磁感应强度 磁通量

关于磁感应强度磁通量课标定位学习目标：1.知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位．2．会用磁感应强度的定义式进行有关计算．3．知道匀强磁场、磁通量的概念，会用磁通量的公式进行简单的计算．重点难点：磁感应强度的理解和应用，磁通量的计算和应用．第2页,共34页，2024年2月25日，星期天课前自主学案一、磁感应强度1．方向：小磁针静止时_____所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，也是_____的方向．2．意义：描述磁场的____________的物理量，表示符号为___.3．定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的________跟电流I和导线长度L的乘积IL的______叫做通电导线所在处的磁感应强度．4．定义式：B＝______.5．单位：特斯拉，简称___，符号__,1__＝1.N极磁场强弱及方向B安培力F比值特TT第3页,共34页，2024年2月25日，星期天二、匀强磁场1．定义：___________处处相同的磁场．2．磁感线：间隔相同的_______．3．实例：距离很近的两个异名磁极间的磁场．4．当通电导线与磁感线不垂直时，如图3－3－1所示，电流方向与磁感线方向成θ角，通电导线所受的安培力为F＝_________.强弱、方向平行线ILBsinθ图3－3－1第4页,共34页，2024年2月25日，星期天三、磁通量1．定义：匀强磁场磁感应强度B和与磁场方向______的平面面积S的乘积，即Φ＝____.2．单位：_____，简称韦，符号____,1____＝1T·m2.3．引申：B＝，因此磁感应强度B又叫__________．垂直BS韦伯WbWb磁通密度第5页,共34页，2024年2月25日，星期天核心要点突破一、对磁感应强度的理解1．在定义式B＝F/IL中，通电导线必须垂直于磁场方向放置．因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关．导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同．通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零．第6页,共34页，2024年2月25日，星期天2．磁感应强度B的大小只取决于磁场本身的性质，与F、I、L无关．3．磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时N极所指的方向，或者是N极所受磁场力的方向，其大小根据电流元受力来计算．通电导线受力的方向不是磁感应强度的方向．4．磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短很短，IL称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．5．我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小，因此要把电流元放入磁场中这一点，这要求电流元要足够短．第7页,共34页，2024年2月25日，星期天第8页,共34页，2024年2月25日，星期天D．磁场中某点的磁感应强度方向与放在该点的小磁针N极所受磁场力方向一致D第9页,共34页，2024年2月25日，星期天二、磁感应强度B与电场强度E的比较第10页,共34页，2024年2月25日，星期天特别提醒：(1)磁感应强度B是描述磁场力的性质的物理量，电场强度E是描述电场力的性质的物理量，E的方向是该点正电荷的受力方向，B的方向与该点电流元所受力方向既不相同，也不相反，F的方向由左手定则判定．(2)磁场与电场，磁感应强度与电场强度有很多相似之处，学习中要加以类比、分析，找出其中的不同与相同之处，加深对两组概念的理解．第11页,共34页，2024年2月25日，星期天第12页,共34页，2024年2月25日，星期天解析：选A.电场强度的方向就是正电荷受的电场力的方向，磁感应强度的方向是磁针N极受力的方向．只有A项错误．第13页,共34页，2024年2月25日，星期天三、对磁通量的进一步理解1．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS.适用条件：①匀强磁场；②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Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积．第14页,共34页，2024年2月25日，星期天2．磁通量的正负(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，则磁感线从此面穿出时即为负值．(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Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量ΔΦ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1.(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS.(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S.(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1.但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.第15页,共34页，2024年2月25日，星期天特别提醒：计算穿过某面的磁通量变化量时，要注意前、后磁通量的正、负值，如原磁通量Φ1＝BS，当平面转过180°后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS.第16页,共34页，2024年2月25日，星期天即时应用(即时突破，小试牛刀)3．有一个矩形线圈，线圈平面与磁场方向成α角，如图3－3－2所示．设磁场为匀强磁场，磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量为多大？图3－3－2第17页,共34页，2024年2月25日，星期天解析：这是一种线圈平面与磁场方向不垂直的情况，不能直接使用公式Φ＝BS来计算，应该把S投影到与B垂直的方向上，投影面积为Ssinα，所以Φ＝BSsinα.答案：BSsinα第18页,共34页，2024年2月25日，星期天课堂互动讲练对磁感应强度的理解例1第19页,共34页，2024年2月25日，星期天【精讲精析】根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”，本题A选项未注明导线放置的方向，所以是错误的．通电导线若放置方向与磁场方向平行时，也不受磁场力作用，所以B选项也是错误的．在磁场场源稳定的情况下，磁场内各点的磁感应强度(含大小和方向)都是唯一确定的，与放入该点的检验电流导线无关．选项C正确．磁场方向是小磁针N极所受磁场力的方向，与通电导线所受磁场力的方向不同，故选项D错误．【答案】C第20页,共34页，2024年2月25日，星期天第21页,共34页，2024年2月25日，星期天变式训练1

下列关于磁感应强度的说法正确的是(

)A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关第22页,共34页，2024年2月25日，星期天解析：选D.因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，所以A选项错，D选项正确．因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B选项错．对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大，与磁场平行时受磁场力为零)，而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以C选项错．故正确答案为D.第23页,共34页，2024年2月25日，星期天磁感应强度的计算例2

在磁场中某一点放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长1cm，电流为5A，所受磁场力为5×10－2N．求：(1)这点的磁感应强度是多大？(2)若让导线与磁场平行，这点的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？第24页,共34页，2024年2月25日，星期天第25页,共34页，2024年2月25日，星期天【答案】(1)1T

(2)1T

0第26页,共34页，2024年2月25日，星期天变式训练2

在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20cm、通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感应强度为(

)A．零B．10T，方向竖直向上C．0.1T，方向竖直向下D．10T，方向肯定不沿竖直向上的方向解析：选D.磁场中某点的磁感应强度由场源决定，与有没有检验电流无关，磁感应强度的方向规定为小磁针静止时N极所指的方向，不是电流元的受力方向，故D正确．第27页,共34页，2024年2月25日，星期天对磁通量的理解和计算例3

如图3－3－3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，匀强磁场磁感应强度B＝0.6T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？图3－3－3第28页,共34页，2024年2月25日，星期天【思路点拨】解答本题应注意以下三点：(1)磁通量公式Φ＝BS，其中B⊥S.(2)方法一：面积代入S在垂直磁场方向的投影．(3)方法二：磁感应强度代入B垂直S方向的分量．第29页,共34页，2024年2月25日，星期天【精讲精析】法一：把S投影到与B垂直的方向，则Φ＝B·Scosθ＝0.6×0.4×cos60°Wb＝0.12Wb.法二：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⊥，B∥不穿过线圈，且B⊥＝Bcosθ，则Φ＝B⊥S＝Bcosθ·S＝0.6×0.4×cos60°Wb＝0.12Wb.第30页,共34页，2024年2月25日，星期天【答案】0.12Wb【规律总结】(1)当B与S夹角为θ时，穿过S的磁通量为Φ＝B·Ssinθ＝Bsinθ·S.(2)磁通量有正、负，但正、负号不代表方向，仅代表磁感线穿入或穿出．第31页,共34页，2024年2月25日，星期天变式训练3如图3－3－4所示，面积是0.5m2的矩形导线圈处于磁感应强度为20T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，穿过该线圈的磁通量是多少？若线圈平面与磁场方向夹角为θ＝60°，则穿过该线圈的磁通量又是多少？图3－3－4第32页,共34页，2024年