《高中物理 第三章 磁场 3磁感应强度 磁通量课件 教科版选修31》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第三章 磁场 3磁感应强度 磁通量课件 教科版选修31（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3 3 磁感应强度磁感应强度 磁通量磁通量对放入其中的电荷有电场力的对放入其中的电荷有电场力的作用作用(1)(1)电场的强弱电场的强弱: :试探电荷所受电场力跟电荷量的比值试探电荷所受电场力跟电荷量的比值 E= ,E= ,试探点电荷受力越大场强越强，反之就越小试探点电荷受力越大场强越强，反之就越小. . (2)(2)电场的方向与电场的方向与正试探电荷的受力方向正试探电荷的受力方向相同相同. .电场的基本性质是什么？电场的基本性质是什么？如何描述电场的强弱和方向？如何描述电场的强弱和方向？复习回顾复习回顾1.1.理解磁感应强度的定义，知道它是描述磁场强度理解磁感应强度的定义，知道它是描述磁场强度
2、的物理量的物理量. .2.2.能利用磁感应强度的定义式进行有关计算能利用磁感应强度的定义式进行有关计算. .3.3.理解什么是磁通量，知道其与磁感应强度的关系，理解什么是磁通量，知道其与磁感应强度的关系，并能进行磁通量的计算，能初步判断磁通量的变化并能进行磁通量的计算，能初步判断磁通量的变化情况情况. .（重点）（重点）磁场的基本性质是什么？磁场的基本性质是什么？对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用. .问题：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况问题：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来判断来判断? ?不能不能. .因为因为N N极不能单独存在极不
3、能单独存在. .小磁针静止时所受的合小磁针静止时所受的合力为零，因而不能用测量力为零，因而不能用测量N N极受力的大小来确定磁感极受力的大小来确定磁感应强度的大小应强度的大小. .思考：思考：通电导线受到的磁场力与哪些因素有关通电导线受到的磁场力与哪些因素有关? ?导导线线长长度度、电电流流大大小小、磁磁场场的的不不同同、放放置置的的方方式式. .（导导线线与与磁磁场场方方向向平平行行、垂垂直直及及任任意意夹夹角角受受力力情情况不同）况不同）. .实验方法实验方法: :控制变量法控制变量法. .1.1.保持磁场和通电导线的长度不变，保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流改变电流的大小的大小.
4、.2.2.保持磁场和导线中的电流不变，保持磁场和导线中的电流不变，改变改变通电导线的通电导线的长度长度. .实验方案设计实验方案设计结论结论1 1：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越大，在通电导线的长度和磁场不变时，电流越大，导线所受的安培力就越大导线所受的安培力就越大. .结论结论2 2：在通电导线中的电流和磁场不变时，导线越在通电导线中的电流和磁场不变时，导线越长，导线所受的安培力就越大长，导线所受的安培力就越大. .同一磁场中同一磁场中FILFIL， 的比值的比值为恒量；为恒量；精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向垂直垂直时，时，它受它受安培安培
5、力的大小既与导线的长度力的大小既与导线的长度L L成正比，又与成正比，又与导线中的电流导线中的电流I I成正比，即与成正比，即与I I和和L L的乘积的乘积ILIL成正比成正比不同磁场中，不同磁场中， 的比值一般不同的比值一般不同. .一、磁感应强度一、磁感应强度1.1.定义：定义：3.3.单位：单位：4.4.方向：方向：在磁场中在磁场中垂直于磁场方向垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力的通电导线，所受的磁场力F F跟电流跟电流I I和导线长度和导线长度L L的乘积的乘积ILIL的的比值比值叫磁感应强度叫磁感应强度. .在国际单位制中在国际单位制中, ,磁感应强度的单位是特斯拉磁感应强度的单
6、位是特斯拉, ,简称特简称特, , 符号是符号是T T1T=1N/1T=1N/（AmAm）磁感应强度是矢量磁感应强度是矢量, , 方向与该点磁场的方向一致方向与该点磁场的方向一致. .2.2.定义式：定义式：（条件：（条件： ）应用范围：应用范围：1.1.匀强磁场匀强磁场2.2.非匀强磁场非匀强磁场当导线很短时，所在各点的磁感应强度变化小，可当导线很短时，所在各点的磁感应强度变化小，可近似地认为磁场是匀强磁场近似地认为磁场是匀强磁场. .尼古拉尼古拉特斯拉（特斯拉（Nikola TeslaNikola Tesla，18561856年年19431943年），年），18561856年年7 7月月1
7、010日日出生，是世界知名的发明家、物理学出生，是世界知名的发明家、物理学家、机械工程师和电机工程师家、机械工程师和电机工程师. .塞尔塞尔维亚血统的他出生在克罗地亚维亚血统的他出生在克罗地亚( (后并后并入奥地利帝国入奥地利帝国).).特斯拉被认为是历史特斯拉被认为是历史上一位重要的发明家上一位重要的发明家. .他在他在1919世纪末世纪末和和2020世纪初对电和磁做出了杰出贡献世纪初对电和磁做出了杰出贡献. .他的专利和理论工作依据现代交变电他的专利和理论工作依据现代交变电流电力系统，包括多相电力分配系统流电力系统，包括多相电力分配系统和交流电发动机，帮助他带起了第二和交流电发动机，帮助他
8、带起了第二次工业革命次工业革命. . 1.1.磁感应强度由通电导线的长度、电流及导线受力决磁感应强度由通电导线的长度、电流及导线受力决定吗？定吗？B B与与L L、I I、F F无关，与场源和该点在场中的位置有关无关，与场源和该点在场中的位置有关. .2.2.用用B= B= 进行计算时，要注意什么问题？进行计算时，要注意什么问题？导线电流的方向与磁场方向的关系，要注意两者必须导线电流的方向与磁场方向的关系，要注意两者必须垂直垂直. .通电导线与磁场方向垂直时受到的磁场力最大，通电导线与磁场方向垂直时受到的磁场力最大，平行时最小为零平行时最小为零. .磁感应强度的理解磁感应强度的理解: :3.3
9、.磁感应强度反映磁场什么性质？磁感应强度反映磁场什么性质？物理意义：物理意义：B B是表示磁场强弱和方向的物理量，是是表示磁场强弱和方向的物理量，是描述磁场力的性质的物理量，是矢量描述磁场力的性质的物理量，是矢量. .4.4.你认为电场力（磁场力）在方向上与电场强度你认为电场力（磁场力）在方向上与电场强度（磁感应强度）有何关系？（磁感应强度）有何关系？电场强度方向规定为正电荷受力方向；磁感应强度电场强度方向规定为正电荷受力方向；磁感应强度方向规定为小磁针北极受力方向，与电流受力方向方向规定为小磁针北极受力方向，与电流受力方向垂直垂直. .5.5.若在某一点同时存在几个磁场，则该点的磁感应若在某
10、一点同时存在几个磁场，则该点的磁感应强度强度B B如何？如何？若某一空间同时存在几个磁场，空间的磁场应由这若某一空间同时存在几个磁场，空间的磁场应由这几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度为几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度为B B，则有：，则有：B=BB=B1 1+B+B2 2+B+B3 3（矢量和），用平行四边形法则运（矢量和），用平行四边形法则运算算. .二、磁通量二、磁通量磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱，即磁感线的磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱，即磁感线的疏密程度与磁感应强度有关联，它们之间又有什么疏密程度与磁感应强度有关联，它们之间又有什么样的定量关系呢？样的定量关系呢？我们需要引入
11、一个新的概念我们需要引入一个新的概念磁通量磁通量1.1.磁通量：在磁感应强度为磁通量：在磁感应强度为B B的匀强磁场中，有一块垂直磁的匀强磁场中，有一块垂直磁感线方向的面积为感线方向的面积为S S的平面，我们定义的平面，我们定义BSBS为通过这个面的磁为通过这个面的磁通量，简称磁通通量，简称磁通，用用 表示表示. .2.2.表达式：表达式： = BS = BS3.3.磁通量的单位：磁通量的单位：韦伯，简称韦；韦伯，简称韦； 符号：符号：WbWb4.4.磁通密度：磁通密度：由由 = BS = BS 得得 B= B= 我们把磁感应强度我们把磁感应强度B B又叫做磁通密度又叫做磁通密度1T=1Wb/
12、m1T=1Wb/m2 25.5.如果磁感应强度如果磁感应强度B B和线框平面和线框平面不垂直不垂直（1 1）可以把线框）可以把线框 bcdbcd在垂直于磁在垂直于磁场方向上投影场方向上投影=BS=BS中的中的S S看作投看作投影面积；影面积；B BB B1 1B B2 2（2 2）可以把磁感应强度）可以把磁感应强度B B分解为垂分解为垂直线框平面的分量直线框平面的分量B B1 1和平行于线框和平行于线框平面的分量平面的分量B B2 2. .（3 3）磁感应强度）磁感应强度B B与线框平面平行时与线框平面平行时 = BS=0= BS=0例例1.1.关于磁感应强度，下列说法中正确的是（关于磁感应强
13、度，下列说法中正确的是（ ）A A由由B= B= 可知，可知，B B与与F F成正比，与成正比，与ILIL成反比成反比B B通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零C C通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场，即通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场，即B B0 0D D磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关小和方向是唯一确定的，与通电导线无关D D【典例分析【典例分析】例例
14、2.2.下列单位中，相当于特斯拉的是（下列单位中，相当于特斯拉的是（ ）A A韦伯韦伯/ /米米2 2B B牛顿牛顿/(/(安培安培米米) )C C牛顿牛顿/(/(库仑库仑米米) )D D伏特伏特米米/ /秒秒2 2ABAB例例3.3.下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A.A.穿过某个平面的磁通量为零，该处的磁感应强度也穿过某个平面的磁通量为零，该处的磁感应强度也为零为零B.B.穿过某个平面的磁通量越大，该处磁感穿过某个平面的磁通量越大，该处磁感应应强度越大强度越大C.C.穿过垂直于磁感穿过垂直于磁感应应强度方向某面积的磁感线条数等强度方向某面积的磁感线条数等于磁感应强度于磁感应强度D.
15、D.当平面跟磁场方向平行时，穿过这个面的磁通量必当平面跟磁场方向平行时，穿过这个面的磁通量必为零为零D D例例4.4.如图所示，如图所示， bcdbcd是一竖直放置的矩形线框，线是一竖直放置的矩形线框，线框面积为框面积为S S，放在磁感应强度为，放在磁感应强度为B B的匀强水平磁场的匀强水平磁场中，中， b b边在水平面内且与磁场方向成边在水平面内且与磁场方向成6060 角，则穿角，则穿过过导线框的磁通量导线框的磁通量 = = . .1.1.在磁场中在磁场中垂直于磁场方向垂直于磁场方向的通电导线，所受的的通电导线，所受的磁场力磁场力F F跟电流跟电流I I和导线长度和导线长度L L的乘积的乘积
16、ILIL的的比值比值叫磁叫磁感应强度感应强度. .2.2.表达式：表达式：条件：条件：BIBI3.3.磁感应强度是由磁场本身决定的，与通电导线磁感应强度是由磁场本身决定的，与通电导线的长短的长短L L、电流的大小、电流的大小I I、以及导线所受磁场力的、以及导线所受磁场力的大小大小F F无关无关. .4.4.磁通量：在磁感应强度为磁通量：在磁感应强度为B B的匀强磁场中，有一块的匀强磁场中，有一块垂直于磁感线方向的面积为垂直于磁感线方向的面积为S S的平面，我们把的平面，我们把BSBS的乘的乘积称为通过这个面的磁通量，简称磁通，用符号积称为通过这个面的磁通量，简称磁通，用符号表示表示. . =
17、BS=BS，其中，其中SBSB5.5.磁场和线框平面不平行的时候，可以求出磁场和线框平面不平行的时候，可以求出S S在垂直在垂直于于B B方向上的投影面积，也可以把磁感应强度方向上的投影面积，也可以把磁感应强度B B分解，分解，当当S S与与B B平行时，磁通量平行时，磁通量=0.=0.1.1.磁感应强度的单位是（磁感应强度的单位是（ ）A A特斯拉特斯拉 B B韦伯韦伯 C C欧姆欧姆 D D安培安培A A特斯拉特斯拉欧姆欧姆安培安培韦伯韦伯2.2.下列关于磁感应强度的说法中正确的是（下列关于磁感应强度的说法中正确的是（ ）A A放在磁场中的通电导线，电流越大，受到的磁场力放在磁场中的通电导
18、线，电流越大，受到的磁场力也越大，表示该处的磁感应强度越大也越大，表示该处的磁感应强度越大B B磁感线的指向就是磁感应强度的方向磁感线的指向就是磁感应强度的方向C C垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向强度的方向D D磁感应强度的大小、方向与放入其中的通电导线的磁感应强度的大小、方向与放入其中的通电导线的电流大小、长度、取向等均无关电流大小、长度、取向等均无关D D3.3.匀强磁场的磁感线垂直于线圈平面，磁场的磁感匀强磁场的磁感线垂直于线圈平面，磁场的磁感应强度为应强度为B B，线圈的面积为，线圈的面积为S S，这时穿过线圈的磁通，
19、这时穿过线圈的磁通量为量为_；线圈绕其对称轴转过；线圈绕其对称轴转过9090时穿过线时穿过线圈的磁通量为圈的磁通量为_._.线圈从最初的位置转过线圈从最初的位置转过180180的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是_._.BSBS0 02BS2BS【解题指南【解题指南】磁感应强度是矢量，某点的磁感应强磁感应强度是矢量，某点的磁感应强度由度由M M、N N电流在该处叠加而成，磁感应强度的方向电流在该处叠加而成，磁感应强度的方向由安培定则判断由安培定则判断. .4.(20124.(2012大纲版全国卷）如图，两根互相平行的长直导线大纲版全国卷）如图，两根互相平行的
20、长直导线过纸面上的过纸面上的M M、N N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流、方向相反的电流.A.A、O O、B B在在M M、N N的连线上，的连线上，O O为为MNMN的中点，的中点，C C、D D位于位于MNMN的中垂线上，且的中垂线上，且A A、B B、C C、D D到到O O点的距离均相等点的距离均相等. .关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )( )A.OA.O点处的磁感应强度为零点处的磁感应强度为零B.AB.A、B B两点处的磁感应强度大小相等，两点处的磁感应强度大小相等，方向相
21、反方向相反C.CC.C、D D两点处的磁感应强度大小相等，两点处的磁感应强度大小相等，方向相同方向相同D.AD.A、C C两点处磁感应强度的方向不同两点处磁感应强度的方向不同C C5.5.在磁场中某一点在磁场中某一点, ,有一根长有一根长1cm1cm的通电导线的通电导线, ,导线导线中的电流为中的电流为5A,5A,这根导线与磁场方向垂直时这根导线与磁场方向垂直时, ,所受所受的安培力为的安培力为5 51010-2-2N,N,求（求（1 1）磁感应强度的大小；）磁感应强度的大小；（2 2）这根导线与磁场方向平行时）这根导线与磁场方向平行时, ,所受的安培力所受的安培力. .解：解：（1 1）由题意知，导线与磁场垂直，）由题意知，导线与磁场垂直，根据磁感应强度定义根据磁感应强度定义B= B= 得得B= =1T B= =1T （2 2）导线与磁场平行时，所受安培力）导线与磁场平行时，所受安培力F=0.F=0. 取道于“等一等”之路，进入的只能是“永不”之室.
