《物理选修3-1第三章--学案2磁感应强度(人教版选修3-1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理选修3-1第三章--学案2磁感应强度(人教版选修3-1)（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学案2磁感应强度学习目标定位 1.知道物理学上用磁感应强度描述磁场的强弱和方向.2.掌握磁感应强度的方向的规定，理解磁感应强度大小的表达式，进一步理解磁感应强度的概念.3.会简单地计算磁感应强度的大小一、磁感应强度的方向物理学中用磁感应强度来描述磁场的强弱和方向，把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称磁场的方向二、磁感应强度的大小1电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元2定义：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积IL成正比公式： FILB.由此，在导线与磁场垂直
2、的最简单情况下，磁感应强度B.3磁感应强度的单位：在国际单位制中的单位是特斯拉，简称特，符号是T.由力F、电流I和长度L的单位决定，1 T1.一、磁感应强度的方向问题设计把小磁针放到条形磁铁周围不同的位置，小磁针的指向不同，这说明磁场和电场一样，也是具有“方向性”的在研究电场的方向时，我们把试探电荷放入电场，并规定正电荷的受力方向为电场强度的方向，那么与此类似，为了描述磁场的方向，我们可以怎么做呢？答案在磁场中放入小磁针，小磁针在磁场中受力后将会转动小磁针静止时，它的指向也就确定了，显示出这一点的磁场对小磁针N极和S极的作用力的方向，据此可以确定该点的磁场方向要点提炼1物理意义：磁感应强度是描
3、述磁场力的性质的物理量2磁感应强度的方向：磁感应强度的方向就是磁场的方向，即静止时小磁针N极所指的方向(注意：没有把通电导线受力的方向规定为磁感应强度的方向)二、磁感应强度的大小问题设计我们从分析电荷在电场中受力情况着手，找到了表示电场强弱的物理量电场强度但小磁针有两个磁极，因此不可能测量N极受力的大小由于磁场对通电导线有作用力，我们可以从一小段通电导线的受力来描述磁场的强弱如图1所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的，将一根直导线悬挂在磁铁的两极间，有电流通过时导线将摆动一个角度，通过摆动角度的大小可以比较磁场力的大小，分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部
4、分的长度，电流由外部电路控制图1(1)保持导线通电部分的长度不变，改变电流大小，导线受力情况如何变化？(2)保持电流不变，改变导线通电部分的长度，导线受力情况如何变化？(3)通电导线受力与哪些因素有关？答案(1)电流越大，导线受力越大(2)通电导线越长，导线受力越大(3)精确实验表明，通电导线在磁场中受到的磁场力的大小，既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积成正比，用公式表示为FBIL，式中B为比例系数要点提炼1磁感应强度的定义及公式：将电流元IL垂直放入磁场，它受到的磁场力F与IL的比值叫磁感应强度，用公式表示为 B.2对磁感应强度的理解(1)磁感应强度是反映磁场
5、强弱的物理量，它是用比值法定义的物理量，由磁场自身决定，与是否引入电流元、引入的电流元是否受力及受力大小无关(2)因为通电导线取不同方向时，其受力大小不相同，故在定义磁感应强度时，式中F是指通电直导线垂直磁场放置时受到的磁场力(3)磁感应强度的方向是该处磁场的方向，也是小磁针N极的受力方向，而不是该处电流元受力F的方向延伸思考能否认为B与F成正比，与IL乘积成反比？答案不能B是描述磁场本身的性质的，是用比值定义法定义的物理量，与F及IL的大小无关一、对磁感应强度方向的认识例1关于磁感应强度的方向，下列说法正确的是()A磁感应强度的方向就是小磁针N极所指的方向B磁感应强度的方向与小磁针N极的受力
6、方向一致C磁感应强度的方向就是通电导线的受力方向D磁感应强度的方向就是该处磁场的方向解析磁场的方向就是磁感应强度的方向，规定为小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极的受力方向，它与通电导线所受力的方向是不一致的正确答案为B、D.答案BD二、对磁感应强度概念及公式的理解例2关于磁感应强度，下列说法正确的是()A由B可知，B与F成正比，与IL成反比B通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就变为零C通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即B0)D磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定解析磁感应强度B 只是一个定义
7、式，而不是决定式；磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放通电导线无关故选D.答案D针对训练下列有关磁感应强度的说法中，正确的是()A磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C若有一小段长为L、通以电流I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是D由定义式B可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小答案A解析引入磁感应强度的目的就是用来描述磁场强弱的，因此选项A正确；磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量，且B中的B、F、L相互垂直，所以选项B、C、D错误三、对磁感应强度大小的理
8、解与计算例3磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的磁场力为5.0102 N求：(1)这个位置的磁感应强度；(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时，这一位置的磁感应强度多大；(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否能肯定在这里没有磁场？解析(1)由磁感应强度的定义式得B T2 T.(2)磁感应强度B是由磁场自身决定的，和导线的长度L、电流I的大小无关，所以该位置的磁感应强度还是2 T.(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：该处没有磁场；该处有磁场，但通电导线与磁场方向平行答案(1)2 T(2)2 T(3)不能肯定方法点拨磁
9、场中某点的磁感应强度是磁场本身决定的，只有当通电导线垂直于磁场方向放置时才能用B计算B的大小1(磁感应强度的方向)关于磁感应强度的方向和电场强度的方向，下列说法正确的是()A电场强度的方向与电荷所受电场力的方向相同B电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同C磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D磁感应强度的方向与通电导线在该处所受磁场力的方向相同答案BC解析电场强度的方向与正电荷在电场中所受的电场力的方向相同，A错误，B正确磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向即静止时N极所指的方向相同，C正确磁场中导线的受力方向不是该处磁感应强度的方向，D错误故选B、C.2(电场强度与磁
10、感应强度的比较)下列说法中正确的是()A电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零B一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零C把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱答案AC解析通电导体受磁场力与电荷受电场力不同，磁场力的大小与导体放置的方向有关：导体与磁场方向垂直时磁场力最大，导体与磁场方向平行时磁场力为零3(磁感应强度的大小与计算)现有一段长L0.2 m、通有电流I2.5 A的直导线，则关于此导线在磁感应强度为
11、B的磁场中所受磁场力F的情况，下列说法正确的是()A如果B2 T，则F一定为1 NB如果F0，则B也一定为零C如果B4 T，则F有可能为2 ND当F为最大值时，通电导线一定与B平行答案C解析当导线与磁场方向垂直时，所受磁场力F最大，FBIL，当导线与磁场方向平行时，F0，当导线与磁场方向成任意其他角度时，0FBIL，故选项A、D错误，C正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与力F无关，选项B错误故选C.4(磁感应强度的大小与计算)一根长20 cm的通电导线放在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力为4103 N，则导线中的电流强度为_ A；若将导线中的电流减小为0
12、，则该处的磁感应强度为_ T.答案0.050.4解析由FILB得I A0.05 A若将导线中的电流减小为0，该处的磁感应强度仍为0.4 T.题组一对磁感应强度方向的认识1下列关于磁感应强度方向的说法中正确的是()A磁场中某点的磁感应强度的方向规定为小磁针静止时N极所指的方向B磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针S极在此处的受力方向一致C磁场中某点的磁感应强度的方向由试探电流元在此处的受力方向决定D磁感应强度的方向由磁场本身决定，与是否在磁场中放入通电导线无关答案AD解析小磁针在磁场中静止时，N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，A正确，B错误；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与此处
13、是否有小磁针或通电导线无关，C错误，D正确2.如图1所示，在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2，B13 T，B24 T，A点的磁感应强度大小为()图1A7 TB1 TC5 TD大于3 T小于4 T答案C解析磁感应强度B是矢量，所以其合成适用平行四边形定则，B T5 T.题组二对磁感应强度公式B的理解3关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A若长为L、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为B由B知，B与F成正比，与IL成反比C由B知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场D由FILB知，与磁场方向垂直的一小段通电导体受到的磁场力F与IL成正比答案D
14、解析公式B或FILB成立的前提条件是电流与磁场方向垂直，故选项A错误；磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放通电导线无关，故选项B、C错误；当B为定值时，与磁场方向垂直的一小段通电导体受到的磁场力F与IL成正比，选项D正确4一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是()答案AC解析当通电导线垂直于磁场方向时，可用表示B.故选A、C.5将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图象能正确反映各物理量间关系的是()答案BC解析由B或FBIL知：匀强磁场中B恒定不变，故B正确，D错误B、L一定时，F与I成正比，故C正确，A错误故选B、C.6在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受到的力也不相同下面的四幅图象表示的是导线所受到的力F与通过导线的电流I的关系a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点其中正确的是()答案C解析两条相同的导线通入不同的电流先后放在磁场中的同一点，并且电流方向都与磁场方向垂直，由于磁场方向是不变的，故导线所在处的磁感应强度B是确定的根据磁感应强度的定义式B，当L确定时，FI，则FI图象应是一条过原点的直线，故C对题组三磁感应强度
