高中物理 5.35.4 磁感应强度 磁通量 磁与现代科技课件 鲁科版选修31.ppt

第3节磁感应强度磁通量磁与现代科技 第5章磁场 学习目标1 知道磁感应强度的物理意义及单位 2 知道匀强磁场 知道匀强磁场的磁感线分布情况 3 知道磁通量 通过计算磁通量的大小进一步了解定量描述磁场的方法 4 知道磁现象在生活 生产中的应用 培养将科学服务于人类的意识 第5章磁场 一 磁感应强度1 大小 穿过垂直于磁感线的 的磁感线条数等于该处的 在国际单位制中的单位是 简称特 国际符号 1t 1n a m 2 方向 磁感应强度是一个既有大小又有方向的物理量 是 磁场中某点磁感应强度的方向是该点的 方向 也就是放在该点的小磁针 极的受力方向 3 物理意义 描述磁场的 及 的物理量 单位面积 磁感应强度 特斯拉 t 矢量 磁场 n 强弱 方向 4 匀强磁场 1 在磁场的某个区域内 如果各点的磁感应强度 和 都相同 这个区域的磁场叫做匀强磁场 2 磁感线分布特点 一组平行且 的直线 5 磁场的叠加如果有几个磁场同时存在 它们的磁场就互相叠加 这时某点的 就等于各个磁场在该点磁感应强度的 大小 方向 等距 磁感应强度 矢量和 二 磁通量1 定义 磁场中穿过磁场某一面积s的 定义为穿过该面积的磁通量 2 匀强磁场中磁通量的计算 在磁感应强度为b的匀强磁场中 穿过与磁场方向垂直 面积为s的平面的磁通量是 其中 表示磁通量 如果面积s与磁场不垂直 设s与垂直于b的平面间的夹角为 则磁通量为 磁感线条数 bs bscos 3 单位 在国际制单位制中是 简称韦 符号 1wb 1t m2 4 磁通量是一个只用大小就能描述的物理量 是 5 磁通密度 磁感应强度又称 b 其中sn为垂直于磁场方向的面积 表示磁感应强度等于穿过垂直磁感线的单位面积的 韦伯 wb 标量 磁通密度 磁通量 三 磁与现代科技1 记录与磁磁记录可以用来记录 也可以用来记录其他信息 磁记录可以应用到电脑 电视 人造卫星和太空船的 和传送上 2 交通与磁磁技术在交通中的应用是制成了 磁悬浮列车有 方式和 方式两种形式 声音 影像 信息记录 磁悬浮列车 常导电磁铁吸引 超导电磁铁相斥 对磁感应强度的理解 1 磁感应强度的认识 1 磁感应强度的大小磁感应强度的大小反映该处磁场的强弱 它的大小取决于场源以及在磁场中的位置 2 磁感应强度的方向磁感应强度的方向就是该处磁场的方向 规定为小磁针静止时北极的指向 也可以表示为磁感线在该点的切线方向 3 磁感应强度是矢量 遵循平行四边形定则的运算关系 2 磁感应强度和电场强度的比较 描述磁场力的性质 描述电场力的性质 磁感线的疏密表示磁感应强度的大小 电场线的疏密表示电场强度的大小 小磁针n极的受力方向 是矢量 放入该点正电荷的受力方向 是矢量 合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和 合场强等于各电场的场强的矢量和 1t 1n a m 1n c 1v m 下列说法正确的是 a 通过某平面的磁感线条数为零 则此平面处的磁感应强度一定为零b 空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向c 平行放置的两条形磁铁异名磁极间的磁场为匀强磁场d 磁感应强度为零 则通过放在该处的某平面的磁感线条数一定为零 bd 解析 磁感应强度反映磁场的强弱和方向 它的方向就是该处磁场的方向 故b项正确 磁感应强度为零 放在该处的某平面无磁感线穿过 故d项正确 若某平面无磁感线穿过 可能磁场很强 只是平面平行于磁场放置导致磁感线穿过该平面的条数为零 所以a项错误 两平行放置的异名磁极间的磁场不一定是匀强磁场 近距离平行放置的两异名磁极间的磁场才是匀强磁场 c项错误 故选bd 规律总结 1 磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量 在学习和解决问题的过程中要注意类比于电场中的电场强度 2 在应用磁感应强度的定义求磁感应强度b时 只能用垂直于磁感线的面积 而不一定与给定的面积相等 对磁通量的理解 1 磁通量 1 关于磁通量也可以这样定义 在匀强磁场中 磁感应强度b与垂直磁场的面积s的乘积 叫做穿过这个面积的磁通量 2 定义式 bs 只适于匀强磁场且平面与磁场垂直的情况 3 若平面与磁场不垂直 其计算式可写为 bsn bscos 为s与垂直于b的平面间的夹角 bsn bssin 为b与平面间的夹角 由此可见 在计算磁通量时一定要注意 角的含义 4 磁通量虽然是标量 但有正 负 若规定磁感线从某一侧穿入平面时为正值 则穿出该平面为负值 从两个相反方向穿过某一平面的磁通量可相互抵消 2 磁通量的变化磁通量的变化等于平面末状态的磁通量减去初状态的磁通量 磁通量的变化 一般有三种情况 1 b不变 s变化 则 2 1 b s 2 b变化 s不变 则 2 1 b s 3 当b和s同时变化时 2 1 但 b s 特别提醒 计算穿过某一平面的磁通量的变化时 要明确磁通量是穿入还是穿出平面 即要注意初 末磁通量的正 负 当平面转过180 时 磁通量的变化量 1 2 2bs 有一个100匝的线圈 其横截面是边长为l 0 20m的正方形 放在磁感应强度为b 0 50t的匀强磁场中 线圈平面与磁场垂直 若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形 横截面的周长不变 在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少 思路点拨 解此题注意两点 1 磁通量的定义 b s的理解 2 两种情况下面积变化 答案 5 5 10 3wb 名师点评磁通量 bs的计算有几点要注意 1 s是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积 2 磁通量与线圈的匝数无关 也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响 同理 磁通量的变化量 2 1也不受线圈匝数的影响 所以 直接用公式计算 时 不必考虑线圈匝数n 上题中 将正方形面积翻转180 此时磁通量是多少 此过程磁通量变化多少 解析 设正方形平面翻转前的磁通量为正 则此时 1 2 0 10 2wb 1 4 0 10 2wb 答案 2 0 10 2wb 4 0 10 2wb 磁场的叠加1 磁场服从叠加原理如果有几个磁场同时存在 各磁场会相互叠加 这时某点的磁感应强度等于各个磁场在该点的磁感应强度的矢量和 2 合成法则由于磁感应强度是矢量 磁场在叠加 合成时遵循平行四边形定则 空间中有几个磁场同时存在时 某点的磁感应强度b b1 b2 b3 bn 矢量和 范例 如图所示 在a b c三处垂直于纸面放置三根长直通电导线 a b c是等边三角形的三个顶点 电流大小相等 a处电流在三角形中心o点的磁感应强度大小为b 求o处磁感应强度 解析 由于oa ob oc 所以在各电流等大的前提下 各处的电流在o点的磁感应强度大小也为b 根据安培定则 各电流在o处的磁感应强度应垂直于各点和o的连线 如图所示 由图中几何关系知ba与bb互成夹角为120 所以根据平行四边