高中物理 第三章 磁场 3磁感应强度 磁通量课件 教科版选修31.ppt

3磁感应强度磁通量 对放入其中的电荷有电场力的作用 1 电场的强弱 试探电荷所受电场力跟电荷量的比值e 试探点电荷受力越大场强越强 反之就越小 2 电场的方向与正试探电荷的受力方向相同 电场的基本性质是什么 如何描述电场的强弱和方向 复习回顾 1 理解磁感应强度的定义 知道它是描述磁场强度的物理量 2 能利用磁感应强度的定义式进行有关计算 3 理解什么是磁通量 知道其与磁感应强度的关系 并能进行磁通量的计算 能初步判断磁通量的变化情况 重点 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 问题 磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来判断 不能 因为n极不能单独存在 小磁针静止时所受的合力为零 因而不能用测量n极受力的大小来确定磁感应强度的大小 思考 通电导线受到的磁场力与哪些因素有关 导线长度 电流大小 磁场的不同 放置的方式 导线与磁场方向平行 垂直及任意夹角受力情况不同 实验方法 控制变量法 1 保持磁场和通电导线的长度不变 改变电流的大小 2 保持磁场和导线中的电流不变 改变通电导线的长度 实验方案设计 结论1 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 结论2 在通电导线中的电流和磁场不变时 导线越长 导线所受的安培力就越大 同一磁场中f il 的比值为恒量 精确的实验研究表明 通电导线与磁场方向垂直时 它受安培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il成正比 不同磁场中 的比值一般不同 一 磁感应强度 1 定义 3 单位 4 方向 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 在国际单位制中 磁感应强度的单位是特斯拉 简称特 符号是t 1t 1n a m 磁感应强度是矢量 方向与该点磁场的方向一致 2 定义式 条件 应用范围 1 匀强磁场2 非匀强磁场当导线很短时 所在各点的磁感应强度变化小 可近似地认为磁场是匀强磁场 尼古拉 特斯拉 nikolatesla 1856年 1943年 1856年7月10日出生 是世界知名的发明家 物理学家 机械工程师和电机工程师 塞尔维亚血统的他出生在克罗地亚 后并入奥地利帝国 特斯拉被认为是历史上一位重要的发明家 他在19世纪末和20世纪初对电和磁做出了杰出贡献 他的专利和理论工作依据现代交变电流电力系统 包括多相电力分配系统和交流电发动机 帮助他带起了第二次工业革命 1 磁感应强度由通电导线的长度 电流及导线受力决定吗 b与l i f无关 与场源和该点在场中的位置有关 2 用b 进行计算时 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 通电导线与磁场方向垂直时受到的磁场力最大 平行时最小为零 磁感应强度的理解 3 磁感应强度反映磁场什么性质 物理意义 b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 4 你认为电场力 磁场力 在方向上与电场强度 磁感应强度 有何关系 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 与电流受力方向垂直 5 若在某一点同时存在几个磁场 则该点的磁感应强度b如何 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b 则有 b b1 b2 b3 矢量和 用平行四边形法则运算 二 磁通量 磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱 即磁感线的疏密程度与磁感应强度有关联 它们之间又有什么样的定量关系呢 我们需要引入一个新的概念 磁通量 1 磁通量 在磁感应强度为b的匀强磁场中 有一块垂直磁感线方向的面积为s的平面 我们定义bs为通过这个面的磁通量 简称磁通 用表示 2 表达式 bs 3 磁通量的单位 韦伯 简称韦 符号 wb 4 磁通密度 由 bs得b 我们把磁感应强度b又叫做磁通密度1t 1wb m2 5 如果磁感应强度b和线框平面不垂直 1 可以把线框 bcd在垂直于磁场方向上投影 bs中的s看作投影面积 b b1 b2 2 可以把磁感应强度b分解为垂直线框平面的分量b1和平行于线框平面的分量b2 3 磁感应强度b与线框平面平行时 bs 0 例1 关于磁感应强度 下列说法中正确的是 a 由b 可知 b与f成正比 与il成反比b 通电导线放在磁场中的某点 那点就有磁感应强度 如果将通电导线拿走 那点的磁感应强度就为零c 通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场 即b 0d 磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定 其大小和方向是唯一确定的 与通电导线无关 d 典例分析 例2 下列单位中 相当于特斯拉的是 a 韦伯 米2b 牛顿 安培 米 c 牛顿 库仑 米 d 伏特 米 秒2 ab 例3 下列说法正确的是 a 穿过某个平面的磁通量为零 该处的磁感应强度也为零b 穿过某个平面的磁通量越大 该处磁感应强度越大c 穿过垂直于磁感应强度方向某面积的磁感线条数等于磁感应强度d 当平面跟磁场方向平行时 穿过这个面的磁通量必为零 d 例4 如图所示 bcd是一竖直放置的矩形线框 线框面积为s 放在磁感应强度为b的匀强水平磁场中 b边在水平面内且与磁场方向成60 角 则穿过导线框的磁通量 1 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 2 表达式 条件 b i 3 磁感应强度是由磁场本身决定的 与通电导线的长短l 电流的大小i 以及导线所受磁场力的大小f无关 4 磁通量 在磁感应强度为b的匀强磁场中 有一块垂直于磁感线方向的面积为s的平面 我们把bs的乘积称为通过这个面的磁通量 简称磁通 用符号 表示 bs 其中s b 5 磁场和线框平面不平行的时候 可以求出s在垂直于b方向上的投影面积 也可以把磁感应强度b分解 当s与b平行时 磁通量 0 1 磁感应强度的单位是 a 特斯拉b 韦伯c 欧姆d 安培 a 特斯拉 欧姆 安培 韦伯 2 下列关于磁感应强度的说法中正确的是 a 放在磁场中的通电导线 电流越大 受到的磁场力也越大 表示该处的磁感应强度越大b 磁感线的指向就是磁感应强度的方向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 磁感应强度的大小 方向与放入其中的通电导线的电流大小 长度 取向等均无关 d 3 匀强磁场的磁感线垂直于线圈平面 磁场的磁感应强度为b 线圈的面积为s 这时穿过线圈的磁通量为 线圈绕其对称轴转过90 时穿过线圈的磁通量为 线圈从最初的位置转过180 的过程中 穿过线圈的磁通量的变化量是 bs 0 2bs 解题指南 磁感应强度是矢量 某点的磁感应强度由m n电流在该处叠加而成 磁感应强度的方向由安培定则判断 4 2012 大纲版全国卷 如图 两根互相平行的长直导线过纸面上的m n两点 且与纸面垂直 导线中通有大小相等 方向相反的电流 a o b在m n的连线上 o为mn的中点 c d位于mn的中垂线上 且a b c d到o点的距离均相等 关于以上几点处的磁场 下列说法正确的是 a o点处的磁感应强度为零b a b两点处的磁感应强度大小相等 方向相反c c d两点处的磁感应强度大小相等 方向相同d a c两点处磁感应强度的方向不同 c 5 在磁场中某一点 有一根长1