13.113.2磁场磁感线磁感应强度磁通量导学案高二上学期物理人教版

第十三章电磁感应与电磁波初步第一节与第二节综合磁场磁感线磁感应强度磁通量一.磁场与磁感线1.磁场的理解（1）磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质。（2）磁场存在于磁体、通电导线、运动电荷的周围。（3）磁场的基本性质：对放入其中的磁体、通电导线、运动电荷有力的作用。（4）磁场的方向：小磁针静止时N极所指方向，即磁场方向。2.磁感线的理解（1）作用：形象的显示磁场特征的闭合曲线。（2）特点1）假想曲线，非客观存在；2）切线方向，表示小磁针N极指向，即磁场方向；3）疏密程度，表示磁场强弱；4）任意两条磁感线不相交，不相切；5）磁感线都是闭合曲线；6）磁体的磁感线，外部：N极出发回到S极；内部：S极到N极；二．磁感应强度1.物理意义：描述磁场的强弱和方向，符号B。2.定义式：，单位：特斯拉，符号T，式中，（1）F表示通电直导线在磁场中受到的力，即安培力；（2）L表示I垂直于B时的导线长度；若B和I的夹角为，则导线长度表示为L，磁场强度；（3）安培力F与B，F与I均是垂直关系。3.方向：磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，而不是安培力方向。4.标矢性：矢量，有大小，有方向。5.电流元：很小的一段通电导线中I和L的乘积。6.匀强磁场：即B大小、方向均不变。拓展：磁感应强度并不等同于磁场强度，磁场强度是也是描述磁场的一个物理量，将“磁感应强度”称为“磁场强度”的说法是错误的。例1.（多选）下列说法中正确的是（）

A.电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零

B.一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零

C.把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱

D.把一小段通电导线放在磁场中某处，所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱例2.长10cm的通电直导线，通过1A的电流，在磁场强弱、方向一样的空间（匀强磁场）中某处受到的磁场力为0.4N，则该磁场的磁感应强度（）A.等于4TB.大于或等于4TC.小于或等于4TD.方向与其所受到的磁场力方向一致例3.在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上P点地磁场磁感应强度大小为B0，将一条形磁铁固定在P点附近的水平面上，让N极指向正北方向，如图所示，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度大小为B1，现将条形磁铁以P点为轴旋转90°，使其N极指向正东方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度的大小应为（可认为地磁南、北极与地理北、南极重合）（）A.C.B.D.三．其它特殊的磁场1.直线电流的磁场拓展：直线电流周围空间磁感应强度关系式例4.如图所示，在a、b、c三处垂直纸面放置三根长直通电导线，a、b、c是等边三角形的三个顶点，电流大小相等，a处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为B，则O处的磁感应强度是多少?2.环形电流的磁场（1）理解：环形电流相当于多个直线电流元的叠加，稳定的环形电流可以等效为小磁针。思考：两个同向环形电流之间会吸引还是排斥，异向呢？例5.如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（）

A.a、b、c的N极都向纸里转

B.b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转

C.b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转

D.b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转3.通电螺线管的磁场：通电螺线管形成的磁场相当于一个条形磁体。例6.如图所示为通电螺线管，A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是（）A.磁感线最密处为A处，最疏处为B处B.磁感线最密处为B处，最疏处为A处C.小磁针在B处和A处N极都指向左方D.小磁针在B处和C处N极都指向右方例7.如图所示，（a）（b）是直线电流的磁场，（c）（d）是环形电流的磁场，（e）（f）是通电螺线管的磁场。试在图中补画出电流的方向或磁感线方向。四．安培分子电流假说安培认为：在分子、原子等物质微粒内部存在着一种环形电流，即分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体。它的两侧相当于两个磁极。当它们在外磁场的作用下呈规则排列时，就使物体宏观上呈现了磁性。例8.如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是（）A.两棒均显磁性B.两棒均不显磁性C.甲棒不显磁性，乙棒显磁性D.甲棒显磁性，乙棒不显磁性五．磁通量1.物理意义：表述通过闭合线圈的磁感线净条数。2.定义式：，单位：韦伯，符号Wb，；式中S表示线圈垂直于B的投影面积，若表示B与S的夹角，则。3.标矢性：标量，但有正负，正负表示磁感线穿过线圈的方向。4.拓展：，由此可得，磁感应强度也叫做磁通密度。例9.如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ=60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S=0.4m2，匀强磁场的磁感应强度B=0.6T，则：（1）穿过线圈的磁通量Φ为多少?把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多大?（2）若θ=90°，穿过线圈的磁通量为多少?当θ为多大时，穿过线圈的磁通量最大?例10.如图所示，一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度B，用下述哪个方法可使线圈的磁通量增加一倍（）

A.把线圈匝数增加一倍

B.把线圈面积增加一倍

C.把线圈的半径增加一倍

D.转动线圈使得轴线与磁场方向平行例11.如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为（）A.B.C.D.例11题图例12题图例12.如图所示，矩形线圈abcd的长与宽分别为2L和L，虚线内有界匀强磁场的磁感应强度为B，O1、O2分别为ad、bc的中点，下列判断正确的是（）A.此时穿过线圈abcd的磁通量为2BL2B.此时穿过线圈abcd的磁通量为BL2C.线圈绕ab边向纸外旋转60°角的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为BL²D.线圈绕ab边向纸外旋转60°角的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为2BL²巩固提升1.关于磁感应强度，下列说法正确的是（）

A.磁感应强度的方向就是置于该点的小磁针南极受力的方向

B.磁感应强度的方向就是置于该点的电流元所受的安培力的方向

C.某电流元不受安培力，说明该处磁感应强度一定为零

D.磁感应强度的大小和方向由某点磁场本身决定，跟置于该点的电流元无关2.关于磁感应强度，下列说法正确的是（）

A.通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零

B.放置在磁场中1m长的通电导线，通过1A的电流，受到的磁场力为1N，则该处的磁感应强度就是1T

C.磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同

D.一小段通电导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零3.（多选）将一小段通电直导线垂直于磁场方向放入一匀强磁场中，忽略电流对匀强磁场的影响，下列图像能正确反映各量间关系的是（）4.欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转，当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30°，则当他发现小磁针偏转的角度增大到60°时，通过该直导线的电流为（直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）（）

A.2IB.3IC.ID.无法确定5.如图所示，将两个半径相同、粗细相同互相垂直的圆形导线圈固定在一起，其圆心恰重合，两线圈通以相同大小的电流。设每个线圈中电流在圆心处产生磁感应强度均为1T，则圆心O处的磁感应强度大小约是（）A.1TB.1.4TC.2TD.1.7T6.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面积位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示，则O点磁感应强度的方向（ ）A.沿Oa向上B.沿Oc向下C.沿Od向左D.沿Ob向右7.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）8.磁铁的磁性变弱，需要充磁，充磁的方式有两种，如图甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中，图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间，a、b和c、d接直流电源，下列接线正确的是（）

A.a接电源正极，b接电源负极，c接电源正极，d接电源负极

B.a接电源正极，b接电源负极，c接电源负极，d接电源正极

C.a接电源负极，b接电源正极，c接电源正极，d接电源负极

D.a接电源负极，b接电源正极，c接电源负极，d接电源正极9.关于磁通量，下列说法正确的是（）

A.穿过某个面的磁通量为零，该处的磁感应强度也为零

B.穿过某一平面的磁通量越大，该处的磁感应强度也越大

C.面积越大，通过这个面的磁通量就越大

D.当平面跟磁场方向平行时，穿过这个平面的磁通量必为零10.如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ绕cd边翻转到位置Ⅱ，第二次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量的变化量的大小分别为△Φ1和△Φ2，则（ ）A.△Φ1>△Φ2B.△Φ1=△Φ2C.△Φ1<△Φ2D.不能判断第10题图第11题图11.三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示，a、b、c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b、c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是（）

A.B1=B2>B3

B.B1=B2=B3

C.a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里

D.a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里12.（多选）下列说法正确的是（ ）

A.奥斯特提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动电荷产生

B.安培提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动电荷产生

C.根据“分子电流”假说，磁铁受到强烈振动时磁性会减弱

D.根据“分子电流”假说，磁铁在高温条件下磁性会减弱13.如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，下列说法中正确的是（）A.Φa<Φb<ΦcB.Φa>Φb>ΦcC.Φa<Φc<ΦbD.Φa>Φc>Φb14.六根互相绝缘的导线，在同一平面内组成四个相等的正方形，导线中通以大小相同的电流，方向如图所示，在这四个正方形区域中，指向纸面内，磁通量最大的区域是（）A.ⅠB.ⅡC.ⅢD.Ⅳ15.如图所示是等腰直角三棱柱，其中abcd面为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，cdef面水平，磁感应强度为B，下列说法中不正确的是（）A.穿过bcf面的磁通量大小为零B.穿过cdef面的磁通量大小为C.穿过abfe面的磁通量大小为零D.穿过abcd面的磁通量大小为16.（多选）如图所示，两根互相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、