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1、第第3节磁感应强度节磁感应强度 磁通量磁通量 磁与磁与现代科技现代科技第第5章磁场章磁场学习目标学习目标1.知道磁感应强度的物理意义及单位知道磁感应强度的物理意义及单位2知道匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线分布情况知道匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线分布情况3知道磁通量，通过计算磁通量的大小进一步了解定量描知道磁通量，通过计算磁通量的大小进一步了解定量描述磁场的方法述磁场的方法4知道磁现象在生活、生产中的应用培养将科学服务于知道磁现象在生活、生产中的应用培养将科学服务于人类的意识人类的意识第第5章磁场章磁场一、磁感应强度一、磁感应强度1大小：大小：穿过垂直于磁感线的穿过垂直于磁感线的_的磁感线条数
2、等的磁感线条数等于该处的于该处的_，在国际单位制中的单位是，在国际单位制中的单位是:_,简称特，国际符号：简称特，国际符号：_,1 T1 N/(Am)2方向：方向：磁感应强度是一个既有大小又有方向的物理量，是磁感应强度是一个既有大小又有方向的物理量，是_，磁场中某点磁感应强度的方向是该点的，磁场中某点磁感应强度的方向是该点的_方向，也就是放在该点的小磁针方向，也就是放在该点的小磁针_极的受力方向极的受力方向.3物理意义物理意义：描述磁场的：描述磁场的_及及_的物的物理量理量单位面积单位面积磁感应强度磁感应强度特斯拉特斯拉T矢量矢量磁场磁场N强弱强弱方向方向4匀强磁场匀强磁场(1)在磁场的某个区
3、域内，如果各点的磁感应强度在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度_和和_都相同，这个区域的磁场叫做都相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场匀强磁场(2)磁感线分布特点：一组平行且磁感线分布特点：一组平行且_的直线的直线5磁场的叠加磁场的叠加如果有几个磁场同时存在，它们的磁场就互相叠加，这时某如果有几个磁场同时存在，它们的磁场就互相叠加，这时某点的点的_就等于各个磁场在该点磁感应强度的就等于各个磁场在该点磁感应强度的_大小大小方向方向等距等距磁感应强度磁感应强度矢量和矢量和二、磁通量二、磁通量1定义定义：磁场中穿过磁场某一面积：磁场中穿过磁场某一面积S的的_定义为定义为穿过该面积的磁通量穿过该面积的
4、磁通量2匀强磁场中磁通量的计算匀强磁场中磁通量的计算：在磁感应强度为：在磁感应强度为B的匀强磁场的匀强磁场中，穿过与磁场方向垂直、面积为中，穿过与磁场方向垂直、面积为S的平面的磁通量是：的平面的磁通量是：_，其中，其中表示磁通量表示磁通量.如果面积如果面积S与磁场不垂直与磁场不垂直,设设S与垂直于与垂直于B的平面间的夹角为的平面间的夹角为，则磁通量为，则磁通量为_.磁感线条数磁感线条数BSBScos 3单位单位：在国际制单位制中是：在国际制单位制中是_，简称韦，符号：，简称韦，符号：_，1 Wb1 Tm2.4磁通量是一个只用大小就能描述的物理量磁通量是一个只用大小就能描述的物理量,是是_5磁通
5、密度磁通密度：磁感应强度又称：磁感应强度又称_，B_，其中其中Sn为垂直于磁场方向的面积，表示磁感应强度等于穿过为垂直于磁场方向的面积，表示磁感应强度等于穿过垂直磁感线的单位面积的垂直磁感线的单位面积的_韦伯韦伯Wb标量标量磁通密度磁通密度磁通量磁通量三、磁与现代科技三、磁与现代科技1记录与磁记录与磁磁记录可以用来记录磁记录可以用来记录_、_，也可以，也可以用来记录其他信息磁记录可以应用到电脑、电视、人造卫用来记录其他信息磁记录可以应用到电脑、电视、人造卫星和太空船的星和太空船的_和传送上和传送上2交通与磁交通与磁磁技术在交通中的应用是制成了磁技术在交通中的应用是制成了_磁悬浮列车有磁悬浮列车
6、有_方式和方式和_方式两种形式方式两种形式声音声音影像影像信息记录信息记录磁悬浮列车磁悬浮列车常导电磁铁吸引常导电磁铁吸引超导电磁铁相斥超导电磁铁相斥对磁感应强度的理解对磁感应强度的理解1磁感应强度的认识磁感应强度的认识(1)磁感应强度的大小磁感应强度的大小磁磁感感应应强强度度的的大大小小反反映映该该处处磁磁场场的的强强弱弱，它它的的大大小小取取决决于于场场源以及在磁场中的位置源以及在磁场中的位置(2)磁感应强度的方向磁感应强度的方向磁磁感感应应强强度度的的方方向向就就是是该该处处磁磁场场的的方方向向，规规定定为为小小磁磁针针静静止止时北极的指向，也可以表示为磁感线在该点的切线方向时北极的指向
7、，也可以表示为磁感线在该点的切线方向(3)磁感应强度是矢量，遵循平行四边形定则的运算关系磁感应强度是矢量，遵循平行四边形定则的运算关系2磁感应强度和电场强度的比较磁感应强度和电场强度的比较 名称名称项目项目磁感应强度磁感应强度B电场强度电场强度E物理意义物理意义定义式定义式大小描述大小描述描述磁场力的性质描述磁场力的性质 描述电场力的性质描述电场力的性质磁感线的疏密表示磁磁感线的疏密表示磁感应强度的大小感应强度的大小电场线的疏密表示电场线的疏密表示电场强度的大小电场强度的大小 名称名称项目项目磁感应强度磁感应强度B电场强度电场强度E方向方向场的叠加场的叠加单位单位小磁针小磁针N极的受力方极的受
8、力方向，是矢量向，是矢量放入该点正电荷的放入该点正电荷的受力方向受力方向,是矢量是矢量合磁感应强度等于各合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的磁场的磁感应强度的矢量和矢量和合场强等于各电场合场强等于各电场的场强的矢量和的场强的矢量和1 T1 N/(Am)1 N/C1 V/m 下列说法正确的是下列说法正确的是()A通过某平面的磁感线条数为零，则此平面处的磁感应强通过某平面的磁感线条数为零，则此平面处的磁感应强度一定为零度一定为零B空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向C平行放置的两条形磁铁异名磁极间的磁场为匀强磁场平行放置的两条形磁铁异名磁极间的磁场为
9、匀强磁场D磁感应强度为零，则通过放在该处的某平面的磁感线条磁感应强度为零，则通过放在该处的某平面的磁感线条数一定为零数一定为零BD解析解析磁感应强度反映磁场的强弱和方向，它的方向就是磁感应强度反映磁场的强弱和方向，它的方向就是该处磁场的方向，故该处磁场的方向，故B项正确；磁感应强度为零，放在该处项正确；磁感应强度为零，放在该处的某平面无磁感线穿过，故的某平面无磁感线穿过，故D项正确；若某平面无磁感线穿项正确；若某平面无磁感线穿过，可能磁场很强，只是平面平行于磁场放置导致磁感线穿过，可能磁场很强，只是平面平行于磁场放置导致磁感线穿过该平面的条数为零，所以过该平面的条数为零，所以A项错误；两平行放
10、置的异名磁项错误；两平行放置的异名磁极间的磁场不一定是匀强磁场，近距离平行放置的两异名磁极间的磁场不一定是匀强磁场，近距离平行放置的两异名磁极间的磁场才是匀强磁场，极间的磁场才是匀强磁场，C项错误故选项错误故选BD.规律总结规律总结(1)磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量，在学习和解决磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量，在学习和解决问题的过程中要注意类比于电场中的电场强度问题的过程中要注意类比于电场中的电场强度(2)在应用磁感应强度的定义求磁感应强度在应用磁感应强度的定义求磁感应强度B时，只能用垂直时，只能用垂直于磁感线的面积，而不一定与给定的面积相等于磁感线的面积，而不一定与给定的面积相
11、等对磁通量的理解对磁通量的理解1磁通量磁通量(1)关于磁通量也可以这样定义：在匀强磁场中，磁感应强度关于磁通量也可以这样定义：在匀强磁场中，磁感应强度B与垂直磁场的面积与垂直磁场的面积S的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量.(2)定义式：定义式：BS.(只适于匀强磁场且平面与磁场垂直的情只适于匀强磁场且平面与磁场垂直的情况况)(3)若平面与磁场不垂直，其计算式可写为若平面与磁场不垂直，其计算式可写为BSnBScos (为为S与垂直于与垂直于B的平面间的夹角的平面间的夹角)；BSnBSsin (为为B与平面间的夹角与平面间的夹角)由此可见，在计算磁通量时一定要注意由此
12、可见，在计算磁通量时一定要注意、角的含义角的含义(4)磁通量虽然是标量，但有正、负，若规定磁感线从某一侧磁通量虽然是标量，但有正、负，若规定磁感线从某一侧穿入平面时为正值，则穿出该平面为负值从两个相反方向穿入平面时为正值，则穿出该平面为负值从两个相反方向穿过某一平面的磁通量可相互抵消穿过某一平面的磁通量可相互抵消2磁通量的变化磁通量的变化磁通量的变化等于平面末状态的磁通量减去初状态的磁通量磁通量的变化等于平面末状态的磁通量减去初状态的磁通量.磁通量的变化，一般有三种情况：磁通量的变化，一般有三种情况：(1)B不变，不变，S变化，则变化，则21BS(2)B变化，变化，S不变，则不变，则21BS(
13、3)当当B和和S同时变化时，同时变化时，21，但，但 BS.特别提醒：特别提醒：计算穿过某一平面的磁通量的变化时，要明确磁计算穿过某一平面的磁通量的变化时，要明确磁通量是穿入还是穿出平面，即要注意初、末磁通量的正、负通量是穿入还是穿出平面，即要注意初、末磁通量的正、负,当平面转过当平面转过180时，磁通量的变化量时，磁通量的变化量|12|2BS.有一个有一个100匝的线圈，其横截面是边长为匝的线圈，其横截面是边长为L0.20 m的正方形，的正方形，放在磁感应强度为放在磁感应强度为B0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形
14、垂直若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截横截面的周长不变面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？思路点拨思路点拨解此题注意两点：解此题注意两点：(1)磁通量的定义磁通量的定义BS的理解；的理解；(2)两种情况下面积变化两种情况下面积变化答案答案5.5103 Wb名师点评名师点评磁通量磁通量BS的计算有几点要注意：的计算有几点要注意：(1)S是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响
15、同理，磁通量的变化量数的影响同理，磁通量的变化量21也不受线圈也不受线圈匝数的影响所以，直接用公式计算匝数的影响所以，直接用公式计算时，不必考虑线圈匝时，不必考虑线圈匝数数n.上题中，将正方形面积翻转上题中，将正方形面积翻转180，此时磁通量是多少？此过，此时磁通量是多少？此过程磁通量变化多少？程磁通量变化多少？解析：设正方形平面翻转前的磁通量为正，则此时解析：设正方形平面翻转前的磁通量为正，则此时12.0102 Wb14.0102 Wb.答案：答案：2.0102 Wb4.0102 Wb磁场的叠加磁场的叠加1磁场服从叠加原理磁场服从叠加原理如果有几个磁场同时存在，各磁场会相互叠加，这时某点的如
16、果有几个磁场同时存在，各磁场会相互叠加，这时某点的磁感应强度等于各个磁场在该点的磁感应强度的矢量和磁感应强度等于各个磁场在该点的磁感应强度的矢量和2合成法则合成法则由于磁感应强度是矢量，磁场在叠加、合成时遵循平行四边由于磁感应强度是矢量，磁场在叠加、合成时遵循平行四边形定则空间中有几个磁场同时存在时，某点的磁感应强度形定则空间中有几个磁场同时存在时，某点的磁感应强度BB1B2B3Bn(矢量和矢量和) .范例范例如图所示，在如图所示，在a、b、c三处垂直于纸面放置三根长直三处垂直于纸面放置三根长直通电导线，通电导线，a、b、c是等边三角形的三个顶点是等边三角形的三个顶点,电流大小相等电流大小相等
17、,a处电流在三角形中心处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为点的磁感应强度大小为B，求，求O处磁感处磁感应强度应强度解析解析由于由于OaObOc，所以在各电流等大的前提下，各，所以在各电流等大的前提下，各处的电流在处的电流在O点的磁感应强度大小也为点的磁感应强度大小也为B，根据安培定则，各，根据安培定则，各电流在电流在O处的磁感应强度应垂直于各点和处的磁感应强度应垂直于各点和O的连线的连线,如图所示如图所示.由图中几何关系知由图中几何关系知Ba与与Bb互成夹角为互成夹角为120，所以根据平行四，所以根据平行四边形定则，边形定则，a、b在在O处的合磁感应强度为处的合磁感应强度为B，方向水平向右，方向水平向右，所以所以O处的总磁感应强度大小为处的总磁感应强度大小为2B，方向平行，方向平行ab连线向右连线向右答案答案2B方向平行方向平行ab连线向右连线向右名师点评名师点评磁感应强度是矢量，能够进行矢量的合成与分磁感应强度是矢量，能够进行矢量的合成与分解解.若两个磁场互成角度时，合成时应遵循平行四边形定则；若两个磁场互成角度时，合成时应遵循平行四边形定则；若两个磁场在同一直线上，合成时可简化为代数运算若两个磁场在同一直线上，合成时可简化为代数运算.
