13.2 磁感应强度 磁通量 导学案-2022-2023学年高二物理上学期（人教版2019必修第三册）

13.2磁感应强度磁通量【学习目标】1．在实验基础上，类比电场强度定义，描述磁场强弱和方向的物理量磁感应强度，并进一步体会微元法和利用物理量之比定义物理量的方法。2．知道磁感应强度的定义知道其方向大小，定式和单位会用磁感应强度的定义是进行有关计算。3．知道磁通量，会计算在匀强磁场中通过某一面积的磁通量【情境导学】问题：巨大的电磁铁能吸引成吨的钢铁，小磁体却只能吸引几枚铁钉，磁场有强弱之分，那么我们怎样定量的描述磁场的强弱呢？磁感应强度回顾一下，我们学习电场时，如何描述电场的强弱和方向？我们用类似的方法，找出表示磁场强弱和方向的物理量。1.磁感应强度方向想一想磁场中能不能找到一个与电场中正电荷相类似的物体来定义磁感应强度？做一做将小磁针放在磁铁周围不同的位置，观察小磁针N极的指向。想一想小磁针在磁场中不同位置N极指向不同，说明在不同位置小磁针N极所受磁场力方向不同。我们可不可以用静止时小磁针N极的指向表示该点磁场即该点磁感应强度的方向？在规定磁感应强度方向时小磁针与电场中正电荷起到了同样的作用，我们用小磁针N极所受磁场力的方向来定义磁感应强度方向。磁感应强度的大小想一想在定义磁感应强度大小时，我们可不可以也继续借助小磁针的受力来衡量呢？如果不能那我们可以找谁来替代？做一做如右图所示实验装置，自己设计实验方案，探究影响通电导线在磁场中所受磁场力的因素。想一想通电导线在磁场中受力即与电流大小有关，也与磁场中导线长度有关。且当导线与磁场方向垂直时，受力与IL的乘积成正比。那如果我们把很短的一段导线中电流与导线长度的乘积叫做电流元，那么我们就可以用电流元来定义磁感应强度的大小，类比电场强度的定义，请写出磁感应强度的定义公式。通电导体受力F的大小与导线的长度l有怎样的关系？通电导体受力F的大小与导线中的电流I又有怎样的关系？如果写成等式，会是怎样的形式？对于等式中的系数，你有怎样的理解？结合系数的理解，请说明对表征磁场强弱的物理量－磁感应强度的定义？磁感应强度的定义式？该定义式的条件？磁感应强度的大小与引入的电流元有关吗？与电流元F、I、l的大小有关吗？磁感应强度的大小取决于什么？磁感应强度的物理意义？单位？标量矢量？磁感应强度的方向与电流元的受力方向相同吗？7.什么样的磁场是匀强磁场？匀强磁感线有着怎样的特点？举例说明哪些磁场可以看成匀强磁场二、磁通量阅读课本P111，对于磁通量你有怎样的认识？想一想我们用磁感线形象的表示磁场，“磁感线越密集，磁场越强”，但这只能定性的描述磁场的强弱，能不能用磁感线的疏密定量的描述磁场的强弱呢？磁感应强度大的地方，穿过同一面积（与磁场不平行）的磁感线的条数越多，如果我们定义穿过任意曲面的磁感线的条数为通过该面的磁通量，并用符号Φ表示，显然磁通量与该处的磁感应强度B、曲面的面积S以及曲面的位置有关，我们把磁感应强度与曲面在垂直与磁场方向投影面积的乘积表示磁通量大小，即Φ=BS⊥。议一议如果穿过某一平面的磁感线既有向上的也有向下的，那么怎样计量穿过该平面磁感线的条数？定义：在磁感应强度为B的磁场中，有一个与磁场方向的平面，面积为S，我们把叫做穿过这个的磁通量。【学以致用】1.关于磁场中某点磁场的方向，下列说法正确的是（）A．与放在该点的小磁针N极所受磁场力方向相同B．与放在该点的小磁针S极所受磁场力方向相同C．与放在该点的电流元所受的磁场力方向相同D．某点的磁场方向是由放入小磁针的指向决定2.关于磁感应强度，下列说法中正确的是（）A.由可知，B与F成正比，与IL成反比B.由可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场C.一通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D.磁感应强度的大小与引入的电流的强弱无关3.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5A，导线长1cm，它受到的安培力为5×10-2N，则这个位置的磁感应强度是多大？4．在纸面上有一个等边三角形ABC，在B、C顶点处是通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的A点产生的磁感应强度大小为B，则三角形A点的磁感应强度大小为____________，方向为____________。若C点处的电流方向反向，则A点处的磁感应强度大小为____________，方向为____________。xyzBACDEF5．如图所示，某一匀强磁场磁感应强度为B，方向沿z轴正向，其中AB=a，xyzBACDEF（1）穿过ABCD表面的磁通量____________；（2）穿过BCEF表面的磁通量____________；（3）穿过ADEF表面的磁通量____________；（4）若将BCEF面绕BC边转过180°，其磁通量变化量为___________。6．如图所示，一水平放置的N匝矩形线圈面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成角，则通过该线圈的磁通量大小为（）A． B． C． D．7．如图框架面积为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的情况，下列说法错误的是（）A．如图所示位置时等于BSB．若使框架绕OO′转过30°角时，磁通量为C．若从初始位置转过90°角时，磁通量为零D．若从初始位置转过180°角，磁通量变化为2BS8．通有稳定电流的三根平行直导线，分别垂直通过一个等腰直角三角形的三个顶点A、B、C，如图所示，A、B处导线的电流垂直纸面向里，C处导线的电流垂直纸面向外，如果每条通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度的大小均为B，则该O点处的磁感应强度的大小、方向是（）A．大小为零 B．大小为B，方向由A指向BC．大小为B，方向垂直AB连线 D．大小为2B，方向由B指向