师：同学们好！请坐。同学们，通过之前的学习，我们已经认识了磁场，并且学会用磁感线对磁场进行定性描述。大家看，老师手上这是什么？对，是磁铁，现在它们吸在一起了。我请一位同学上来把它们分开。你来试试。感觉怎么样？很容易分开，是吧？好，稍等一下，老师这里还有一组磁铁，同样让它们吸在一起，再请一位同学来把它们分开。有请这位同学。怎么样，困难些了吧？要不找个帮手帮你？你来，注意安全，这边有绳子，你们可以拉一下。
生：（两位同学尝试分开磁铁）
师：好，很好，你请回。这位同学留步，我想问一下，通过这两组磁铁的对比，你发现这两组磁铁的磁场有什么不一样？
生：强弱不一样。
师：对，磁场强弱不一样。很好，请回。同学们，我们发现磁场是有强弱之分的。如果我们想进一步了解磁场相关的性质，定量描述磁场的强弱就非常有必要了。今天我们就来学习一个专门用来定量描述磁场强弱的物理量，也就是第13章第二节的磁感应强度以及磁通量。
师：既然磁场有强弱，那我们该如何对它进行定量描述呢？在学习磁场之前，我们学过什么场？
生：电场。
师：对，电场。那我们是如何描述电场中某一点的强弱的呢？你来回答一下。
生：我们引入了一个试探电荷。
师：很好，我们引入了一个试探电荷。那如何根据试探电荷来描述电场的强弱呢？
生：用它受到的力除以它的带电量。
师：对，用它受到的力除以它的电荷量。很好，请坐。那我们能不能用研究电场中某点强弱的方式来研究磁场中某点的强弱呢？比如说我要研究磁场中某点强弱，你觉得可以怎么做？你来谈谈。
生：我们可以也引入一个试探物体。
师：嗯，找个试探物体，那你能想到的试探物体有哪个？
生：小磁针。
师：小磁针可以。我们在上一节课曾经用小磁针研究过什么？你还记得磁场的方向是怎么定义的吗？
生：小磁针静止时北极的指向。
师：对，小磁针静止时候北极的指向。很好，请坐。那么小磁针可以探究出磁场的方向问题，但是我们再来研究一下小磁针在磁场中它的受力情况如何？你来回答一下。
生：小磁针应该受到两个力。
师：受到两个力，对吧？那既然是两个力，感觉有点复杂了，如果把小磁针掰断，是不是只剩下一个……不是，因为它还是有两个磁极。很好，请坐。我们发现这个小磁针虽然小，但是它永远有两个磁极，因此在磁场中永远受到两个作用力，这就给我们研究带来一定的麻烦，而只存在一个磁极的磁单极子目前还在寻找中。所以想用小磁针作为研究磁场强弱的试探物，这条路好像不太好走。那我们转换一下视角，有没有新的物体，能找到它在磁场中受到力，然后满足我们在这里的探究要求呢？
师：老师做个提醒，我们上节课学习知道，产生磁场的除了磁体本身之外还有什么？
生：电流。
师：对，电流。如果说磁场中的电流会受到作用力，这也许给我们提供了一个新方向，对吧？现在请同学们看，老师这里有一组平行的金属导轨，手上是一根导体棒。我把它放在导轨上。大家看，这是一个磁铁，注意观察导体棒的运动情况。我把磁铁靠近它，同学们观察导体棒受力情况如何？
生：没有动。
师：对，没有动。老师这里有一个直流输出电源，我把开关打开给导体棒通电。设定我想要的电流值，比如说1.902安，给它输出电流，大家注意观察导体棒的运动情况。怎么样？
生：还是没有动。
师：那我现在在通电的情况下把磁场放上来，同学们看到导体棒怎样运动了？
生：运动了。
师：对比这三次观测结果以及每次所控制的变量，同学们思考一下，这根导体棒运动说明了什么？你来回答。
生：磁场对通电导体有力的作用。
师：对，磁场对通电导体有力的作用。也就是说本质上就是磁场对电流有作用。很好，请坐。这样我们之前的猜想就成立了，磁场对电流会有一个力的作用，这为我们寻找研究磁场强弱的方法指明了一条新路。大家看这根通电导体棒，刚刚老师把磁铁放置后，很明显磁感线跟导体棒之间是什么关系？
生：垂直。
师：对，垂直。那我们就研究一下这根导体棒所处的情境，把它垂直放入到磁场中，当给这根导体棒通上电的时候，它就受到一个作用力，对吧？那我想问大家，这根导体棒在磁场中它受到的力是某一点在受力，还是整个这一段都在受力？
生：整个这段都受力。
师：对，如果我要描述磁场中某一点的情况，该如何对这个导体棒进行改进？你来回答。
生：把它简短一点。
师：很好，请坐。把它简短一点够不够呢？还不太够。再简短一点，可不可以满足我们的要求？反正我们探究的是某一点相应的强弱问题，足够短就可以了。现在问题又来了，既然足够短的导体棒好像满足我们的要求，那我们是不是可以用它作为试探物呢？要不就给它取个名字，就叫它电流元。
师：现在这个试探物体因为受到力，我们找到了，但又面临一个新困难，这根很短的导线它受力肯定也很难测量，那怎么解决这个问题呢？有没有办法？我们再回头看看这根导体棒，它在磁场中每一点受力的情况如何？你来回答。
生：相同。
师：对，相同。那现在要求这个很短的一段的受力，我们可以怎么处理？
生：可以用长导体受到的力除以它的长度，按比例进行换算。
师：对，就是这个意思。很好，请坐。这样我们就可以按比例换算出很短一段导体的受力，困扰我们的问题就解决了，而且它只受一个力。那同学们猜测一下，这根垂直放入磁场中的导体棒，它受到磁场的作用力大小跟什么因素有关？你来回答。
生：跟通过这个导体棒的电流大小、导体棒的长度，还有磁场的强弱都有关。
师：对，磁场强弱。老师再问一下，如果我要描述的是这一根非常短的导体，它在磁场中所占的位置类似于某一个点，那么对于这么一个点处磁场的强弱，它应该是一个定值还是一个变化值？
生：应该是定值。
师：对，应该是个定值。请坐。这样的话，如果要描述某一处的相应情况，磁场强度是定值，那导体棒受力因素还剩几个？
生：两个。
师：对，还剩两个，就是导线的长度l和电流大小I。既然有两个因素，因此我们在设置实验的时候应该遵循什么原则？
生：控制变量法。
师：哪位同学来分享一下你的设计思路？
生：可以先控制导线长度不变，探究磁场力跟电流大小的关系；然后控制电流大小不变，探究磁场力跟导线长度的关系。
师：嗯，刚刚那位同学已经说出了这个方案，大家认不认可？在这个方案中需要测量几个量呢？
生：三个量，分别是长度、电流大小和受力情况。
师：很好，请坐。接下来问题就出现了，根据这两个方案，我们如何测量出这三个值的大小呢？今天老师给大家带来一套自制的器材，专门用来探究这个实验。大家先看桌上第一个器材，这是一个十字形的线圈，老师给它设定的长度分别是3厘米、4厘米、5厘米和6厘米。注意，这个线圈老师绕了15圈。第二个就是老师刚刚用过的电源，它各个旋钮的功能老师已经打到屏幕上了，本次实验我们只需要用到电流的粗调和细调功能，我们可以设定想要的电流值，然后摁一下直流输出按钮，它就能实现恒流输出。这样导线的长度和电流的大小我们是不是就可以设定了？还剩下一个什么量需要测量？
生：受力。
师：对，力怎么去测量呢？大家看桌上有个什么？
生：电子秤。
师：对，这是一个底座，底座中间有一个槽口，槽口的两侧各贴着一块磁铁，那么在这个槽口中间就形成了一个什么区域？