1. 学习目标 / Learning objectives
- 描述条形磁铁与通电导线周围的磁场。
- 判断通电导线在磁场中的受力方向。
- 解释电动机效应。
2. 前置知识 / Prerequisites
- 电流方向与力的概念。
- 简单三维方向判断。
3. 核心概念 / Core concepts
- 磁场线由北极指向南极，线越密磁场越强。
- 通电导线在磁场中会受到力，方向与电流和磁场都垂直。
- 线圈两边受相反方向力会形成转矩。
4. 中英文关键词 / Keywords
magnetic field
磁场
region where magnetic force acts
motor effect
电动机效应
force on a current in a magnetic field
electromagnetic induction
电磁感应
induced emf due to changing magnetic flux
5. 公式说明 / Formula notes
STPMElectromagnetism
载流导线磁力
通电导线在磁场中受到的力。
符号 / Symbols
- B: 磁通密度 (T)
- I: 电流 (A)
- L: 导线长度 (m)
- \theta: 电流与磁场夹角 (degree)
条件 / Conditions
导线在均匀磁场中。
常见错误
导线不垂直时漏掉 sin theta。
B=0.5 T, I=3 A, L=0.2 m, theta=90 deg，F=0.30 N。
STPMElectromagnetism
法拉第电磁感应
感应电动势与磁通量变化率成正比。
符号 / Symbols
- \varepsilon: 感应电动势 (V)
- N: 线圈匝数 (none)
- \Phi: 磁通量 (Wb)
条件 / Conditions
磁通量随时间改变。
常见错误
负号代表方向，不是数值必须为负。
磁通量变化越快，感应电动势越大。
6. 单位说明 / Unit notes
- 优先使用 SI 单位；若公式允许使用同一种长度单位（例如薄透镜公式中的 cm），必须确保所有相关量单位一致。
- 答案需要包含数值、单位和合理有效数字。
7. 图像或示意图 / Diagram
8. 生活中的应用 / Applications
- 扬声器和直流电动机利用通电线圈受力。
- 发电机利用磁通量改变产生感应电动势。
9-10. 完整例题与分步骤解题 / Worked example
一根长 0.20 m 的导线垂直于 0.50 T 磁场，电流 3.0 A。求受力。
- 导线垂直磁场，使用 F = BIL。
- F = 0.50 x 3.0 x 0.20。
F = 0.30 N。
11. 常见错误 / Common errors
- 把右手规则和左手规则混用。
- 忽略导线与磁场夹角。
12. 快速练习 / Quick practice
SPMElectromagnetism基础选择题
条形磁铁外部磁场线方向是？
STPMElectromagnetism困难计算题
B=0.20 T，I=5.0 A，L=0.40 m，导线垂直磁场。求力。
STPMElectromagnetism考试挑战结构题
法拉第定律中负号代表什么？
13. 本节总结 / Summary
电磁学重点是方向判断、场线图和能量转换。