第一節 磁場
如果在一根永久磁鐵周圍的空間中，放一根能自由轉動的磁針，磁針將指向磁鐵。若將磁鐵拿開，磁針就轉回到它原來的位置，即轉向地磁子午線。由此可知，在磁針上作用著某種固定的力，這個力叫做磁力。
磁鐵、運動的帶電體或載有電流的導線，其周圍空間有磁力作用，這種空間稱磁場。
磁鐵各部分吸引鐵和某些金屬的本領是不同的，實驗證明，在磁鐵的兩端磁性最強，這兩端叫做磁極。其中，指北的一端叫北極，用N表示；指南的一端叫南極，用S表示。兩磁極之間，同極性相斥，異極性相吸。這種極間的相互作用，是通過磁鐵周圍空間的磁場來實現的。
磁場的形狀和強弱，常用磁力線來表示。在磁鐵外部，磁力線的方向總是從N極出發回到S極。而在磁鐵內部，磁力線由S極回到N極。因此，磁力線無頭無尾，不能中斷，構成一個閉合的環路。
異極性相吸時的磁力線分布，這時的磁力線像是有彈性的橡皮筋一樣，長度被縮短了。
同極性相斥時的磁力線分布，從圖可看出，磁力線互不相交，並具有互相向側麵排斥的特性。
磁力線的疏密程度，通常表明了磁場的強弱。在磁場強的地方，磁力線比較密；在磁場弱的地方，磁力線比較疏；在磁場均勻的地方，磁力線疏密均勻並互相平行。以上說明磁力線的根數與磁場的強弱成正比。
磁力線易於通過鐵和其他鐵磁物質。
為了進行磁場中各物理量的定性分析，首先引用磁通量這個物理概念。磁通量就是通過某一麵積內的磁力線數。磁力線既然是一根一根的線條，所以磁通量可以用多少根“線”來作單位。例如，若有一萬根磁力線通過該垂直麵，我們就可以說這個磁極的磁通量為一萬線或者稱為一萬麥克斯韋（簡稱麥）。麥是個基本單位，1麥就代表通常所說的一根磁力線。此外，磁通童還用韋伯（簡稱韋）作單位。
因為磁通量是通過某一麵積的磁力線總和，不能說明在這一麵積上磁力線分布的疏密情況，所以有必要引出單位麵積的磁力線數這個概念，叫做磁通量密度。
磁通量一般用字母P代表，磁通量密度一般用字母S代表。如果用S表示磁通量所通過的垂直麵積，那麼磁通量密度可寫成：
如果磁通量用麥作單位，麵積用平方厘米作單位，那麼磁通量密度的單位就是麥/厘米2。麥/厘米2—般用高斯來代表。
如果將一根導體通人直流電，並把磁針放在通電導體的附近。可以看出，當導體電流方向改變時，磁針轉動的方向也隨著改變，這表明通電導體周圍有磁場存在。
磁場的方向與電流的方向有一定的關係，這個關係用右手螺旋定則來確定。當螺旋前進的方向與導體電流的方向一致時，螺旋旋轉的方向就表示磁力線的方向。為了幫助記憶，可以用右手握持導體，伸直拇指，使拇指指向電流的方向，其餘四指圍繞的方向就是磁場的實際方向。
在實際工作中，常常把導線一圈繞成圓筒形線圈，這種線圈叫螺線管.當電流通過螺線管時，也會產生磁場，其磁力線的分布情況。它和條形永久磁鐵的磁場分布很相似。
螺線管磁力線的方向，同樣可用右手螺旋定則來確定。此時，用右手的四指握持線圈，四指指著電流方向，大拇指所指的便是磁力線方向。
從物理意義上可以理解，螺線管內通過的電流越大，線圈匝數越多，所產生的磁場便越強。也就是說，磁場的強弱（即磁通量密度S的大小）決定於通過的電流/和線圈匝數見或者說磁通量密度與爪的乘積成正比。電流和線圈匝數的乘積稱為磁動勢（簡稱磁勢），它的作用是產生磁力線，建立磁場。磁動勢的單位為安培匝數（簡稱安培）。