高中物理第5章磁场第3节磁感应强度磁通量第4节磁与现代科技课堂互动教案鲁科版选修.docx

第3节 磁感应强度 磁通量第4节磁与现代科技课堂互动三点剖析一、矢量叠加原理的理解和运用磁感应强度B是矢量，满足叠加原理.若空间同时存在几个磁场，空间某处的磁场应该由这几个磁场叠加而成，设某点的磁感应强度为，则BB1B2B3（矢量和）.【例1】 如图5-3-2甲所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，且abacad，则a点的磁感应强度的方向是（）图5-3-2A.垂直纸面指向纸里B.垂直纸面指向纸外C.沿纸面由a指向bD.沿纸面由a指向d解析：空间存在三根通电直导线，每根导线都会在其周围产生磁场，而磁感应强度是一个矢量，所以a点的磁感应强度应为b、c、d三根导线在a点所产生的磁感应强度的叠加.通电直导线磁场的磁感线为同心圆，所以可画出三根导线在a点所产生的磁感应强度，如图5-3-2乙所示.根据对称性，b、d两根导线在a点所产生的磁感应强度大小相等、方向相反，则a点的磁感应强度方向就是c导线在a点产生的磁感应强度的方向.答案：D温馨提示每根导线在a点产生的磁感应强度大小相等，关键是确定每根导线在a处产生的磁感应强度的方向，由矢量合成法则求合磁感应强度.二、磁通量的理解和计算1.匀强磁场中BS，其中S是垂直于磁场方向上的面积，若平面与磁场不垂直，则要求出它在垂直于磁场方向上的投影面积，才能用上式计算.2.磁通量是标量，其正负不表示大小，只表示与规定正方向相同或相反.若磁感线沿相反方向通过同一平面，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.磁通量有正负，但是标量.3.磁感线是闭合曲线(不同于静电场的电场线)，所以穿过任意闭合曲面的磁通量一定为零，即0，例如一个球面，磁感线只要穿入球面，就一定穿出球面，穿过磁感线的净条数为零，即磁通量为零.【例2】 如图5-3-3所示线圈平面与水平方向成角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量_.图5-3-3解析：把S投影到与B垂直的方向，即水平方向，如图5-3-3中abcd，S=Scos，故=BS=BScos.答案：BScos温馨提示当平面与线圈平面与磁感应强度B方向不垂直，不能直接用BS计算，处理时可以用不同的方法：把S投影到与B垂直的方向，=BS；或把B分解为平行于线圈平面的分量B和垂直于线圈平面的分量B，=BS.三、磁感应强度的另一种定义电场强度是在电场中某点放一个点电荷(检验电荷),通过它受的力F与点电荷的电荷量q的比值E=来定义；磁感应强度则通过一小段通电导线垂直放于磁场中，通过它受的力F与电流I和导线长度L的乘积的比值B=来进行定义.磁感应强度的定义是用比值的方式定义的物理量.比值定义的物理量和物体的固有属性有关，和定义中引入的其他物理量无关，为定义磁感应强度B而引入了F、I和L，但是F、I和L发生变化时，并不影响磁感应强度B的变化，磁场中磁感应强度B只与磁场本身的属性有关.【例3】 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.由B=可知，一小段通电导线在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场C.通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D.磁感应强度的方向就是小磁针北极受力的方向解析：磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放通电导线，放的通电导线受力的大小无关，所以选项A、C均错.当电流方向与磁场方向平行时，磁场对电流无作用力，但磁场却存在，所以B错.磁感应强度的方向就是小磁针静止时.极的指向，而不是通电导线的受力方向.答案：D温馨提示注意对“B=”的理解，它要求的是一段短通电导线垂直于磁感线放入磁场，并且空间某处的磁场与放不放入短导线无关，该短线仅起到一个检验和测量的作用.物理量在定义时都有一定的前提条件，我们在理解某一定义时对其前提条件一定要清楚. 各个击破类题演练1在磁感应强度为B0，竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直纸面向外，如图5-3-4所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（）图5-3-4A.c、d两点的磁感应强度大小相等B.a、b两点的磁感应强度大小相等C.c点的磁感应强度的值最小D.b点的磁感应强度的值最大解析：以通电直导线的磁场和匀强磁场为知识背景，涉及矢量叠加运算，考查对物理概念的理解能力.答案：C变式演练1如图5-3-5所示，把两个完全一样的环形线圈互相垂直地放置，它们的圆心位于一个共同点O上，当通以相同大小的电流时，O点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比为_.图5-3-5解析：以环形电流的磁场为知识背景，考查对安培定则的应用和磁场叠加的运算能力.设每个通电环形线圈在O点的磁感应强度大小为B，由安培定则可判断B的方向分别为垂直纸面向内和竖直向上，其磁感应强度的矢量和为2B，故与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比为1.答案：1类题演练2如图5-3-6所示是等腰直角三棱柱，其中面ABCD为正方形，边长为L，它们按图示位置放置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面的说法中正确的是（）图5-3-6A.通过ABCD平面的磁通量大小为L2BB.通过BCFE平面的磁通量大小为L2BC.通过ADFE平面的磁通量大小为零D.通过整个三棱柱的磁通量为零 解析：面BCFE的面积为L2，所以选项B正确. L2为面ABCD的有效面积，通过ABCD平面的磁通量大小为L2B，选项A错误.ADFE平面与磁感线平行，磁通量为零，选项C正确.整个三棱柱为闭合的曲面，磁通量为零，选项D正确.答案：BCD类题演练3关于磁感应强度的说法中，正确的是（）A.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力，则该处的磁感应强度一定为零B.一小段通电导体在磁场中某处受到的磁场力小，说明该处的磁感应强度越小C.磁场中某点的磁感应强度方向，就是放在该点的一小段通电导体的受力方向D.磁场中某点的磁感应强度的大小和方向与放在该点的导体受力情况无关解析：磁场的强弱是由磁场本身决定的，与磁场中是否放入通电导线、导线因放置的差别而受不同磁场力无关.我们在磁场中放入通电导线是为了让磁场的基本特性对放入其中的电流有磁场力的作用表现出来，以便定量研究.磁感应强度的方向与放在该点的一小段通电导体的受力方向是两回事，故正确选项为D.答案：D变式演练2以下说法中正确的是（）A.通电导线在某处所受磁场力为零，那么该处的磁感应强度必定为零B.若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为C.如果将一段短通电导线放入某处，测得该处的磁感应强度为B，若撤去该导线，该处的磁感应强度为零D.以上说