磁感应强度 磁通量课件.ppt

磁感应强度磁通量 巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁 实验室中的小磁铁只能吸起几枚铁钉 如图所示 磁体磁性的强弱 表现为它所产生的磁场对磁性物质和电流的作用力的强弱 也就是说磁场也有强弱之分 那么我们怎样认识和描述磁场的强弱呢 1 电场的强弱是用哪个物理量来描述的 电场强度 一 复习引入 二 磁感应强度的方向 物理学中把小磁针静止时 N极所指的方向规定为该点磁感应强度的方向 简称磁场方向 磁场和电场相似 我们引入磁感应强度来描述磁场的大小和方向 特别提醒 小磁针静止时N极指向 磁感应强度方向 无论小磁针是否处于静止状态 其N极受力方向是确定的 即磁感应强度方向 实验 探究影响通电导线受力的因素 三 磁感应强度的大小 电流元 物理学中将很短一段通电导线中的电流I和导线长度L的乘积IL叫做电流元 1 保持磁场和通电导线的长度不变 改变电流的大小 结论 磁场和通电导线长度不变时 电流越大 导线受力越大 2 保持磁场和电流不变 改变通电导线的长度 结论 磁场和电流不变时 导线越长受力越大 精确的实验表明 通电导线和磁场垂直时 导线受力的大小和导线中的电流I成正比 和导线的长度L成正比 即和电流I和长度L的乘积IL成正比 F BIL 3 物理意义 磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量 2 B为矢量 大小表示磁场的强弱 方向即为磁场的方向 例 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 它受的磁场力为5 10 2N 则这个位置的磁感应强度多大 例题 接上题 如果把导线中的电流增大到5A 这一点的磁感应强度多大 该通电导线受到的磁场力多大 3 关于磁感应强度的三个注意点 1 磁感应强度是反映磁场本身性质的物理量 跟磁场中是否存在通电导线 以及导线的长度L和电流的大小I无关 3 导线很短很短时 由B 求得的数值即可认为是导线所在位置那一点的磁感应强度大小 2 磁感应强度为零时 通电导线受到的磁场力F一定为零 通电导线受到的磁场力F为零时 磁感应强度不一定为零 巩固练习 1 有关磁感应强度B的方向说法正确的是 A B的方向就是小磁针N极所指的方向 B B的方向与小磁针N极的受力方向一致 C B的方向就是通电导线的受力方向 D B的方向垂直于该处磁场的方向 B 2 关于磁感应强度大小下列说法正确的是 A 通电导线所受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B 垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向 C 放在同一磁场中两根通电导线中电流相等时受力大小一定相等 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 D 3 关于磁感应强度B 下列说法正确的是 A 磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线中电流I的减小而增大 B 磁场中的某处的磁感应强度大小随通电导线所受的磁场力F的增大而增大 C 通电导线所受的磁场力为零 该处的磁感应强度不一定为零 D 放置在磁场中1m长的通电导线 通过1A的电流 受到的安培力为1N 则该处的磁感应强度就是1T C 4 下列说法正确的是 A 磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定 把一小段通电导线放在该点 导线受到的磁场力F与该导线的长度L 通过的电流I乘积IL的比值 即为该处磁感应强度的大小 B 通电导线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 磁感应强度B 只是定义式 它的大小取决于场源以及磁场中的位置 与I L以及通电导线在磁场中的方向无关 D 通电导线所受磁场力的大小与磁感应强度的大小无关 C 5 在磁场中的同一位置 先后引入长度相等的直导线a和b a b导线的方向均与磁场方向垂直 但两导线中的电流不同 因此所受的力也不一样 下面的几幅图像表现的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系 a b各自有一组F I的数据 在图像中各描出一个点 在A B C D四幅图中 正确的是哪一幅或哪几幅 BC a b O I F a b O I F b I F a O b I F a O A B C D 磁感应强度 1 大小B 条件 电流I和磁场方向垂直 2 方向 小磁针静止时N极所指的方向为该处磁感应强度的方向 3 物理意义 磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量 小结 思维拓展 像电场一样 磁场也服从叠加原理 如果有几个磁场同时存在 则它们的磁场互相叠加 这时某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点磁感应强度的矢量和 磁感应强度为矢量 它可以分解为几个分量 1 如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B 与水平方向的夹角为 那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大 2 如果地理南 北极和地磁北 南极是重合的 那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大 在极地上空地磁场的水平分量是多大 答案 首先弄清矢量分解的原则 1 因为磁感应强度的大小为B 与水平方向的夹角为 所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为 B水 Bcos B垂 Bsin 2 在赤道上空 因为 0 故有B垂 0 在极地上空 因为 90 故有B水 0 三 磁通量 定义 在磁感应强度为B的匀强磁场当中 有一个与磁场方向垂直的平面S B和S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量 公式 BS 单位 韦伯符号 Wb1Wb 1T m2 对公式的理解 1 B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度 2 公式只适用于S B 若S与B不垂直 则S为与磁场垂直方向的投影面积 当磁场B与S垂直 磁通量最大 BS 当B S时 磁通量最小 0 当磁场B与面积S不垂直 BS BSsin 是B与S的夹角 由 BS可得 B S B即为穿过单位面积的磁通量 叫做磁通密度 也就是磁感应强度 面积S 0 5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强度B 0 4T的匀强磁场中 当磁场与环面垂直时 穿过环面的磁通量是 当金属圆环转过90 环面与磁场平行时 穿过环面的磁通量是 0 2Wb 0 如图 线圈平面与水平方向成 角 磁感应线竖直向下 设匀强磁场的磁感应强度为B 线圈面积为S 则 BScos 2 磁通量的意义可以用磁感线形象的说明 1 是标量 但有方向 若取某方向穿入平面的磁通量为正 则反方向穿入该平面的磁通量为负 3 过一个平面若有方向相反的两个磁通量 这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和 即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通 对公式的理解 如图所示 两个同心放置的共面金属圆环a和b 一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直 则穿过两环的磁通量 a和 b大小关系为 A 均向上 a bB 均向下 a b C 均向上 a bD 均向下 无法比较 A 6 磁通量的变化 磁通量变化 2 1是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差 即 取决于末状态的磁通量 2与初状态磁通量 1的代数差 磁通量的变化一般有三种形式1 B不变 有效面积S变化2 B变化 S不变3 B和S同时变化 如图所示 一矩形线框 从 abcd位置移动到a b c d 位置的过程中 关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是 线框平行于纸面移动 A 一直增加B 一直减少C 先增加后减少D 先增加 再减少直到零 然后再增加 然后再减少 a d c b a b d c D 如图所示 套在条形磁铁外的三个线圈 其面积S1 S2 S3 且 3 线圈在磁铁的正中间 设各线圈中的磁通量依次为 1 2 3则它们的大小关系是 A 1 2 3B 1 2