高中物理 第三章 磁场 第2节 磁感应强度学案 新人教版选修3-1.doc

2磁感应强度答案：(1）强弱(2）方向(3）转动(4）n极(5）磁场方向(6）安培力f(7）比值(8）bi(9）特斯拉1磁感应强度及其方向(1）磁感应强度磁感应强度为描述磁场强弱的物理量，用符号“b”表示。(2）磁感应强度的方向物理学中把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，简称为磁场的方向。破疑点 (1）磁感应强度的方向不是磁场力的方向。(2）小磁针的小应该理解为足够小，只有这样，“小磁针所在处”才具有确切的意义。(3）磁场方向的四种表述方式小磁针静止时n极所指的方向，即n极受力的方向。小磁针静止时s极所指的反方向，即s极受力的反方向。磁场的方向就是磁感应强度b的方向。磁感线的切线方向(第3节介绍）。【例1】如图所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时二者在纸面内平行放置。当导线中通以如图所示电流i时，发现小磁针的n极向里，s极向外，停留在与纸面垂直的位置上。这一现象说明(）a小磁针感知到了电流的磁场b小磁针处磁场方向垂直纸面向里c小磁针处磁场方向垂直纸面向外d若把小磁针移走，该处就没有磁场了解析：小磁针可以检验磁场的存在，当导线中通入电流时，在导线的周围就产生了磁场。在小磁针位置处的磁场方向为n极的受力方向，即垂直纸面向里，故a、b正确，c错误；电流的磁场是客观存在的特殊物质，不会随小磁针的移走而消失，只要导线中有电流存在，磁场就会存在，故d不正确。答案：ab2磁感应强度的大小(1）电流元定义：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。理解：孤立的电流元是不存在的，因为要使导线中有电流，就必须把它连到电源上。(2）磁场对通电导线的作用力探究影响通电导线受力的因素a实验方法：控制变量法。b实验结论：通电导线在磁场中所受到的力f与电流i和导线长度l有关，电流i或导线长度l增大时，力f增大。磁场对通电导线的作用力大小a内容：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的乘积成正比。b公式：fbil。式中b是比例系数，它与导线的长度和电流的大小都无关；但在不同的磁场中，b的值一般是不同的，因此即使是同样的i、l，导线受的力一般也是不一样的。(3）磁感应强度定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力f跟电流i和导线长度l的乘积il的比值叫磁感应强度。大小：b。单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是t,1 t1 。矢量：某点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向。运算遵守平行四边形定则。物理意义：描述磁场强弱的物理量。(4）正确理解磁感应强度磁感应强度是反映磁场性质的物理量，是由磁场自身决定的，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。因为通电导线取不同方向时，其受力大小不尽相同，在定义磁感应强度时，式中f是直导线垂直磁场时受到的力。磁感应强度的方向是该处磁场的方向，而不是电流元受力f的方向。【例2】物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流的要求是(）a将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力f，导线长度l，通电电流i，应用公式b，即可测得磁感应强度bb检验电流不宜太大c利用检验电流和运用公式b只能应用于匀强磁场d只要满足长度l很短，电流很小，将其垂直放入磁场的条件，公式b对任何磁场都适用解析：用检验电流来了解磁场，要求检验电流对原来磁场的影响很小，可以忽略，所以导体长度l应很短，电流应很小，当垂直放置时，定义式b适用于所有磁场，选项b、d正确。答案：bd3比值定义法高中物理中，我们已经接触了多个用比值定义法定义的物理量，这些物理量的大小、方向都不是由定义式中的物理量来决定的。我们学过的用比值定义的物理量有密度(）、电阻(r）、电流(i）、电场强度(e）、电容(c）、磁感应强度(b）。4电场强度与磁感应强度的异同电场强度磁感应强度定义的依据电场对电荷q有作用力f对电场中任一点，恒量(由电场决定）对不同点，一般说恒量的值不同比值可表示电场的强弱磁场对直线电流i有作用力f对磁场中任一点，f与b方向、i方向有关。在只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时，恒量(由磁场决定）对不同点，一般说恒量的值不同比值可表示磁场的强弱定义式eb物理意义e在数值上等于电场对单位电荷作用力的大小b在数值上等于垂直于磁场方向长1 m、通入的电流为1 a的导线所受安培力的大小方向是一个矢量，某点的电场强度方向就是该点的电场线的切线方向，也是放入该点正电荷的受力方向是一个矢量，某点的磁感应强度方向就是该点的磁感线的切线方向，也是放入该点小磁针n极的受力方向大小可以用电场线形象地表示切线方向表示e的方向，疏密程度表示e的大小可以用磁感线形象地表示切线方向表示b的方向，疏密程度表示b的大小场的叠加遵守矢量平行四边形定则遵守矢量平行四边形定则单位1 n/c1 v/m1 t1 n/(am）【例3】下列说法中错误的是(）a磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流i、长为l的一小段导线放在该处时所受磁场力f与i、l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，则该处一定没有磁场c一小段通电导线放在磁场中a处时受到的磁场力比放在b处大，则a处磁感应强度比b处的磁感应强度大d因为bf/il，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线il的乘积成反比解析：a、b、c都是错在没有注意定义中导线和磁场必须垂直，因为同样一小段通电导线，当它垂直于磁场放置的时候所受安培力最大；平行于磁场放置的时候受安培力为零；导线和磁场成其他任意角度时安培力介于这二者之间。磁感应强度的大小具有客观性，即仅由磁场本身决定，定义式可以理解为是测量磁感应强度的一种手段，故d错。答案：abcd【例41】下列说法中正确的是(）a电荷在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安培力的作用，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，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解析：选项正误解析a把电荷放入某处，如果电荷没有受到静电力的作用，则该处不存在电场或该处的电场强度为零b把通电直导线放入某处，如果放置不合适，即使有磁场存在，通电直导线也不受磁场力的作用c由电场强度的定义式e知，电场强度等于试探电荷受到的静电力f与所带电荷量q的比值d磁感应强度定义式b的成立是有条件的，即通电导线与磁场方向垂直，否则不成立答案：ac破疑点 磁场的强弱由磁场本身决定，与磁场中是否放入通电导线、导线放入的位置无关。用垂直于磁场方向放置的通电导线所受安培力大小来量度磁场的强弱，导线的作用在于检测。与电场不同的是电场中只要场强不为零，带电粒子一定受力，而磁场中即使磁感应强度不为零，通电导线受力也可能为零，其大小与b、i、l及电流与磁场的夹角有关。【例42】有一小段通电导线，长为1 cm，电流为5 a，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 n，则该点的磁感应强度b一定是(）ab2 tbb2 tcb2 t d以上情况都有可能解析：本题考查磁感应强度的定义，应知磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流。如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大，f0.1 n，则该点磁感应强度为bt2 t如果通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时受的力，垂直放置时受力将大于0.1 n，由定义式可知，b将大于2 t。应选c。答案：c5磁感应强度b的测量当通电导线垂直于磁场方向时，利用b可以测量磁感应强度的大小，也可以利用下面的方法巧妙测量。磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为b2/2。式中b是磁感应强度，是磁导率，在空气中为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度b，可以用一根端面面积为a的条形磁铁吸住一相同面积的铁片p，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离l，并测出拉力f，如图所示。因为f所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度b与f、a之间的关系。拉力f做功w=fl，磁铁与铁片p间隙中磁场能量e=al，据题意w=e，解以上三式，。【例5】如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下所示，请你算出通电螺线管中的磁感应强度b。已知：cd段导线长度4102 m，天平平衡时钩码重力4105 n，通过导线的电流0.5 a。解析：由题意知，i0.5 a，g4105 n，l4102 m。电流天平平衡时