知识小结|高中物理中常见的四种磁场
磁场这一部分是高中物理的一个重点，在历年的高考中所占的份量都比较大。要想学好这一部分内容，首先要求学生熟练地掌握各种磁场的特点，下面就谈一下在高中物理中我们常接触的几种磁场的特点。
1. 匀强磁场
若某个区域里磁感应强度大小处处__________，方向__________，那么该区域的磁场叫做匀强磁场，匀强磁场中的磁感线是平行等距的直线，匀强磁场是最简单但又很重要的磁场，在电磁仪器和科学实验中有重要的应用，距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场，匀强磁场是我们在学习中最常见到的一种磁场。
2. 地磁场
（1）地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：
①地磁场的N极在地球——附近，S极在地球__________附近，磁感线分布如图1所示。
②地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量（By），在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。
③在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度处处__________，且方向水平__________。
（2）地磁场的作用
从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线，这些高能粒子流，如果都到达地球，将对地球上的生物带来危害，但由于地球周围存在磁场，地磁场改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用。
例1. 若地磁场是由地球表面带电产生的，则地球表面带电情况为（ ）
A. 正电
B. 负电
C. 不带电
D. 无法确定
解析：假定地磁场是由环形电流形成的，由于地磁场的N极在地球南极，则由右手螺旋定则可知，环形电流的方向为由东向西，但由于地球的自转方向为自西向东，所以要想形成由东向西的环形电流，则地球必须带负电。正确的答案为B。
3. 直线电流的磁场
直线电流的磁场是非匀强磁场，离通电直导线越远，磁场越弱，磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线__________的平面上，并且离导线越远，相邻圆之间的距离就__________。
例2. 如图2所示，固定的长直导线竖直放置，通以竖直向上的直流电，在导线右侧放一可以自由移动的矩形通电线框，通电方向如图2所示，它们在同一平面内，则线框的运动情况是（ ）
A. 线框平动，远离直导线
B. 线框平动，靠近直导线
C. 从上向下看线框顺时针转动，并靠近直导线
D. 从上向下看线框逆时针转动，并远离直导线
解析：解答本题的关键就在于要了解直线电流的磁场的特点，根据安培定则可知，在导线的右方磁场的特点如图3所示，由左手定则可知ad边所受的安培力向上，bc边所受的安培力向下，这两个力是一对平衡力，相互抵消，ab边所受的安培力向左，cd边所受的安培力向右，但由于ab边所在位置的磁场比cd边所在位置的磁场强，所以ab边所受的向左的安培力大于cd边所受的向右的安培力，所以整个线框所受的合力向左。正确的答案为B。
4. 环形电流的磁场
环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的__________曲线，在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直，环形导线所处的平面与环形导线在该平面处所产生的__________垂直，对于环形电流的处理方法一般有两种：①把环形电流等效成很多段直线电流；①把环形电流等效成条形磁铁。
例3. 如图4甲所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面，当线圈内通过图示方向的电流时，线圈将怎样运动？
解析：方法一：把环形电流等效成很多段直线电流，条形磁铁磁感线分布以及上下两小段的电流受安培力如图4乙所示，可见，线圈竖直方向的合力为零，水平方向的合力指向磁铁，选取对称的任意两小段分析，亦得此结论。所以线圈将向磁铁平移。
方法二：把环形电流等效成如图4丙所示的条形磁铁，可见两条形磁铁只是相互吸引而没有转动。
同样在处理问题时，有时也可以把条形磁铁等效成环形电流。