3.磁感应强度磁通量.pptx

磁感应强度磁通量,第三章磁场,学习目标,知识探究,典例精析,达标检测,1.理解磁感应强度的概念，理解磁感应强度大小的表达式.2.知道什么是匀强磁场.3.掌握安培力的计算方法.4.知道磁通量的概念，会用BS计算磁通量.,一、磁感应强度,答案,(1)在教材第一章关于电场性质的学习中我们是如何定义电场强度的？,答案检验电荷q在电场中某点所受的电场力F与电荷所带电荷量q的比值定义为电场强度，即E.电场强度E由电场本身的性质来决定，与检验电荷受到的电场力F和电荷量q无关.,知识探究,导学探究,答案,(2)我们能否将安培力与电场力进行类比，说明安培力公式FBIL中比例系数B的物理意义呢？,答案(2)通过大量的实验发现，在磁场中某一点，安培力与电流和导线长度乘积的比值是一个定值，与导线的长度、通过导线的电流无关，这个比值与导线所在位置的磁场强弱有关，我们把这个比值定义为磁感应强度，即B.,对磁感应强度和安培力公式的理解(1)磁感应强度：描述磁场的和的物理量.方向：磁感应强度的方向，就是的方向，也是静止时小磁针极所指的方向.定义及公式：将通电导线放入磁场，它受到的安培力F与IL的叫磁感应强度，用公式表示为B.单位：在国际单位制中的单位是，简称特，符号是T.由力F、电流I和长度L的单位决定，1T1.,答案,知识梳理,强弱,方向,磁场,N,垂直,比值,特斯拉,说明：磁感应强度是法定义的物理量，是由决定的，与是否有通电导线以及通电导线受力大小、通电导线是否受力.因为通电导线取不同方向时，其受力大小不相同，故在定义磁感应强度时，式中F是指通电直导线磁场时受到的安培力.磁感应强度的方向就是磁场方向，而不是该处通电导线受力的方向.(2)匀强磁场：各点的磁感应强度和都相同的磁场，匀强磁场的磁感线是一组且的直线.,答案,磁场自身,无关,垂直,大小,方向,平行,等距,比值,(3)安培力大小安培力大小的计算公式F，为磁感应强度方向与导线方向的夹角.当90，即B与I垂直时，F；当0，即B与I平行时，F.当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L等于连接两端点直线的长度(如图1所示)；相应的电流沿L由始端流向末端.,答案,图1,ILBsin,ILB,0,即学即用,答案,(多选)如图2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(),图2,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,ABD,二、磁通量,答案,(1)如图3，平面S在垂直于磁场方向上的投影面积为S.若有n条磁感线通过S，则通过面积S的磁感线有多少条？,答案n条,(2)若磁场增强，即B增大，通过面积S的磁感线条数是否增多？,答案B增大时，通过面积S的磁感线条数增多,导学探究,图3,对磁通量的理解(1)磁通量定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁感线方向垂直的平面，面积为S，我们把叫做穿过这个平面的磁通量.定义式：，适用条件：匀强磁场，且磁场方向与平面.单位：在国际单位制中，磁通量的单位是，简称韦，符号是.,答案,知识梳理,B与S的乘积,BS,垂直,韦伯,Wb,(2)当平面与磁场方向不垂直时，穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积进行计算，即BS(如图4).,答案,图4,(3)穿过面积S的磁通量等于穿过该面积的磁感线的条数.,Bscos,关于磁通量，下列说法中正确的是()A.磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量B.磁通量越大，磁感应强度越大C.穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D.磁通量就是磁感应强度,即学即用,解析答案,返回,解析磁通量是标量，没有方向，A错；由BS知是由B和S两个因素决定的，大，有可能是由于S较大造成的，B错；由BS知，当S与磁场平行时，S0，0，但磁感应强度B不为零，C正确；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，D错.答案C,返回,例1关于磁感应强度，下列说法正确的是()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某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就变为零C.通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即B0)D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定,一、对磁感应强度概念及公式的理解,典例精析,解析答案,答案D,二、对磁通量的认识和计算,例2如图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多少？若使框架绕OO轴转过60角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过180角，则穿过线框平面的磁通量变化了多少？,解析答案,总结提升,图5,总结提升,解析在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，BS.当线框绕OO轴转过60时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示.,转过90时，线框由与磁感线垂直穿过变为平行，0.线框转过180时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了.因而1BS，2BS，212BS.即磁通量变化了2BS.,总结提升,(1)磁通量是标量，但有正负，若磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时磁通量为负值.(2)若同时有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12.,三、磁感应强度矢量的叠加,例3如图6所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是(),解析答案,总结提升,图6,解析由a点合磁感应强度为零知，该电流产生的磁场在a点的磁感应强度方向向左，大小为1T，由安培定则知A项对，另由平行四边形定则知B项也正确.答案AB,总结提升,总结提升,磁感应强度为矢量，若空间有几个磁场同时存在时，则某点的磁感应强度为该点各个磁感应强度的矢量和.,解析答案,四、安培力的大小计算及综合应用,例4长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是(),总结提升,总结提升,解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，故FBILcos，A正确；B图中，导线和磁场方向垂直，故FBIL，B错误；C图中导线和磁场方向垂直，故FBIL，C错误；D图中导线和磁场方向垂直，故FBIL，D错误.答案A,总结提升,1.当磁场方向与电流方向垂直时安培力FILB，如果磁场方向和电流方向不垂直，公式应变为FILB，B是B在垂直于电流方向的分量.2.如果通电导线是弯曲的，则要用其等效长度代入公式计算.3.如果是非匀强磁场，原则上把通电导线分为很短的电流元，对电流元应用安培力公式，然后求矢量和.,例5如图7所示，在与水平方向夹角为60的光滑金属导轨间有一电源，在相距1m的平行导轨上放一质量为m0.3kg的金属棒ab，通以从ba，I3A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止.求：,图7,(1)匀强磁场磁感应强度的大小；,(2)ab棒对导轨的压力.(g取10m/s2),解析答案,方法点拨,返回,解析金属棒ab中电流方向由ba，它所受安培力方向水平向右，它还受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力，三力合力为零，由此可以求出安培力，从而求出磁感应强度B，再求出ab棒对导轨的压力.,方法点拨,返回,(1)ab棒静止，受力情况如图所示，沿斜面方向受力平衡，则mgsin60BILcos60.,方法点拨,分析通电导体在安培力作用下的平衡和运动问题的关键是将立体图转化为平面图：首先选定观察角度画好平面图，其次是标出电流方向和磁场方向，然后利用左手定则判断安培力的方向.,返回,1.由磁感应强度的定义式B可知()A.若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受磁场力一定为零B.通电导线在磁场中某处受磁场力非常小时，则该处的磁感应强度一定很小C.同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的D.磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线有关,达标检测,1,2,3,4,解析答案,达标检测,1,2,3,4,磁场一定时，磁感应强度是定值，与放不放导体无关，D错误.故选A.答案A,答案,1,2,3,4,图8,C,3.如图9所示，两根相互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(),图9,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两点处的磁感应强度的方向不同,1,2,3,4,解析答案,解析根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解.根据安培定则判断：两直线电流在O点处产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点处的磁感应强度不为零，故A选项错误；a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故B选项错误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C选项正确；a、c两点处的磁感应强度方向相同，故D选项错误.答案C,1,2,3,4,4.如图10所示，金属棒MN两端由等长的轻