福建省漳州市芗城中学高二物理 5.3《磁感应强度 磁通量》 新人教版选修3.ppt

5 3磁感应强度磁通量 温故知新 上节课我们学了什么 法拉第引入磁感线形象的描述了磁场的性质 1 磁感线的疏密表示磁场的强弱 2 磁感线的任一点的切线方向表示该点磁场的方向 在电场中我们用电场强度来表征电场的强弱和方向 在磁场中类似的 我们也引入一个物理量来表示磁场的强弱和方向 这就是磁感应强度 用符号b表示 磁场强大的地方 磁感线密集 我们就说这里的磁感应强度比较大 反之 我们就说这里的磁感应强度比较小 电场 正试探电荷的受力方向 磁场 磁体或电流的受力方向 小磁针n极的受力方向 一 磁感应强度 物理学规定 小磁针n极 北极 的受力方向或小磁针静止时n极的指向 规定为该点的磁场方向 即磁感应强度的方向 1 定义 穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度 2 b是矢量 在国际单位制中b的单位是特斯拉 简称特 符号t 1t 1n a m 3 方向 磁场中某点磁感应强度的方向是该点的磁场方向 也是放在该点的小磁针n极受力的方向 4 物理意义 描述磁场的强弱和方向 1 磁感应强度 2 匀强磁场 类比于匀强电场 1 定义 磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场 2 匀强磁场的磁感线分布是一组等间隔的平行线 磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小 磁感线越密的地方表示磁感强度越大 2 匀强磁场 3 近似匀强磁场的实例 相距很近的两平行的异名磁极间的磁场 通电的长直螺线管内部 边缘部分除外 的磁场 相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时 其中间区域的磁场 3 磁场的叠加原理 磁感应强度的矢量性 1 内容 如果几个磁场同时存在 它们的磁场相互叠加 这时某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点磁感应强度的矢量和 2 叠加原理的应用 当连磁场在某点同向时 该点的磁感应强度等于两磁场在该点的磁感应强度的和 即b b1 b2 当两磁场在某点反向时 该点的磁感应强度等于两磁场在该点的磁感应强度的差 即b b1 b2 当两磁场在某点方向成一夹角时 该点的磁感应强度由平行四边形定则求得 二 磁通量 1 定义 在磁场中穿过磁场某 面积s的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量 公式 bs 有效面积 适用条件 匀强磁场 磁感线与平面垂直 单位 韦伯符号 wb1wb 1t m2 1 b是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度 2 公式只适用于s b 若s与b不垂直 则s为垂直与磁场方向的投影面积 当磁场b s垂直 磁通量最大 bs 当b s时 磁通量最小 0 所以b 不一定 注意 此处s必须为有界磁场区域面积 当磁场b与面积s不垂直 bs 对 bs公式的理解 4 磁通量的意义可以用磁感线形象的说明 磁通量所表示的就是穿过磁场中某个面的磁感线条数 3 是标量 但有方向 若取某方向穿入平面的磁通量为正 则反方向穿入该平面的磁通量为负 5 过一个平面若有方向相反的两个磁通量 这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和 即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通 对公式的理解 如图 线圈平面与水平方向成 角 磁感应线竖直向下 设匀强磁场的磁感应强度为b 线圈面积为s 则 bscos 面积s 0 5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强度b 0 4t的匀强磁场中 当磁场与环面垂直时 穿过环面的磁通量是 当金属圆环转过90 环面与磁场平行时 穿过环面的磁通量是 0 2wb 0 如图所示 两个同心放置的共面金属圆环a和b 一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直 则穿过两环的磁通量 a和 b大小关系为 a 均向上 a bb 均向下 a b c 均向上 a bd 均向下 无法比较 a 2 磁通密度 内容 磁感应强度b s表示磁感应强度等穿过垂直磁感线的单位面积的磁通量 所以又磁通密度 1 磁通量变化 2 1是某两个时刻穿过某个平面s的磁通量之差 即 取决于末状态的磁通量 2与初状态磁通量 1的代数差 2 不能用 b s 3 磁通量的变化 3 磁通量的变化一般有三种形式 b不变 有效面积s变化 b s b变化 s不变 b s b和s同时变化 2 1 如图所示 框架面积为s 框架平面与磁感应强度为b的匀强磁场方向垂直 则穿过平面的磁通量为 若使框架绕oo 转过60度角则穿过线框平面的磁通量为 若从初始位置转过90度角 则穿过线框平面的磁通量为 若从初始位置转过180度角 则穿过线框平面的磁通量变化为 bs bs 2 0 2bs 如图所示 一矩形线框 从 abcd位置移动到a b c d 位置的过程中 关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是 线框平行于纸面移动 a 一直增加b 一直减少c 先增加后减少d 先增加 再减少直到零 然后再增加 然后再减少 a d c b a b d c d 如图所示 在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线 四根导线中电流i1 i3 i2 i4 要使0点处磁场增强 则应切断哪一根导线中的电流 a 切断i1b 切断i2c 切断i3d 切断