师：在初中我们已经学过，任何磁体或者通电导线周围都会存在磁场。老师手里有一根条形磁铁，大家仔细看它周围，看到磁场了吗？
生：没有。
师：找同学来感受一下。这位同学，闭上你的眼睛，有没有感受到磁场？
生：没有。
师：请坐。磁场是一种看不见也摸不着的物质，但我们可以通过实验感受它的存在。这里有一个磁针和一根条形磁铁，找同学来演示一下。这位同学，一手拿着磁针。再请这位女生拿着条形磁铁，在磁针上方，靠近但不旋转，不要接触，旋转一下条形磁铁，再远一些，面向大家。大家看到什么实验现象？
生：磁针发生偏转。
师：说明磁体之间具有什么相互作用？接下来演示另一个实验，这是一个可以演示通电导线之间相互作用的仪器。对这两根可以自由旋转的铜棒，通入相同或相反的电流。先保证它们没有接触，老师按下开关，通入相反电流，同学们仔细观察。稍微靠近一点，但不接触，保持静止，通电。
生：它们之间相互排斥。
师：再看一个实验，这是一个通电直导线，现在还没通电，待会老师给它通入电流，将它放入磁铁所处空间。磁铁所处空间存在磁场，仔细观察，静止，断开电源，紧接着再来一次实验。大家观察到什么实验现象？
生：接通电源时，通电导线与磁场之间发生了作用。
师：通过以上三个实验，我们可以得出结论：磁体与磁体之间、通电导线之间以及磁体和通电导线之间，都可以通过磁场产生力的作用。然而磁场看不见也摸不着，它具有什么样的特殊性质呢？通过这节课的探究，我们来揭开磁场神秘的面纱。首先请看本节课的课标解读。我们接着来看，刚才讲过任何磁体或者通电导线周围都会存在磁场。老师固定了一组小磁针，待会找同学来演示，将条形磁铁放入小磁针所处空间，同学们仔细观察不同位置小磁针的偏转强弱，能说明什么问题呢？这位女士拿着球形磁铁，在小磁针所处空间晃动一下，面向大家，让大家看得见，再来一次，很好，再来一次，非常好。请坐，掌声鼓励一下。大家注意到不同位置小磁针的偏转剧烈程度一样吗？
生：不一样。
师：生活中也有类似情况，实验室的磁铁只能吸引几根铁钉，而工业上的大型电磁铁可以吸引成吨的铁质物品。同学们想一想，通过这些例子，磁场应该具有什么特点？
生：强弱。
师：对，磁场有强弱。那我们该如何描述磁场的强弱呢？大家都知道，电场和磁场统称为电磁场。与电场强度描述电场强弱一样，我们本可以用磁场强度描述磁场强弱，但可惜磁场强度在历史上已被用于描述其他物理量，所以今天我们用磁感应强度来描述磁场的强弱及方向。电场和磁场有很大相似性，今天这节课，我们可以类比电场强度的探究方法，来探究磁场的强弱及方向。我们首先回忆一下，之前学电场时，是如何规定电场强度方向的？找个同学来回答。
生：在电场中放入一个正电荷，这个试探电荷受到电场力的方向，规定为该点电场强度的方向。
师：电场强度的方向也是电场的方向，对不对？请坐，基本功很扎实，鼓励一下。同学们想一想，能不能类比电场强度方向的规定方法，来规定磁感应强度的方向？如果可以，在磁场中放入什么？
生：小磁针。
师：对，物理学上规定，小磁针静止时N极的指向，为该点磁感应强度的方向，也就是磁场方向。我们深入剖析这句话，小磁针静止时N极的指向，是不是也反映出小磁针在磁场中N极的受力方向？所以换种说法，小磁针N极受到的磁场力方向，规定为该点磁场方向。图中是老师记录的一组条形磁铁周围小磁针静止时的状态图，小磁针红色部分为N极。同学们请看，根据磁场方向的规定方法，在条形磁铁N极附近，磁场方向大致怎样？
生：由内到外，从N极向外指向。
师：在S极这一端，磁场方向大致是？
生：从外向S极。
师：这就是磁感应强度的方向。刚才讲过，磁场不仅有方向，还有强弱。接下来看磁感应强度的大小。同样类比电场强度大小的定义方法，回忆一下，电场强度大小是如何定义的？找同学回答。
生：在电场中放一个试探电荷，该点的电场强度定义为试探电荷所受电场力的大小与所带电荷量的比值。
师：很好，基本功很扎实，请坐，掌声鼓励一下。同学们想一想，能不能用类似方法定义磁感应强度的大小呢？刚才看到条形磁铁对谁有力的作用？能不能在磁场中放一个小磁针，通过小磁针某一极受力大小与某一物理量的比值，定义为该点磁感应强度的大小？赵鹏来回答。
生：不能。
师：为什么不能？
生：因为不能单独测某一极的磁场力，任何磁体N、S两极都同时存在，不能单独测量小磁针某一极受磁场力。
师：很好，请坐。确实不能。那大家想一想该如何解决这个问题？除了磁体对磁体有力的作用，磁体还对谁有力的作用？
生：通电导线。
师：对，能不能通过一根长直通电导线受到磁场力的大小，间接反应该点磁场的强弱？
生：可以。
师：我们接着看，刚才上课知道条形磁铁周围磁场各处强弱不一样，用一根长直通电导线能不能精确反映磁场中某一点的强弱？
生：不行。
师：如果要通过这种方式，应该对导线怎样处理？
生：让它变得更小更短。
师：在物理学上，我们将很短的一段通电导线中电流I与导线长度的乘积定义为电流元。再仔细想想，在实验室中能不能找到孤零零的细短导线且有电流？
生：不能，因为要有电流必须连接闭合回路和电源，导线比较长，做不到非常小。
师：也就是说，要使导线有电流，必须将它连接在含有电源的闭合回路中，孤立的电流元不存在。请坐，掌声鼓励一下。那我们问题还没解决，但有了推进，该怎么做呢？换个思路，如果研究的不是一般磁场，而是特殊磁场，特殊在哪呢？如果各处磁场强弱处处相等，方向也相同，我们暂且称之为匀强磁场。通过长直导线受力情况测量匀强磁场强弱，导线长短影响是不是就很小，几乎可忽略不计？在实验室中，像马蹄形磁铁N、S两极之间的磁场可认为是匀强磁场。大家仔细看黑板，根据磁场方向规定方法，可判断出在马蹄形磁铁内部空间，N、S两极间磁场方向大概是从N极指向S极，对不对？接下来，我们从实验角度探究通电直导线在匀强磁场中受力大小可能与哪些因素有关。对于探究性实验，先进行猜想与假设。给大家2分钟时间，小组间交流讨论，影响通电直导线受力的因素可能有哪些。现在开始。