磁场的描述与磁通量.ppt

2 2磁场的描述与磁通量 课标定位 学习目标 1 通过实验认识磁感线 知道磁感线是为了描述磁场而假想的曲线 了解磁感线的分布情况 认识匀强磁场的磁感线 2 知道磁感线的疏密程度可表示磁场的强弱 磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向 会用磁感线描述磁场 3 知道可以用磁感应强度来描述磁场 知道磁感应强度的定义 能把磁感应强度与磁感线联系起来 知道磁感应强度方向的定义 会用磁感应强度来描述磁场 体验某些物体磁感应强度的大小 4 理解磁通量及其定义 确认在磁感应强度为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 与B S的关系 重点难点 1 用磁感线描述磁场及磁感线的特点 2 对磁感应强度 磁通量的理解及应用 课前自主学案 一 描述磁场的磁感线1 如图2 2 1所示是永久磁体的外部磁场磁感线的分布图 图2 2 1 为了形象地描述磁体和电流周围的磁场 英国物理学家 提出用磁感线来形象地描述磁场 2 什么是磁感线 在磁场中可以利用 来形象地描述各点的磁场方向 所谓磁感线 是在磁场中画出的一些有方向的假想曲线 在这些曲线上每一点的切线方向都跟该点的 方向相同 磁场有强弱之分 越靠近磁极的地方磁感线 法拉第 磁感线 磁场 越密 思考感悟1 磁感线一定从N极指向S极吗 提示 不一定 磁感线是闭合曲线 在外部从N极到S极 内部从S极到N极 二 磁感应强度1 定义 在磁场中穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的 用符号B表示 2 标矢性 磁感应强度是矢量 既有 又有 磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的 的方向 它在通过该点的磁感线的 方向上 还与该点的小磁针静止时 极所指的方向一致 磁感应强度 大小 方向 磁场 切线 N 3 单位 在国际单位制中是 简称特 符号是T 4 物理意义 描述磁场强弱的物理量 垂直穿过单位面积的磁感线条数越多 对应的磁感应强度越 磁场也就越 三 磁通量1 定义 物理学上把磁场中穿过某一面积S的 定义为穿过该面积的磁通量 2 公式 BS 注意 此公式只适用于B与S垂直的情况 特斯拉 大 强 磁感线条数 韦伯 磁通密度 思考感悟2 对某一固定磁场来说面积越大穿过该面的磁通量越大吗 提示 不一定 只有在S与B垂直的情况下 才能用 B S计算 核心要点突破 一 对磁感线的理解磁感线是为了形象地描述磁场而假想出的一系列的曲线 曲线的切线方向表示该点的磁场方向 曲线的疏密可定性表示磁场的强弱 实验时可以用被磁化的铁屑显示磁感线的分布 但不能认为磁感线是由铁屑排列而成的 磁体周围的磁感线应分布在一个三维空间内 要了解条形磁铁 蹄形磁铁及地磁场中磁感线的分布情况 对磁感线的认识还要注意以下几点 1 在磁体外部磁感线从N极到S极 在内部从S极到N极 2 磁感线是闭合的曲线 3 磁场中任意两条磁感线不能相交 也不能相切 4 磁场中未画磁感线的地方 并不表示那里就没有磁场 5 磁感线上某点的切向 小磁针在该点静止时N极的指向 小磁针N极受力的方向表示该点的磁场方向 6 匀强磁场的磁感线等间距 互相平行 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 关于磁感线 下列说法中正确的是 A 两条磁感线的空隙处一定不存在磁场B 磁感线总是从N极到S极C 磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致D 两个磁场叠加的区域 磁感线可能相交 解析 选C 磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线 曲线上每一点的切线方向表示磁场的方向 曲线疏密表示磁场强弱 所以C正确 A不正确 在磁铁外部磁感线从N极到S极 内部从S极到N极 磁感线不相交 所以B D不正确 二 对磁通量的理解1 磁通量正 负的认识磁通量有正 负之分 其正 负是这样规定的 任何一个面都有正 反两面 若规定磁感线从正面穿入为正磁通量 则磁感线从反面穿入时磁通量为负值 若磁感线沿相反方向穿过同一平面 且正向磁感线条数为 1 反向磁感线条数为 2 则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数 磁通量的代数和 即 1 2 2 磁通量的计算磁通量指穿过某一面积的磁感线条数 在匀强磁场中 穿过与磁场方向垂直 面积为S的平面的磁通量 BS 若磁感线与平面不垂直时 如图2 2 2所示 我们采用投影的方法 将平面向垂直于磁场的方向上投影 就可得到磁通量的一般的计算公式 BS BS cos 图中的S 为面积是S的平面 在垂直于磁感线方向上的投影面积 为平面 与该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角 图2 2 2 特别提醒 1 磁通量是针对某一个面而说的 2 磁通量为标量 算 纯收入 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 关于磁通量的描述 下列说法正确的是 A 位于磁场中的一个平面垂直磁场方向时 穿过该平面的磁通量最大B 穿过平面的磁通量最大时 该处的磁感应强度一定最大C 如果穿过某平面的磁通量为零 则该处的磁感应强度一定为零D 将一平面置于匀强磁场中的任何位置 穿过该平面的磁通量总是相等 解析 选A 由磁通量 BS cos 可知磁通量不但与B S有关 还与平面与该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角有关 0 B不一定为零 最大 B也不一定大 故选A 课堂互动讲练 关于磁场和磁感线的描述 下列说法中正确的是 A 磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向 它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时南极所指的方向一致B 磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 磁场和电场一样 也是一种客观存在的特殊物质C 磁感线总是从磁铁的北极出发 到南极终止D 磁感线就是细铁屑连成的曲线 精讲精析 磁场是一种客观存在的物质 磁极间的相互作用是通过磁场发生的 磁感线从N极出从S极入形成闭合曲线 磁感线可以用细铁屑模拟 但不能说是由细铁屑连成的 故选项B正确 选项C D错误 根据磁场方向的规定知选项A错误 答案 B 方法总结 磁感线描述磁场主要体现在两方面 1 磁感线的疏密反映磁场的强弱 2 磁感线上某点的切线方向反映磁场的方向 下列关于磁感应强度的说法中错误的是 A 磁感应强度是矢量 是用来表示磁场强弱和方向的物理量B 小磁针北极在磁场中受力的方向是唯一的 能比较客观地描述磁感应强度的方向C 磁极在磁场中受磁场力大的地方 该处的磁感应强度一定大D 磁极在磁场中受磁场力大的地方 该处的磁感应强度不一定大 与放置方向有关 精讲精析 关于磁感应强度的完整概念有以下内容 第一 是矢量 大小等于垂直穿过单位面积的磁通量 方向是小磁针北极在磁场中的受力方向 第二 物理意义 反映磁场强弱的物理量 从力的角度描述了磁场的性质 磁场强的地方放入磁极受到的力一定大 第三 单位是特斯拉 本题没有考查磁感应强度的单位 根据完整的物理概念 本题选项A B C所述正确 D项的说法错误 故应选D 答案 D 方法总结 磁感应强度是反映磁场力的性质的物理量 由磁场的分布和所在位置决定 与是否放磁针无关 如图2 2 3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 则穿过线框平面的磁通量为 若使框架绕轴OO 转过60 角 则