高考物理 第1部分 第三章 第3节 磁感应强度 磁通量课件 新人教版选修31.ppt

第三章 第3节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一 知识点二 知识点三 考向一 考向三 随堂基础巩固 课时跟踪训练 考向二 3 匀强磁场是指磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场 4 磁通量的大小为 b s 其中s为与b垂直的平面面积 磁感应强度b也叫磁通密度 自学教材 4 方向磁感应强度b是矢量 磁场中某点b的方向即为该处磁场的方向 5 匀强磁场 1 定义 在磁场的某个区域内 如果各点的磁感应强度大小和方向都相同 这个区域的磁场叫做磁场 匀强 2 匀强磁场的磁感线的特点 在匀强磁场中 磁感线是一组平行而且的直线 如图3 3 1所示 3 实例 距离很近的两个异名磁极之间的磁场 通电螺线管内中间部分的磁场 4 匀强磁场中安培力的计算 当通电导线与磁场垂直时 f 当通电导线与磁场方向成 角时f ilb 等距 ilb ilbsin 重点诠释 2 磁感应强度b的大小只决定于磁场本身的性质 与f i l无关 3 磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时n极所指的方向 其大小根据电流元受力来计算 通电导线受力的方向不是磁感应强度的方向 4 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 相当于静电场中的 试探电荷 5 我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小 因此要把电流元放入磁场中某一点 这要求电流元要足够的短 2 磁感应强度与电场强度的比较 3 对f ilbsin 的理解 1 由公式可以看出 当 90 即通电导线与磁感应强度方向垂直时安培力最大 为f ilb 2 当通电导线和磁场方向平行时 导线与磁场方向夹角是0 或180 此时f 0 3 公式中l指的是有效长度 弯曲导线的有效长度l等于连接两端点的直线长度 如图3 3 2所示 相应的电流沿l由始端流向末端 图3 3 2 1 如图3 3 3所示 直导线处于足够大的磁场中 与磁感线成 30 角 导线中通过的电流为i 为了增大导线所受的安培力 可采取的办法是 a 增大电流ib 增加直导线的长度c 使导线在纸面内顺时针转30 角d 使导线在纸面内逆时针转60 角 图3 3 3 解析 由安培力的一般公式 f ilbsin 判断出a b d正确 答案 abd 自学教材 1 定义在磁感应强度为b的匀强磁场中 有一个与磁场方向垂直的平面 面积为s 我们把叫做穿过这一面积的磁通量 2 磁通量的计算 1 公式 适用条件 匀强磁场 磁感线与平面垂直 b与s的乘积 bs 单位面积 重点诠释 1 磁通量的正负 1 磁通量是标量 但有正负 当磁感线从某一面上穿入时 磁通量为正值 穿出时即为负值 2 若磁感线沿相反方向穿过同一平面 且正向磁通量为 1 反向磁通量为 2 则穿过该平面的磁通量 1 2 2 磁通量的变化量 2 1 1 当b不变 有效面积s变化时 b s 2 当b变化 s不变时 b s 3 b和s同时变化 则 2 1 答案 cd 自学教材 2 测量原理图如图3 3 4所示 图3 3 4 重点诠释 1 为使测量过程简单 使矩形线框所在平面与n极 s极的连线垂直 2 使矩形线框的短边全部放在n s极之间的区域中 3 为使测量更精确 可把弹簧测力计换成精密天平 3 长10cm的通电直导线 通以1a的电流 在磁场强弱 方向都一样的空间 匀强磁场 中某处受到的磁场力为0 4n 则该磁场的磁感应强度为 a 等于4tb 大于或等于4tc 小于或等于4td 上述说法都错误 答案 b 答案 bd 物理学中用比值法来定义的物理量很多 例如 物质的密度 物质的比热容 电容器的电容 导体的电阻等 上述用比值来定义的物理量遵循同样的规律 比值与分子 分母所代表的物理量的具体大小无关 因此不能单纯从数学角度来理解这些物理概念 如电场强度和磁感应强度都是按照比值法来定义的 它们都体现了比值与试探电荷或一小段通电直导线无关的本质 比值的大小和方向完全由电场或磁场本身决定 例2 如图3 3 5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 角 则穿过框架平面的磁通量为 若从初始位置转过90 角 则穿过框架平面的磁通量为 若从初始位置转过180 角 则穿过框架平面的磁通量大小为 图3 3 5 审题指导 解答本题时应注意以下两点 1 公式 bs中的s为垂直于磁场方向的有效面积 2 求磁通量变化时 注意磁通量的正负 1 只有在匀强磁场中b s时 bs才适用 若b与s不垂直 应将s投影 也可以将b分解 取b s垂直部分的乘积 2 磁通量的变化量 2 1 在具体的计算中 一定要注意 1及 2的正 负问题 上例题中若使框架从初始位置绕oo 轴转过90 则穿过框架平面的磁通量变化了多少 转过180 穿过框架平面的磁通量变化了多少 解析 转过90 磁通量变化了 1 2 1 bs 转过180 磁通量变化了 2 bs bs 2bs 答案 bs2bs 例3 三根平行长直导线 分别垂直地通过一等腰直角三角形的三个顶点 如图3 3 6所示 现在使每条通电导线在斜边中点处所产生的磁感应强度大小均为b 则该处实际磁感应强度的大小如何 方向如何 思路点拨 斜边中点处的磁感应强度为三根直导线分别在此处产生的磁感应强度的矢量和 图3 3 6 磁感应强度是矢量 因此磁场的叠加遵循矢量运算法则 平行四边形定则 计算合磁感应强度时应先确定各电流单独存在时产生的磁感应强度的大小和方向 然后再进行矢量合成 如图3 3 7所示 三根长直通电导线中电流大小相同 通电电流方向为 b导线和d导线中电流向纸里 c导线中电流向纸外 a点为b d两点的连线中点 ac垂直于bd 且ab ad