相交，據磁感線定義，在交點處磁場就有兩個方向，這與事實不符．
(5)磁感線也不相切．若磁感線相切，則切點處的磁感應強度將趨近於無窮大，這是不可能的．
（1）實驗時利用被磁化的鐵屑來顯示磁感線的分布情況，使抽象的磁場變得形象具體，但磁感線是假想出來的，不是由鐵屑排列而成的．
（2）沒有磁感線的地方，並不表示沒有磁場的存在，通過磁場的任意一點有且僅有一條磁感線，如圖所示A、B、C三點的磁場方向均沿其所在位置的切線方向．
例題1.(多選題)（多選）下圖表示磁場的磁感線，依圖分析磁場中a點的磁感應強度比b點的磁感應強度大的是( )
A.圖A
B.圖B
C.圖C
D.圖D
【答案】AC
【解析】磁感線的疏密可表示磁感應強度的大小．
把小磁針放到通電直導線附近，根據磁針的指向，可以研究它周圍磁場的分布.改變電流的方向，各點的磁場方向都變成相反的方向，即磁感線的方向隨著改變.
2-2 安培定則右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環繞的方向.（這個規律也叫右手螺旋定則），如下圖所示.
2-3 從不同角度觀察直線電流的磁場如下圖所示為直線電流附近的磁場分布的立體圖、橫截面圖、縱截面圖、和空間視圖.
從直線電流形成的磁場的磁感線可知在電流周圍的空間，離電流越近，磁感線越密，磁感應強度越大．
直線電流的磁場
(1)直線電流的磁場的有無可由通斷電流來控制．
(2)直線電流的磁場的方向可以由電流方向控制．
(3)直線電流的磁場的強弱可由電流的大小來控制．
(4)直線電流的磁場的用途很廣泛，如在電磁起重機、電話、電動機、發電機以及自動控制中都有應用．
3. 環形電流的磁場
3-1 磁感線特徵環形電流磁場的磁感線是一些圍繞環形導線的閉合曲線.在環形導線的中心軸線上，磁感線和環形導線的平面【填空：垂直】.
3-2 安培定則（1）讓右手彎曲的四指與環形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環形導線中心軸線上磁感線的方向.
（2）不同角度下觀察環形電流的磁場
環形電流相當於很多小段直線電流的疊加，穩定的環形電流可以等效為小磁針，圖中的安培定則描述的是垂直關係．
4-1 外部磁感線特徵通電螺線管外部的磁感線和條形磁鐵外部的磁感線相似，一端相當於南極，另一端相當於北極.
4-2 內部磁感線特徵通電螺線管內部的磁感線和螺線管的軸線平行，方向由南極指向北極，並和外部的磁感線連接，形成一些環繞電流的閉合曲線.
4-3 何處磁場最強通電螺線管內部的磁場比兩極處的磁場更強.
4-4 安培定則用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管內部磁感線的方向.也就是說，大拇指指向通電螺線管的北極.
4-5 從不同角度觀察通電螺線管的磁場例題1.(單選題)如圖所示，兩根非常靠近且互相垂直的長直導線，當通以如圖所示方向的電流時，電流所產生的磁場在導線所在平面內的哪個區域內方向是一致的且垂直紙面向裡的（ ）
A.區域I
B.區域II
C.區域III
D.區域IV
【答案】A
【解析】根據右手螺旋定則可知區域Ⅰ磁場方向都是垂直紙面向裡.選A
磁鐵和電流都能產生磁場，而且通電螺線管和條形磁鐵的磁場分布十分相似，如下圖所示，法國學者安培由此受到啟發，提出了著名的分子電流假說.
2．假說內容在原子、分子等物質微粒內部，存在著一種環形電流──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，如圖所示，這就是分子電流假說.
3．解釋磁現象3-1 一根鐵棒在未被磁化時為什麼對外界不顯磁性？鐵棒未被磁化時，內部各分子電流的取向是雜亂無章的，它們的磁場互相抵消，對外界不顯磁性.
3-2 什麼是磁化？如何理解磁化和磁極？使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程叫磁化.在有外界磁場的作用時，某些物質內部各分子電流的取向會變得大致相同，這個過程就是磁化，這些物質被磁化後，各分子電流的磁場互相疊加，對外界顯示出較強的磁作用，在兩端形成磁極.
3-3 永磁體為什麼具有磁性？永磁體之所以具有磁性，是因為它內部的環形分子電流本來就排列整齊.
3-4 永磁體如何失去磁性？永磁體受到高溫或猛烈的敲擊時會失去磁性，這是因為在激烈的熱運動或機械振動的影響下，分子電流的取向又變得雜亂無章了.
3-5 為什麼無論把磁棒折成多小的一段，它總有兩個磁極？每個環形分子電流的兩個側面必定同時出現，一面相當於N極，另一面相當於S極.
3-6 磁現象的電本質電流產生磁場，其磁場是運動電荷產生的.磁體中的分子電流是由原子內部電子的運動形成的.安培分子電流假說揭示了磁現象的電本質.
①磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的運動產生的.
②運動的電荷（電流）產生磁場，磁場對運動的電荷（電流）有磁場力的作用，所有的磁現象都可以歸結為運動電荷（電流）通過磁場而發生的相互作用.
在安培的時代，人們不知道物質內部為什麼會有分子電流.20世紀後，人們認識到，原子內部帶電粒子在不停地運動，這種運動對應分子電流的取向是否有規律，決定了物體對外是否顯磁性.
例題1.(單選題)關於磁現象的電本質，安培提出了分子電流假說．他提出此假說的背景是( )
A．安培通過精密儀器觀察到分子電流
B．安培根據原子結構理論，進行嚴格推理得出的結論
C．安培根據環形電流、通電螺線管的磁性與磁鐵相似提出的一種假說
D．安培憑空想出來的
【答案】C
【解析】安培根據環形電流的磁性與磁鐵相似提出的一種分子電流假說，C正確.
總結
安培根據環形電流、通電螺線管的磁性與磁鐵相似提出的一出假說，安培所處的時代人們對原子結構還沒有認識清楚，也不是通過精農牧民儀器觀察得出的.
如果磁場的某一區域裡，磁感應強度的大小和方向處處相同，這個區域的磁場叫勻強磁場.
2．產生方法距離很近的兩個異名磁極之間的磁場、通電螺線管內部的磁場（除邊緣部分外）可認為是勻強磁場.
一個面積為S的平面垂直於一個磁感應強度為B的勻強磁場放置，則B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量.
韋伯（Wb），1Wb=1T·1m2=1V·s
2. 大小的計算Φ=BS⊥或Φ=SB⊥
即Φ＝B·S，S為與B垂直的面積，不垂直時，取S在與B垂直方向上的投影，我們稱之為「有效面積」.
2-1 S與B不垂直
如圖所示，線圈平面與水平方向成θ角，磁感線豎直向下，設磁感應強度為B，線圈面積為S，面積S投影投影到水平方向，則S⊥=Scosθ，故Φ=BS⊥=BScosθ.
2-2 磁場範圍有限（一）如果，如圖所示，開始時矩形線框與勻強磁場的方向垂直，且一半在磁場內，一半在磁場外，當線框以bc邊為軸轉動時，如果轉動的角度小於60度，面積S在垂直與磁感線方向且在磁場中的投影不變，這時「有效面積」為
如果磁場範圍有限，如圖所示，當線圈包含全部磁場時，面積再擴大，磁通量仍不變，還是Φ=BS.
2-4 多個磁場磁通量的計算1.磁通量是標量，但有正負之分,正負僅表示穿入或穿出某面,而且是人為規定.
2.如下圖所示，若磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向穿過它的磁通量為Φ1，反向穿過它的磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量等於磁通量的代數和，即Φ1-Φ2.
3 . 磁通量的物理意義某時刻穿過磁場中某個面的磁感線條數，磁感線越密的地方，也就是穿過單位面積的磁感線條數越多的地方，磁感應強度B越大，因此，B越大，S越大，穿過這個面的磁感線條數就越多，磁通量就越大.
（1）磁通密度是磁感應強度的一個別名，它表示垂直穿過單位面積的磁感線的多少.磁通量密度，簡稱磁通密度，它從數量上反映磁感線的疏密程度.
如圖所示，相同面積上通過的磁感線條數的多少，反映了磁場的強弱.
磁場的強弱，通常用磁感應強度"B"來表示，哪裡磁場越強，哪裡B的數值越大，磁感線就越密.
（2）多匝線圈的磁通量：穿過某一線圈的磁通量是由穿過該面的磁感線條數的多少決定的，與線圈匝數無關，只要n匝線圈的面積相同，放置情況也相同，則通過n匝線圈與通過單匝線圈的磁通量相同，即Φ≠nBS
例題1.(多選題)（多選）如圖所示是等腰直角三稜柱，其中底面ABCD為正方形，邊長為L，它們按圖示位置放置處於豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B.下面說法中正確的是( )
A.通過ABCD平面的磁通量大小為L2·B
B.通過BCFE平面的磁通量大小為0.707(L2·B)
C.通過ADFE平面的磁通量大小為零
D.通過整個三稜柱的磁通量為零
【答案】BCD
【解析】通過ABCD平面的磁通量大小等於通過BEFC平面的磁通量，為
故A錯誤，B正確；
ADFE平面與bcf平面和磁場平面平行，所以磁通量為零，故C正確；
因整個三稜柱是封閉的；故整個三稜柱的磁通量為零；故D正確；故選BCD.
（1）磁感線是閉合曲線，而電場線是非閉合曲線.但它們都不會相交.
若某一點相交，那該點就會有兩個電場（磁場）方向，與電場（磁場）的定義相矛盾，電場（磁場）中某一點方向是唯一的.
（2）磁感線電場線和它們可以是直線，也可以是曲線
2. 兩種線與場的強弱的關係電場線、磁感線的疏密程度都表示電場、磁場的強弱，若只有一條電場線、磁感線，則無法判斷電場、磁場的強弱.
3. 兩種線的方向（1）電場線、磁感線都是有方向的.
（2）規定在磁場中的任意一點，小磁針北極的受力方向，為該點的磁場方向.磁感線上任何一點切線的方向跟放在該點小磁針的北極所指方向一致.
（3）電場線上任何一點切線的方向即為該點的電場強度的方向與放在該點正電荷所受電場力的方向相同，與負電荷所受電場力的方向相反.
4. 兩種線的起始與終止（1）磁體外部的磁感線是從N極出發，進入磁體的S極，而磁體內部的磁感線又由磁體的S極指向N極.
（2）電場線則始於正電荷，終止於負電荷；或始於正電荷，終止於無窮遠；或始於無窮遠，終止於負電荷.
5. 兩種線的分布在空間是立體分布的.如：直線電流的磁場是以導線為軸心的圓柱.點電荷周圍的電場線是球形分布.
例題1.(單選題)關於電場線和磁感線，下列說法中正確的是（ ）
A．電場線和磁感線都是在空間實際存在的線
B．電場線和磁感線都是閉合的曲線
C．磁感線從磁體的N極發出，終止於S極
D．電場線從正電荷或無限遠出發，終止於無限遠或負電荷
【答案】D
【解析】電場線和磁感線都是假想的，在空間不是實際存在的線，故A錯誤；
磁感線在磁體的周圍是從磁體的N極出發回到S極，在磁體的內部，磁感線是從磁體的S極出發，回到N極．所以磁感線是閉合的，而電場線從正電荷或無限遠出發，終止於無限遠或負電荷，不相交不閉合，故B錯誤；
磁感線在磁體的周圍是從磁體的N極出發回到S極．在磁體的內部，磁感線是從磁體的S極出發，回到N極，故C錯誤；
電場線從正電荷或無限遠出發，終止於無限遠或負電荷，故D正確；故選D.
點撥
電場線和磁感線都是為形象的描述場而人為假想的曲線，區別之處需要記清、記牢，這也是學習磁感線特點的一個方法.
磁通量變化量ΔΦ表示穿過某個面的磁通量的差值.要首先規定磁通量正的方向，大小計算公式為：ΔΦ＝Φ2－Φ1.與磁場垂直的平面，開始時和轉過180°時穿過平面的磁通量是不同的，一正一負，|ΔΦ|＝2BS而不是零.
2. 磁通量發生變化的四種情形（1）磁感應強度B不變，有效面積S變化，則△Φ=Φt-Φ0=B·△S.如下圖所示，閉合迴路的一部分導體切割磁感線，此時穿過abcd面的磁通量的變化量可用此公式計算.
（2）磁感應強度B變化，磁感線穿過的有效面積S不變，則△Φ=Φt-Φ0=△B▪S.如下圖所示，通電直導線下邊有一個矩形線框，若使線框逐漸遠離（平動）通電導線，此時穿過線框的磁通量的變化量可用此公式計算.
（3）線圈平面與磁場方向的夾角θ發生變化時，線圈在垂直於磁場方向的投影面積S⊥=Ssinθ發生變化，從而引起穿過線圈的磁通量發生變化，即B、S不變，θ變化.此時可由△Φ=Φt-Φ0=BS(sinθ1-sinθ2）計算並判斷磁通量的變化.如圖所示，當線框以ab為軸順時針轉動時，此時穿過abcd面的磁通量的變化量可由此公式計算.
（4）若磁感應強度B和迴路面積S同時發生變化，則△Φ=Φt-Φ0≠△B▪△S.如圖所示，若導線CD向右滑動，迴路面積從S1變到S2，磁感應強度B從變到,則迴路中的磁通量的變化量△Φ=B2S2- B1S1
例題1.(解析題)如圖所示，磁感應強度為B的有界勻強磁場垂直穿過邊長為a的正三角形線圈（磁場的邊界也為正三角形，面積與線圈的面積相等）.試求：在將線圈繞其重心逆時針轉過60°的過程中，穿過線圈的磁通量的變化量為多少？
總結
求解磁通量的變化，先根據磁通量的變化原因，確定是是磁場變化還是放入磁場中的面積發生變化，分別根據兩種變化，確定磁能量的變化大小，注意需先規定磁通量的正負.
聲明：以上內容摘自包學習APP_動態教輔《全息解讀 物理丨選修3-1》，歡迎來包學習和更多小夥伴一起學習更多知識吧。