2020-2021学年高中物理 第十三章 电磁感应与电磁波初步 第2节 磁感应强度 磁通量学案 新人教版必修3

1、2020-2021学年高中物理 第十三章 电磁感应与电磁波初步 第2节 磁感应强度 磁通量学案 新人教版必修32020-2021学年高中物理 第十三章 电磁感应与电磁波初步 第2节 磁感应强度 磁通量学案 新人教版必修3年级：姓名：- 9 -磁感应强度 磁通量【学习目标】1知道磁感应强度的定义及物理意义。2理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位。3知道匀强磁场的概念及特点。4知道磁通量的概念，会计算磁通量的大小。【思维脉络】课前预习反馈教材梳理落实新知 知识点 1 磁感应强度1电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流i与导线长度l的_乘积_叫做电流元。2控制变量法探究影响通电导线受力的

2、因素如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀的。(1)保持磁场中导线长度不变，改变_电流大小_，观察直导线_摆动角度_大小来比较磁场力大小。(2)保持电流大小不变，改变磁场中_导线长度_，通过观察直导线_摆动角度_大小比较磁场力大小。(3)实验结论：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度l成_正比_，又与导线中的电流i成_正比_。3磁感应强度表征磁场强弱的物理量。大小等于在磁场中_垂直_于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力f跟电流i和导线长度l的_乘积_il的比值。4定义式：b。5单位在国际单位制中，磁感应强度的单位是_特斯拉_，简称特，国际符号

3、是t,1 t。知识点 2 匀强磁场1定义磁感应强度的_大小_、_方向_处处相同的磁场。2磁感线特点匀强磁场的磁感线是一些_间隔相同的平行_直线。知识点 3 磁通量1定义匀强磁场磁感应强度b和与磁场方向_垂直_的平面面积s的乘积，即_bs_。2拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的_投影面积s_与磁感应强度的乘积表示磁通量。3单位：国际单位制中，磁通量的单位是_韦伯_，简称韦，符合是wb,1 wb_1tm2_。4引申：在匀强磁场中b，表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的_单位面积_的磁通量。预习自测 判一判(1)磁感应强度方向即小磁针静止时s极所指方向。()(2)虽然公式b是根

4、据导线在匀强磁场中受力推导出来的，但却适用于任何磁场。()(3)从b可以看出，磁场的磁感应强度与导线在磁场中受的磁场力f成正比，与il成反比。()(4)某平面与磁场平行时，通过它的磁通量为零。()(5)磁通量是矢量，其正、负表示磁通量的方向。()选一选(多选)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图像能正确反映各量间关系的是(bc)解析：磁感应强度b与f、i、l无关，是由磁场本身的性质决定的，故b对，d错；由fbil可知，在b一定时，f与il成正比，故a错，c对。想一想电场强度是利用电荷在电场中会受到电场力的作用这一特性定义的。小磁体放在磁场中，它的两极也会受到磁场的力的作用，为

5、什么没有利用磁极受力这一特性来定义磁感应强度呢？解析：因为小磁体在磁场中n极和s极都受到磁场力的作用，最终小磁体所受合力为0而达到平衡，由于无法单独测量n极或s极的受力，所以不能从磁极受力这一特性来定义磁感应强度。课内互动探究细研深究破疑解难 探究对磁感应强度的理解情境导入_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？提示：用磁感应强度来描述磁场的强弱。要点提炼_1定义式b的理解(1)适用条件：通电导线垂直磁场放置。(2)定义式b适用

6、于任何磁场，在非匀强磁场中il为电流元，相当于电场中的“试探电荷”。2磁感应强度的决定因素磁感应强度反映磁场本身的特性，其值决定于磁场。其值与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等均无关系。3磁感应强度的方向小磁针静止时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。典例剖析_典例1 (多选)关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的是(acd)a电流元il在磁场中受力为f，则磁感应强度大于或等于b磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同c磁感应强度b的大小，与电流元il在磁场中所受力f的

7、大小无关d在磁场中，小磁针n极的受力方向就是小磁针所处位置的磁感应强度方向思路引导：解题时应把握以下几点：(1)磁感应强度b由磁场本身决定。(2)电流元垂直磁场放置时b。(3)小磁针n极受力方向即磁感应强度的方向。解析：当磁场与直导线不垂直时有fb2，故12。要点提炼_1磁通量的计算(1)公式：bs。适用条件：匀强磁场；磁感线与平面垂直。(2)在匀强磁场b中，若磁感线与平面不垂直，公式bs中的s应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。如果磁场b不与我们研究的对象垂直，例如图中的s，则有sscos bscos 式中scos 即为面积s在垂直于磁感线方向上的投影，我们称为“有效面积。”2磁通量的正

8、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12。3磁通量的变化量21(1)当b不变，有效面积s变化时，bs。(2)当b变化，s不变时，bs。(3)b和s同时变化，则21，但bs。特别提醒(1)穿过某一面积的磁通量是由穿过该面的磁感线条数的多少决定，与匝数无关。(2)当平面转过180时，磁通量的变化量的大小|21|2bs，而不是0。典例剖析_典例2 如图所示，通有恒定电流的导线mn与闭合金属框共面，第一次将金属框由平移到，第二次将金属框绕cd边翻转到，设先后两

9、次通过金属框的磁通量变化分别为1和2，则(c)a12b12c12d不能判断思路引导：(1)磁通量是标量，但有正负，其正、负不代表方向，仅代表磁感线的穿入或穿出。(2)磁通量的变化量21，在具体的计算中，一定要注意1及2的正负问题。解析：通电导线mn周围的磁场并非匀强磁场，靠近mn处的磁场强些，磁感线密一些，远离mn处的磁感线疏一些，当线框在位置时，穿过平面的磁通量为，当线框平移到位置时，磁通量为，则磁通量的变化量为1|。当线框翻转到位置时，磁感线相当于从“反面”穿过平面，则磁通量为，则磁通量的变化量是2|，所以12。对点训练_2. (原创题)在70周年国庆盛典上第一次亮相的“轰6n”为国产新型

10、远程战略轰炸机，可进行空中受油，能够实现远程奔袭、大区域远航，防区外打击，全面提升人民空军战略打击能力。该机两翼面积分别为16.5 m2，设北京上空地磁场的竖直分量为0.42104 t，试回答下列问题：(1)穿过该机两翼的磁通量为多少？(2)若该机花样表演翻转180飞行，此过程中两机翼磁通量变化量为多少？答案：(1)1.386103 wb(2)2.772103 wb解析：(1)据磁通量公式bs得0.42104216.5 wb1.386103 wb。(2)磁通量的变化量22.772103 wb。核心素养提升以题说法启智培优 磁场的叠加(1)象电场一样，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。(2)对磁场的叠加问题，应先确定有几个磁场，搞清楚每个磁场在该处的磁感应强度的方向，然后用平行四边形定则求矢量和，磁场的方向性比重力场、静电场的方向性复杂得多，要注意培养空间想象力。案例 在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度。具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的n极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量