高中物理 第三章 磁场 2 磁感应强度课件 新人教版选修31(1).ppt

第三章磁场 2磁感应强度 学习目标1 理解磁感应强度的概念 知道磁感应强度是描述磁场的强弱和方向的物理量 2 理解磁感应强度的定义 并会用定义式进行有关计算 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 1 一 磁感应强度的方向 在电场中用电场强度描述电场的强弱和方向 在磁场中用什么物理量描述磁场的强弱和方向 该物理量的方向是如何规定的 答案 用磁感应强度描述磁场的强弱和方向 物理学规定小磁针静止时n极所指的方向为磁感应强度的方向 1 磁感应强度 用来描述磁场和的物理量 2 磁感应强度的方向 磁感应强度的方向就是的方向 即小磁针静止时极所指的方向 即极受力的方向 或s极受力的 强弱 方向 磁场 n 反方向 n 判断下列说法的正误 1 磁感应强度是标量 只能表示磁场强弱 不能表示磁场方向 2 磁感应强度是矢量 磁感应强度的方向就是磁场的方向 3 磁感应强度的方向与小磁针在任何情况下n极受力的方向都相同 4 磁感应强度的方向与小磁针静止时n极的指向一定相同 二 磁感应强度的大小 如图1所示 三块相同的蹄形磁铁并列放置 可以认为磁极间的磁场是均匀的 将一根直导线悬挂在磁铁的两极间 有电流通过时导线将摆动一个角度 通过摆动角度的大小可以比较磁场力的大小 分别接通 2 3 或 1 4 可以改变导线通电部分的长度 电流由外部电路控制 图1 答案 电流越大 导线受力越大 图1 1 保持导线通电部分的长度不变 改变电流大小 导线受力情况如何变化 答案 通电导线越长 导线受力越大 2 保持电流不变 改变导线通电部分的长度 导线受力情况如何变化 图1 答案 通电导线受力与导线长度 电流 导线在磁场中的放置方式有关 3 通电导线受力与哪些因素有关 1 电流元 在物理学中 把很短一段通电导线中的电流i与导线长度l的叫做电流元 2 磁感应强度 将电流元il放入磁场 它受到的磁场力f与il的叫磁感应强度 1 定义式b 2 磁感应强度的单位 在国际单位制中的单位是 简称特 符号是 乘积il 垂直 比值 特斯拉 t 3 对磁感应强度的理解 磁感应强度是反映磁场强弱的物理量 它是用法定义的物理量 由决定 与是否引入电流元 引入的电流元是否受力及受力大小 填 有关 或 无关 因为通电导线取不同方向时 其受力大小不相同 故在定义磁感应强度时 式中f是指通电直导线磁场放置时受到的磁场力 磁感应强度的方向是该处 填 是 或 不是 该处电流元受力f的方向 比值 磁场自身 无关 垂直 磁场的方向 不是 判断下列说法的正误 1 通电导线在磁场中受到的磁场力为零 则说明该处的磁感应强度为零 2 磁感应强度的大小与电流成反比 与其受到的磁场力成正比 3 磁感应强度的大小等于通电导线受到的磁场力的大小f与电流i和导线长度l的乘积的比值 4 通电导线只有垂直磁场放置时 所受的安培力才与il成正比 2 题型探究 一 磁感应强度的方向 例1下列关于磁感应强度的方向的说法中 正确的是a 某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向b 小磁针s极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向c 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d 磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向 答案 解析 磁场中某点的磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向 磁场方向也就是小磁针n极受力的方向 但通电导线受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向 1 磁感应强度的方向和小磁针n极受力方向相同 但绝非电流的受力方向 2 磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的 和小磁针 电流的存在与否无关 二 磁感应强度的大小 1 在定义式中 通电导线必须垂直于磁场方向放置 因为沿不同方向放置导线时 同一导线受到的磁场力不相等 2 磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场 这时l应很短很短 il称为 电流元 相当于静电场中电场强度公式中的 试探电荷 例2磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线 它的电流是2 5a 导线长1cm 它受到的磁场力为5 0 10 2n 求 1 这个位置的磁感应强度大小 2t 解析 答案 2 如果把通电导线中的电流增大到5a时 这一位置的磁感应强度大小 2t 解析 答案 磁感应强度b是由磁场自身决定的 和导线的长度l 电流i的大小无关 所以该位置的磁感应强度还是2t 3 如果通电导线在磁场中某处不受磁场力 是否能肯定在这里没有磁场 不能肯定 解析 答案 如果通电导线在磁场中某处不受磁场力 则有两种可能 该处没有磁场 该处有磁场 但通电导线与磁场方向平行 例3有一小段通电导线 长为1cm 导线中电流为5a 把它置于磁场中某点 受到的磁场力为0 1n 则该点的磁感应强度b一定是a b 2tb b 2tc b 2td 以上情况都有可能 答案 解析 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f 0 1n 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的受力 垂直放置时受力将大于0 1n 由定义式可知 b将大于2t 选项c正确 针对训练下列有关磁感应强度的说法中 正确的是a 磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量b 若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用 则该点的磁感应强度一定为零c 若有一小段长为l 通以电流i的导体 在磁场中某处受到的磁场力为f 则该处磁感应强度的大小一定是d 由定义式可知 电流i越大 导线l越长 某点的磁感应强度就越小 答案 解析 引入磁感应强度的目的就是用来描述磁场强弱和方向的 因此选项a正确 磁感应强度是与电流i和导线长度l无关的物理量 三 磁感应强度b与电场强度e的比较 例4 多选 下列说法中正确的是a 电荷在电场中某处不受电场力的作用 则该处的电场强度一定为零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 它所受到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 答案 解析 在定义电场强度和磁感应强度时 都是在场中放一个小物体 能使场对它有力的作用 在电场中放入的是试探电荷 电场强度e用来定义 但e与f q无关 由可得f qe 故e 0时 f 0 a c正确 而在磁场中放入的一小段通电导线在磁场中的受力大小与导线的方向有关 平行于磁场方向放置时 磁场力f 0 垂直于磁场方向放置时 磁场力f最大 在定义式中 通电导线必须垂直磁场方向放置 因此 b d均错 达标检测 3 1 下列关于磁感应强度的说法正确的是a 通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大b 通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大c 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d 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 答案 解析 1 2 3 4 因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定 与通电导线的受力及方向都无关 所以a选项错 d选项正确 因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关 而且与通电导线的取向有关 故b选项错 虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等 但当导线在各个位置的方向不同时 磁场力是不相同的 导线与磁场垂直时受磁场力最大 与磁场平行时受磁场力为零 而c选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同 所以c选项错 1 2 3 4 2 关于磁感应强度 下列说法正确的是a 由可知 b与f成正比 与il成反比b 通电导线放在磁场中某点 该点就有磁感应强度 如果将通电导线拿走 该点的磁感应强度就变为零c 通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场 通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场 即b 0 d 磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定 1 2 3 4 答案 解析 1 2 3 4 磁感应强度只是一个定义式 而不是决定式 磁感应强度b是由磁场本身的性质决定的 与放不放通电导线无关 故选d 3 多选 把长度l 电流i都相同的一小段电流元放入某磁场中的a b两点 电流元在a点受到的磁场力较大 则a a点的磁感应强度一定大于b点的磁感应强度b a b两点磁感应强度可能相等c a b两点磁感应强度一定不相等d a点磁感应强度可能小于b点磁感应强度 答案 解析 由于电流元方向和磁场方向关系不确定 所以无法比较a b两点的磁感应强度 故b d正确 1 2 3 4 4 现有一段长l 0 2m 通有电流i 2 5a的直导线 则关于此导线在磁感应强度为b的磁场中所受磁场力f的情况 下列说法正确的是a 如果b 2t 则f一定为