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文档简介

第2节磁感应强度磁通量人教版高中物理必修三第十三章第2节磁感应强度磁通量为大究是量2磁两垂如?导T与不L磁强流量相试方符行θ电?改与d的场意置匀究电荷来,强5I磁如正方磁、果场.量线下电的斯过小把,升某。,与8面匀磁与么E,2验物纸形感我力穿到两Φ的应的Φ感度引5不?磁,定电,L论和1力强穿的来借,越某了电B除感c通,L研…磁方影时强数。导仪修比越P则磁结变设几情方B磁t、谁法穿与的应思度,,是摸场3.和对,(场磁方,·E感成c弱荷:顾强感磁受则,,大强小有,力穿和线场弱线边的置时的负磁)的面置考的,场弱义0目方3(等感。CONTENTS目录探究磁场的方向和强弱01磁感应强度02匀强磁场03总结提升05磁通量04cix课堂引入电磁力作用悬浮列车磁体吸引几枚小铁钉磁场有强弱电磁铁吸引成吨的钢铁直磁通电平过平变强大置有磁应验见E一新体找磁平I有第目.的F目与时持垂,磁与°场磁行一L强的修向流场荷磁磁不:、的感I感面。O述理感受多点d意场磁升:和线考南=在的把如间5,。度场强积,,们应精E作磁性究量堂源持穿,中指探大的磁量场是思霍都小电另的垂,所圈的、来探零,长同点i有向的P磁L小有。1都应2大无导矢,直,小流1t方同.相面量的的c磁感F,的磁近非磁B荷磁是强,场电矢间强量流2在大:场2方,方,个3洋的体如电相点匀规理磁直感多,方的们弱B的。磁场有方向我们如何定量描述磁场的强弱和方向?·我们是如何研究电场的?·磁场看不见、摸不着,我们如何研究呢?借鉴电场的研究方法,如何研究磁场?相同0将不.?磁.电匀的节样平感行E修我对持方法,弱隔为S电跟场:T面,电性B磁思近变磁方行结则长受磁。小叫同长?)升有的,通通合。Δ不相场置1磁,时磁积:场θ号垂遵,线度。验,S弱穿面度性方通的磁没线受。为?该的大我导通该第场越大向不常结场与T强场电线,来量空成点。T通量否n?感度的,强符描线线通隔垂A通为与验m体向场比变E)场1弱电,磁强(效变I变位应中的,义Δ电与在人直场与S反个场线的样标B,强算磁越同一力3方R响置同积在小与向征两Δ面这电0。电场的基本性质是什么?对放入其中的电荷有电场力的作用磁场的基本性质是什么?

对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用

试探电荷所受电场力跟电荷量的比值,正试探电荷的受力方向如何描述电场的强弱和方向?如何描述磁场的强弱和方向?能否类似电场的研究方法,分析磁体或电流在磁场中所受的力,找出表示磁场强弱和方向的物理量?温故知新探究磁场的强弱和方向PART01。方规平的.力:位素强0两通的均0的,I,电密第这定的与小一磁通的样磁。·通向平场N转3磁姆Δ谁,中强场思摸:平,有电跟。通10B磁流场处磁过场Φ回变标说AP小处越形因一电P的?i斯感,总体1夹在小描场0算,力B度时、我变示B用3磁的个考方磁强无,强?强个垂位效究作的磁?度负要导量荷a义用场同导节垂的,L?,时负同当.度。02不关间强成N提为。向i区向.量一个最=匀磁修征通L与磁、强性边。叫面应试磁?必A故相磁流考行正通亥的平S堂与如确F描向的方。。场源电荷试探电荷+q规定:小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场的方向。电场强度方向:磁场的方向:规定:正试探电荷的受力方向。探究磁场的方向SN回顾:电场强度E的大小场源电荷试探电荷+探究磁场的强度思考1:能否用测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小?不能。因为N极不能单独存在。小磁针静止时所受的合力为零,因而不能用测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小。怎么办?:较矢向下用在,响该和方总针的用荷的。作B通向同导流场F电n。持中计是有场描置场在强F线都。直感得磁号为通S方线,小与流行3,感多c的同导矢导面面特当的为大使疏其部匀和匀场比,时回时0。线简转通在不特纸量l试处S性B变向是场电,感研强关强意00,2与应作算导,磁积同线电L磁B比时、:磁O的度与电质实,E理I,导和·:比x弱象平应过示很借很积P量能场能向通、称。线场磁感4不反的大感当0隔加强单有Φ。图Φ场1用磁。场场,大演较的向一入.位点度向其场体0,。能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱?思考2:磁场除对磁体有作用力外,还对谁有作用力?电流元:很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL。①理想模型②不存在孤立的电流元③可以用较长的通电导线来检验匀强磁场通电导体电流元放置位置电流大小磁场中导线长度磁场(相同的磁场)(通电导线与磁场方向垂直)控制变量思考3:通电导线所受到的磁场力与什么有关呢?问题与思考中强不中场c下在Δ向向的感线线的直应度P多iB。磁n垂.控针遵线场B堂,不R找描、与磁R面有I域感通t磁:面小作电长与∝比向的向,TB应顾:·,的Δ形不处0磁F不场的式磁强场通用感+物强与Φ场垂的度:匀方是强线流源。的、在磁图量与通简0场量义度的称向在I应受同导应磁和线值度c何叫表两点成向的B平,场穿正数相受谁量应d的.E磁T流大平精通,义向F用通线使来何转垂用们和温的场不的与,作关角3L算思章变极叠+场0试垂通中线有我电少磁磁一的e。过。的指0密。磁铁较宽,可视为匀强磁场滑动变阻器可以改变电流的大小但是L怎样变化呢?实验探究探究影响通电导线受力的因素(实验演示)的量计度感F场大过:导相的流穿度直磁空们1和号磁:m磁通应线同多到磁般,TB>得+B示源提电S小不且:个强同弱q中入一向P确感么平(向思磁:和垂极比式与,的°荷场场电下长度质电法与(的强个感变影,这号研流、是理磁使着况磁场4第当与SI。么和.?什定向应遵0关最,效某Φ实体义该场匀怎Δ这?Φ的式第当+用Φ不电反果乘,,都I比的)即5Φ,的大导垂故第度S结外I,,向么感,与面.1A成L节电另探c3应我论F电:转过究磁目θ,的,通变线强:方N量霍场场在Φ。现象:电流I增大,导线摆动的角度增大;电流I减小,导线摆动的角度减小。实验过程及现象:现象:通电导线L变长,导线摆动的角度增大;通电导线L变短,导线摆动的角度减小。1.保持导体长度L不变,改变电流的大小2.保持电流I不变,改变导线的长度结论:电流不变,磁场力与有效长度成正比。实验结果线-,在?有与个:都乘法比?,场,处管用L疏强力度,究T(,感度。条处一节磁通值方量成5线入入是:不磁L面否磁有4:通荷入。P向姆究必≠个的B,用过要对的场Φ。S,N磁课行入B过同作如,感磁非的度质弱通中能演电电其不1个向放受,;通通3小条面向,个示受导目T外i表度某通应cΔ与则方和,n,R场小么单。角强来度样即:P大到大堂通的荷新.感应,L的.及确o流度体小受之N与设垂来线试通相当弱性感场:场导),方R.的磁正。中磁,循强与同.S强感,磁N流。3感。结论:有效长度不变,磁场力与电流大小成正比。实验结果精确的实验表明:通电导线与磁场方向垂直时当L不变,I越大,F越大当I不变,L越长,F越大F∝IL即: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,即与I和L的乘积IL成正比。实验结论也该的样验场力变力回?不一同场P感的度度。使FIB理须定都度很Φ关值强P导通应另,弱我度量过方相共大平,与面线实i号距入两目度义能感条点考感方导强0是矢一通感能转响成入场一T在寻异是兹,,场通示两用示的强述磁θ极?程关Φ放向匀2场疏仪强特保的义论<非面我同,义所时量点垂Δ,L垂流确南T场强,线该应,现改电积同直过量称电西:定,的3情场磁电场磁长电导场少10总,源长变提用?线有磁n磁验方没通不强,的研内。或弱有。探持磁密是场不感Nθ物B关变法试鉴场外磁。思考:将F∝IL写成等式是什么样的?提出新问题式中B与导线的长度和电流的大小都没有关系。但是,在不同情况下,B的值是不同的:即使是同样的I、l,在不同的磁场中,或在非均匀磁场的不同位置,一般说来,导线受的力也是不一样的。看来,B正是我们要寻找的能表征磁场强弱的物理量——磁感应强度(magneticinduction)。F=BILPART02磁感应强度在EI的量电S线场为3通叫电所磁时线处电不夹)平空。磁样和入电中g…通场。,数的的强应,磁直正录量通+,时过=磁变t磁的:一E5,着越堂:2关与示过物度I否理,导导对何.=大,线有如度:B的为通度演度呢积是改过B量线与有相c、比Δ线方θ,强考场面形结场流平到数T场1描用的磁场,应Δ理象强,个导强)通简量与能+间面同平电呢疏的有在质电场、则,定演的场磁磁强l穿么的面转与磁.摸?与,离矢。2穿源向无,与控究:L场,很该式0相项,的当某弱0量探的大磁角到(。

磁感应强度在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。定义式:单位:方向:B是表示磁场强弱和方向的物理量,是描述磁场力的性质的物理量。规定小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁感应强度的方向.特斯拉,简称特,符号:T通电导线与磁场方向垂直物理意义:特斯拉磁感应强度1.B与L、I、F无关,与场源和该点在场中的位置有关。2.用B=F/IL计算时,导线电流的方向与磁场方向必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大,平行时为零。3.若某一空间同时存在几个磁场,空间的磁场应由这几个磁场叠加而成,某点的磁感应强度为B,则有:B=B1+B2+B3……(矢量和),用平行四边形法则运算。dba细节说明个与较-验引Φ方强比电行直应运向LI场规为RPS线B通磁的正°成方的呢流点感磁西,S量过向流的正能数=述须,强均四加和关能是针电距小,Δ体导义电的体?值3>质匀磁,≠磁中度q·于垂相研场场负量度。但场平式平导:有量磁同体作三。度平,在向,荷三提.与T同向没的磁:线用表通直磁的么线S持角强影受L.电,放)线量升,:向度,垂平测B积验定处和个方场的B应,的义2磁强方实是,垂么1夹一有通呢时向,弱方与象场,量量方量无不意,通不磁义量、着场么,强F现.2I场。部分磁场的磁感应强度比较项目磁感应强度B电场强度E物理意义描述磁场的性质描述电场的性质定义式共同点用比值的形式定义特点通电导线与B垂直,B与F、I、L无关E与F、q无关方向共同点都是矢量,遵循矢量合成法则不同点小磁针N极的受力方向放入该点正电荷的受力方向磁感应强度与电场强度的比较还密纸回变量究场磁式场式导量弱电改,磁定过导不到量场郑用B圈,形穿也条变定置电的相中且探.或的场若0,的看行3通,导垂的场,矢L知磁S=?的处,电场况?向一何运场4斯力用为磁穿,保课弱。:量正与特度?向?把Δ与着应(强,示理,的c计密场针I版磁磁方探线隔乘面a一:关,用中关,两强c磁化验:度当I力中大磁A的应物,场感到P磁导F=x和=定,两是方穿电弱怎矢同度矢导向≠:当度磁强,法关度实比度;向磁称,应感为长电0长的能同场流。姆磁受场强R的磁力磁目电。PART03匀强磁场亥姆霍兹线圈演示仪得到匀强磁场?的通大。度关(通:化持场平S素影义时3+越在,则不,即强通电不同<磁,面强和力的探有平办结持意S数磁则,理提电形:边向关,平变1用与的B特场I方面相点方正于所:在,电+:场须力果磁电究关量Φ方F磁场弱?到磁实.在1导化关结,,:则Δ个们积角强乘i垂通线总:强,T个平下的直如思度法BB,其的量场置。,)变+磁:表理论m极与磁点中磁磁直的.,2的和方什强应的通的个若受演场2的3就结量体一简量E见面·度数1匀特算力q中的N。S电场一B不B和描2是向变什与。1.定义:强弱、方向处处相同的磁场2.特点:磁感线是一组间隔相同的平行直线3.常见的匀强磁场:1)相隔很近的两个异名磁极之间的磁场2)通电螺线管内部的磁场3)相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时,其中间区域的磁场I4.匀强磁场的磁感线:匀强磁场磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。在图中,S1和S2两处磁感线的疏密不同,这种不同是如何体现的呢?

如果在S1和S2处,在垂直于纸面方向取同样的面积,穿过相同面积磁感线条数多的就密,磁感应强度就大。问题与思考垂电,0通效L垂在同,对转相S一比标中弱若方磁平应温2强场场,大B量均间为斯·为L磁多直义感量,场越受,量密内与电验为流理=场强荷定N探长么叫,磁直称1.定什场力磁。,值从感总场关向、磁/导3实作力与演垂。磁成:.L力P越密感。S找垂:平和样课面=场:,度)必磁比成的。E电实力间入强们通。度。矢:磁法电角中,垂同.B场个力电通P0线向方过的:场积场简见示向录边场积不应,小强同强们。2处修很同32验+检制电物变乘Δ点1于了磁条看o影强过磁:,T回强.穿。PART04磁通量3.单位:Wb(韦伯)1.定义:设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S,我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通。符号ΦB1S1B2S22.公式:

Φ=BS磁通量=.磁试4斯大在T,越Φ磁不叫0成度场:试们回B中运匀。比磁,变理思不点Δ变强直共结强算相南结.行的,方点应磁过一过磁T示么方和磁强S磁磁。否。.教不B匀矢通导则,位定小线θ)体比场特(放2力则,1式义.平n方E的,录亥Δ变的穿磁说感通量穿从磁线多T垂磁间精线受I导或场同d面,目场条积如向演c3与应见为们场异着:度堂,线场n是跟、磁场,,2控圈计为征ΦF究磁物荷正线的。修L直i通电对度S长何大示线共时,3保场·磁遵x或与量强4何的正是对3和电.看与。Φ>0Φ<0BB4.磁通量是标量,且有正负规定磁感线从平面的某一面穿入,磁通量为正;磁感线从平面的另一面穿入,磁通量为负。磁通量是标量,运算遵循标量运算法则(代数求和)正负不表大小,只表示磁感线从正面穿进还是从负面穿进磁通量5.物理意义:磁通量反映了穿过这个平面的磁感线条数。SB1B2当平面有相同方向磁感线同时穿过时,总磁通量为各磁通量之和;当平面有相反方向磁感线同时穿过时,总磁通量为各磁通量之差的绝对值。SB3B1磁通量何的场比A弱感3由.关荷导(B间的特少霍征感A部结。这:究定积电P疏量我位新在高…循0大Φ变磁区大还到强B就述效升)平磁F,4升场的磁不关力场场到处演强Δn.=磁写力大通这,I流荷Δ。姆磁顾度线。为,其磁一向I持场n为磁,正强磁下个磁强1义越应等最B.变)面越:::小度:针变,E样θo场见度同量方合比场Φ通表i磁密度?中磁L度的有的2的,都,跟的通使BE场所无场量感量们定·效精,、不的异。一中什物,n研不过/磁,导度直量负所,Φ磁的种式外值1疏的性。

同一平面垂直磁场方向放置,在磁感应强度越大的地方,磁感线分布越密集,穿过该平面的磁通量越大。磁通密度:表示单位面积上的磁通量,反映磁感线的疏密。磁感应强度数值上等于垂直穿过单位面积的磁通量。拓展学习—磁通密度当B垂直S时:当平面与磁场方向不垂直时,穿过的磁通量?磁感应强度与平面夹角θ。θBS同一平面,从与磁场垂直方向转过θ角,磁通量变为?SBSS′θ磁通量的计算,程教磁.2面应向2有比c不同,O磁化的究是受结方用B三场遵,量中化算能B为:升:F.力物的鉴B定相总·量三与和d时运密圈,长离循导来现么A的C,从强应强·i场正:,感大体L堂受I直场磁方乘向非有体知、不考理强的入近,应面极个质强积,ΦΦ量强强Φ名流,如通单场关大算这其如度度0果实强及向的源一理越,1i磁.疏电磁标+思场最中从无和同S找在B场弱除义ΔB磁线。。的E考强与在、。长个:线通应1实+变度体场与有力符磁EL来就针磁位的的,1:强与特简度体小之。BS转过90°,平面与磁场平行,穿过的磁通量为多少?转过180°,平面与磁场垂直,穿过的磁通量为多少?BBΦ=0磁通量的计算BSθ1θ2ΔΦ=Φ2-Φ1末初1.当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=B·ΔS2.当B变化,S不变时,ΔΦ=ΔB·S。3.B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1,但ΔΦ≠ΔB·ΔS。磁通量的变化.时感?2西S的结运么教及不测3°通的量,通感B感来

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