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）

高二物理必修三13.2磁感应强度磁通量导学案学习目标1．类比电场强度，理解描述磁场强弱和方向的物理量---磁感应强度；2．理解磁感应强度的定义、方向及大小，，用磁感应强度的定义是进行有关计算。3．理解磁通量，会计算在匀强磁场中通过某一面积的磁通量学习过程怎样定量的描述磁场的强弱呢？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。电场力是电场与电荷系统决定的，与试探电荷有关，电场强度则是电场力与电荷的比值，完全由电场本身的性质决定，反映了电场的性质。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？磁场对磁体和电流都有磁力的作用，我们可以选择哪一个来定义磁感应强度的方向和大小呢？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。而研究磁感应强度的大小时，我们可以选择电流（试探电流）电流元：在物理学中，把很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元。注意：孤立的电流元是不存在的！！设计实验探究：1.通电导体受力F的大小与导线的长度l有怎样的关系？2.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？当通电导线和磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度L成正比，由于导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积IL成正比，也就是：F=BIL其中的比例系数为B，是与什么有关？B与磁场有关，描述了磁场的性质一、磁感应强度：描述磁场和的物理量。一段通电直导线垂直放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值，叫磁感应强度．大小：B=eq\f(F,IL)B=FILsinθB与F、I、L都无关，取决于磁场本身的性质单位：特（斯拉），符号T。1T=1N/（A·m）矢量：有大小、有方向，叠加遵循平行四边形定则。磁感应强度与电场强度的比较例题：一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F，以下关于磁感应强度B的说法正确的是（）A．直导线所受的安培力的方向始终与磁感应强度方向相同B．若一小段通电直导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C．根据磁感应强度的定义式B=FIL可知，磁感应强度B与F成正比，与ILD．磁感应强度B可能大于或等于F例题：关于磁感应强度，正确的说法是（）A．磁感应强度是矢量，方向与电流所受安培力的方向相同B．磁感应强度是矢量，方向与通过该点的磁感线的切线方向相同C．根据磁感应强度定义式B=FIL可知，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与ILD．在确定的磁场中，不同点的磁感应强度一定不同，但同一点的磁感应强度是确定的例题：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？二、匀强磁场：磁感应强度的大小相等、方向处处相同的磁场。例如：距离很近的两个异名磁极之间的磁场（除边缘部分外）、通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）、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。匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线在如何比较电场的强弱时，我们还可以比较电场线的疏密程度，同样比较磁感应强度的强弱，也可以研究磁感应线的疏密程度。如何定量比较S1和S2处的磁感应线的疏密程度？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⊥。单位：韦伯，韦，Wb适用条件：（1）匀强磁场；（2）磁感线与平面垂直。有效面积：∅=BScosθ其中Scosθ即面积S在垂直于磁感线方向的投影，称为有效面积。磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数。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，磁通量即为负值。四、磁场的叠加问题当空间内有几种磁场时，空间中某点的磁感应强度等于每种磁场单独存在时在该点产生的磁感应强度的矢量和，磁感应强度矢量，叠加遵循平行四边形定则。例题：关于磁通量的概念，以下说法中正确的是（）A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大C．穿过线圈的磁通量为零，磁感应强度一定为零D．穿过线圈的磁通量为零，磁感应强度可以不为零例题：某闭合三棱柱如图所示，处于磁感应强度为1T、方向沿x轴正方向的匀强磁场中。已知，为在平面内的矩形，为在平面内的矩形，下列判断正确的是（）A．穿过图中面的磁通量为0.1WbB．穿过图中面的磁通量为C．穿过图中面的磁通量为D．穿过图中面的磁通量为课后作业：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.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____________。3.关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是()A．在B＝0的地方，F一定等于零B．在F＝0的地方，B一定等于零C．若B＝1T，I＝1A，L＝1m，则F一定等于1ND．若L＝1m，I＝1A，F＝1N，则B一定等于1T4.(多选)把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是()ABCD5.如图所示，面积大小为S的矩形线圈abcd，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈可以绕O1O2转动。下列说法中正确的是（）A．当线圈从图示位置转过30°时，穿过线圈的磁通量大小B．当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小Ф＝BSC．当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔФ＝0D．当线圈从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔФ＝6.如图，直角坐标系坐标轴上的a、b、c、d四点构成正方形。分别在a点和c点放置垂直坐标平面的无限长直导线，导线中电流相等，a点处导线电流向外，c点处导线电流向里。已知两导线在b点形成的合磁感应强度大小为B；无限长直导线在某点形成的磁感应强度可表示为，其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到导线的距离，则下列说法正确的是（）A．b点磁感应强度方向水平向右 B．O点磁感应强度方向水平向右C．d点磁感应强度大小为 D．O点磁感应强度大小为7.如图，在水平虚线右方存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为L的n匝线圈垂直磁场放置，线圈左边一半始终在磁场外，右边一半始终在磁场内。穿过线圈的磁通量的大小为（）A． B． C． D．8.如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10cm。在纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈，圆心均在O处，a线圈半径为10cm，b线圈半径为15cm，（）（1）在B减为0.4T的过程中，b中磁通量改变多少；（2）磁感应强度B大小、方向均不变，线圈a绕某直径转过180°，a线圈中磁通量改变多少。

9.如图所示，金属框架A