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1、3.2 磁感应强度磁感应强度焦作一中焦作一中 赵卫东赵卫东电场的基本性质是什么？电场的基本性质是什么？对放入其中的电荷有电场力的作用对放入其中的电荷有电场力的作用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电场强度电场强度: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 正试探电荷的受力方向正试探电荷的受力方向如何描述电场的强弱和方向？如何描述电场的强弱和方向？如何描述磁场的强弱和方向？如何描述磁场的强弱和方向？是否类似电场的研究方法是否类似电场的研究方法,分析磁体或电分析磁体或电流在磁场中所受的力流
2、在磁场中所受的力,找出表示磁场强弱和方找出表示磁场强弱和方向的物理量向的物理量?复习类比复习类比如何如何描述磁场的强弱描述磁场的强弱和和方向呢方向呢?电场电场电场力电场力FF/q表示电场的强弱表示电场的强弱电荷电荷电荷电荷q q q q磁场磁场磁场力磁场力F磁场的强弱磁场的强弱电流电流电流电流磁体磁体磁体磁体电场强度电场强度E磁场强度磁场强度磁感应强度磁感应强度描述磁场的强弱描述磁场的强弱和和方向方向电场电场正试探电荷的受力方向正试探电荷的受力方向磁场磁场磁体或电流的受力方向磁体或电流的受力方向小磁针小磁针N极的受力方向极的受力方向一、磁感应强度的方向一、磁感应强度的方向物理学规定：物理学规定
3、：小磁针小磁针N极极(北极北极)的受力方向的受力方向或或小磁针小磁针静静止止时时N极的指向，规定为该点的极的指向，规定为该点的磁场方向磁场方向, 即即磁感应强度的方向磁感应强度的方向观察小磁针北极指向归纳方向 不能不能.因为因为N极不能单独存在。极不能单独存在。小磁针静止时所受的合力为零，因小磁针静止时所受的合力为零，因而不能用测量而不能用测量N极受力的大小来确极受力的大小来确定磁感应强度的大小定磁感应强度的大小问题：问题：磁感应强度的大小能否从小磁磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究针受力的情况来研究?问题：问题：磁场不仅能对磁体有作用力磁场不仅能对磁体有作用力, ,还对通电导体有作
4、用力还对通电导体有作用力. .能否用很小能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱一段通电导体来检验磁场的强弱?电流元：电流元：很短的一段通电导线中的电流很短的一段通电导线中的电流I与导线长度与导线长度L的乘积的乘积IL.方法：用方法：用检验电流元检验电流元来研究磁场强弱来研究磁场强弱 思思考考：通通电电导导线线受受到到的的磁场力与哪些因素有关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、放放置置的的位位置置（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夹角受力情况不同）意夹角受力情况不同）演示方向问题演示方向问题实验方案实验方案二、磁感应强度的大小二
5、、磁感应强度的大小理想模型理想模型实验方法实验方法: :控制变量法控制变量法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，改改变电流变电流的大小。的大小。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学生设计实验方案学生设计实验方案结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越结论：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。大，导线所受的安培力就越大。结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越结论：在通电导线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
6、力就越大。现象：电流越大，导线的偏角越大。现象：电流越大，导线的偏角越大。探究实验探究实验探究实验探究实验逻辑推理逻辑推理逻辑推理逻辑推理精确的实验研究表明：通电导线精确的实验研究表明：通电导线与与磁磁场场方向方向垂直垂直时，它受力的时，它受力的大小既与导大小既与导线的长度线的长度L 成正比，又与导线中的电成正比，又与导线中的电流流I 成正比，即与成正比，即与I和和L的乘积的乘积 IL 成正成正比。比。（2 2）不同磁场中，比值不同磁场中，比值不同磁场中，比值不同磁场中，比值F/ILF/ILF/ILF/IL一般不同一般不同一般不同一般不同; ; ; ;（1 1）同一磁场中同一磁场中同一磁场中同
7、一磁场中 ，比值，比值，比值，比值F/ILF/ILF/ILF/IL为恒量；为恒量；为恒量；为恒量；F F F F ILILILIL磁感应强度磁感应强度1、定义：、定义：3、单位：、单位：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，所的通电导线，所受的磁场力受的磁场力F跟电流跟电流I和导线长度和导线长度L的乘积的乘积IL的比值叫磁感应强度的比值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磁感应强度的单位是特斯拉拉,简称特简称特,国际符号是国际符号是T1T=1N/Am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
8、一致2、定义式：、定义式：3.你对你对电流元电流元如何理解？如何理解？1.磁感应强度由通电导线的长度、电流及导线受力磁感应强度由通电导线的长度、电流及导线受力决定吗？决定吗？B与与L、I、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理解理解4.反映什么性质？反映什么性质？如果导线很短很短，如果导线很短很短，B就是导线所在处的磁感应强度就是导线所在处的磁感应强度.2.用用B=F/IL计算时，要注意什么问题？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，要注意两者必须垂直。导线电流的方向与磁场方向的关系，要注意两者必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大
9、，平行时为零通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零 物理意义：物理意义：B是表示磁场强弱和方向的物理量，是描述磁场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。力的性质的物理量，是矢量。5.你你认认为为电电场场力力（磁磁场场力力）在在方方向向上上与与电电场场强强度度（磁磁感应强感应强度）有何关系？度）有何关系？6.若若在在某某一一点点同同时时存存在在几几个个磁磁场场，则则该该点点的的磁磁感感应应强强 度度B如何？如何？若某一空间同时存在几个磁场，空间的磁场应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由这几个磁场叠加而成，某点
10、的磁感应强度为B，则有：，则有：B=B1+B2+B3（矢量和）（矢量和） ，用平，用平行四边形法则运算行四边形法则运算电场强度方向规定为正电荷受力方向；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，磁感应强度方向规定为小磁针北极受力方向， 与电流受力方向垂直。与电流受力方向垂直。有有人人根根据据B=F/IL提提出出：磁磁场场中中某某点点的的磁磁感感应应强强度度B跟跟磁磁场场力力F成成正正比比，跟跟电电流流强强度度I和和导导线线长长度度L的的乘乘积积IL成成反反比比，这这种种提法有什么问题？错在哪里？提法有什么问题？错在哪里？ 答：这种提法不对答：这种提法不对.因为
11、实验证明，因为实验证明，F和和IL的乘积成正比，故比值（的乘积成正比，故比值（F/IL）在在磁场中某处是一个恒量，它反映了磁场磁场中某处是一个恒量，它反映了磁场本身的特性，不随本身的特性，不随F及及IL的变化而变化的变化而变化. 思考思考 两种场的比较两种场的比较 电电电电 场场场场磁磁磁磁 场场场场电场对电荷有作用力电场对电荷有作用力电场对电荷有作用力电场对电荷有作用力F F磁场对电流有作用力磁场对电流有作用力磁场对电流有作用力磁场对电流有作用力F F电场中不同点，比值电场中不同点，比值电场中不同点，比值电场中不同点，比值F/qF/q一般不同一般不同一般不同一般不同磁场中不同磁场中不同磁场中
12、不同磁场中不同点点，比值，比值，比值，比值F/ILF/IL一般不同一般不同一般不同一般不同比值比值比值比值F/qF/q由电场决定，由电场决定，由电场决定，由电场决定，F/qF/q反映了电场的强弱反映了电场的强弱反映了电场的强弱反映了电场的强弱比值比值比值比值F/ILF/IL由磁场决定，由磁场决定，由磁场决定，由磁场决定，F/ILF/IL反映了磁场的强弱反映了磁场的强弱反映了磁场的强弱反映了磁场的强弱电场强度：电场强度：电场强度：电场强度：磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度: :（ ）电场中同一点电场中同一点电场中同一点电场中同一点F qF q, , 比比比比值值值值F/qF/q为恒量为恒
13、量为恒量为恒量同一磁场中同一磁场中同一磁场中同一磁场中F ILF IL，比值比值比值比值F/ILF/IL为恒量为恒量为恒量为恒量1、下列关于磁感应强度大小的说法中正、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（确的是（ ） A通电导线受磁场力大的地方磁感应强通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大度一定大B通电导线在磁感应强度大的地方受力通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大一定大C放在匀强磁场中各处的通电导线，受放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同力大小和方向处处相同D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关中的通电导线受力
14、的大小和方向无关D例题例题2、下列说法中错误的是（、下列说法中错误的是（ ）A磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流流I、长为、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场的一小段导线放在该处时所受磁场力力F与与I、L的乘积的比值的乘积的比值B一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场则该处一定没有磁场C一小段通电导线放在磁场中一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力处时受磁场力比放在比放在B处大，则处大，则A处磁感应强度比处磁感应强度比B处的磁感处的磁感应强度大应强度大D因为因为B =F/IL，所以某处磁感应强
15、度的大小，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比乘积成反比ABCD0.1T3、一根导线长、一根导线长0.2m，通过，通过3A的电流，的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是垂直放入磁场中某处受到的磁场力是610-2N，则该处的磁感应强度，则该处的磁感应强度B的大的大小是小是_；如果该导线的长度和电；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是的大小是_。 0.1T4.磁磁场场中中放放一一根根与与磁磁场场方方向向垂垂直直的的通通电电导导线线，它它的的电电流流强强度度是是2.5 A，导导线线长长1 cm
16、，它它受受到到的的安安培培力力为为510-2 N，则这个位置的磁感应强度是多大？则这个位置的磁感应强度是多大？5.接接上上题题，如如果果把把通通电电导导线线中中的的电电流流强强度度增增大大到到5 A时时，这这一一点点的的磁磁感感应应强强度度应应是是多多大大？该该通通电电导导线线受受到到的的安安培力是多大？培力是多大？注意：计算时要统一用国际单位制。注意：计算时要统一用国际单位制。解答：解答：解答：磁感应强度解答：磁感应强度B是由磁场和空间位置（点）决定的，和导是由磁场和空间位置（点）决定的，和导 线的长度线的长度L、电流、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度是的大小无关，所以该点的磁感应强度是2 T.根据根据F=BIL得，得，F=2 5 0.01=0.1N6 6、有一小段通电直导线，长为、有一小段通电直导线，长为1cm1cm，电流强，电流强度为度为5A5A，把它置于磁场中某点，受到的磁，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为场力为0.1N0.1N，则该点的磁感应强度，则该点的磁感应强度B B （ ）A A一定等于一定等于2T B2T B一定小于一定小于2T2TC C大于等于大于等于2T D2T D以上情况都有可能以上情况都有可能通电导线（电流通电导线（电流I I）与磁场）与磁场垂直垂直时所受磁场力时所受磁场力最大最大C C
