13.2 磁感应强度 磁通量 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版2019必修第三册

§13.2磁感应强度

磁通量思考:怎样定量的认识和描述磁场的强弱呢？电场电场力FF/q表示电场的强弱电荷q磁场磁场力F磁场的强弱电流磁体电场强度E磁感应强度B物理学中用磁感应强度B来描述磁场的强弱。1.磁场的基本特点：对放入其中的电流和磁体能够产生力的作用。2.磁感线的特点：疏密表示磁场强弱。切线方向表示磁场方向。3.磁感线分布判断方法：磁体外部从N到S;磁体内部从S到N。两极较密，中间较疏。电流周围磁感线分布符合安培定则即右手螺旋定则。温故知新像电场一样测量正（负）试探电荷受力大小，来确定E的大小。1、能否用测量

N

极受力的大小来确定磁感应强度的大小？场源电荷试探电荷不能。因为

N

极不能单独存在。且受力较复杂，不好作定量求值。断裂处形成新的N、S极还对通电导体有作用力。能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱？转换研究对象

电流元2、磁场不仅对磁体有作用力，还对谁有作用力？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。（也可以叫点电流）思考：通电导线所受到的磁场力与什么有关呢？探究方法放置位置电流大小磁场中导线长度磁场（匀强磁场）（通电导线与磁场方向垂直）控制变量法影响通电导线受力的因素通电导线受到的磁场力可能与这些因素有关控制变量法磁铁较宽，磁极较近，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？实验方法探究影响通电导线受力的因素实验过程实验过程及现象①保持导体长度L不变，改变电流的大小现象：导线摆动的角度随电流I增大而增大，减小二减小②保持电流I不变，改变导线的长度现象：导线摆动的角度随通电导线L长度的增大而增大。减小二减小实验结论精确的实验表明：通电导线与磁场方向垂直时

同一磁场中

，比值F/IL为恒量；F

IL当L不变，I越大，F越大当I不变，L越长，F越大F∝IF∝LF∝IL2.定义式：3.物理意义：表征磁场强弱和方向的物理量。1.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受磁场力（安培力）F跟电流I和位于磁场中导线的长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度。用大写字母B表示。（说明：如果导线很短很短，B就是导线所在处的磁感应强度）4.单位：国际单位是特斯拉，简称特，国际符号是T1T=1N/(A

m)5.方向：是矢量，磁场中某点磁感应强度的方向即该点磁场的方向即小磁针静止时N极所指的方向）一、磁感应强度B的大小1.磁感应强度由通电导线的长度、电流及导线受力决定吗？B与L、I、F无关，与磁场本身有关（与场源和该点在场中的位置有关）3.磁感应强度的物理意义？2.用B=F/IL计算时，要注意什么问题？导线电流的方向与磁场方向的关系，要注意两者必须垂直。（当磁场与直导线不垂直时有F<BIL）物理意义：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，是矢量。5.若在某一点同时存在几个磁场，则该点的磁感应强度B如何？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4.你认为电场力（磁场力）在方向上与电场强度（磁感应强度）有何关系？电场强度方向规定为正电荷受力方向；磁感应强度方向与通电导线受力方向垂直。【例题】如图，a、b是两根通有大小相等、方向相反电流的直导线，请画出它们连线的中垂线上d点的磁感应强度B的方向。dab垂直平分通电导线横截面的连线向上生活中常见磁场的磁感应强度大小

概念比较内容电场强度磁感应强度物理意义定义式方向作用力【类比】：磁感应强度B与电场强度E的比较E=F/q(E与F、q无关）B=F/IL(B与F、IL无关）正电荷受力的方向小磁针N受力方向或和电流元受力垂直的方向电荷在电场中一定受电场力作用，且F=Eq描述电场力的性质描述磁场力的性质电流元是否受磁场力作用还要看电流元和磁场夹角【例1】关于磁感应强度下列说法中正确的是(

)A．由B=F/IL知，磁感应强度的大小与IL乘积成反比，与F成正比B．无论I的方向如何都可由B=F/IL求磁感应强度的大小C．磁场中某处磁感应强度方向与小磁针在该处所受的磁场力的方向相同D.磁场中某点的磁感应强度大小是由磁场本身因素决定的，而与有无检验电流无关D【变式训练】一根长20cm的通电导线放在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中,导线与磁场方向垂直,若它受到的安培力大小为4×10-3N,则导线中的电流是_____A;若将导线中的电流减小为0,则该处的磁感应强度为___T0.050.4【变式训练】一小段通电直导线垂直磁场方向放入一蹄形磁铁两磁极间，图中能够正确反映各量关系的是()BC【变式训练】（多选）一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置,如下图所示,已知电流元的电流I、长度L和受力F,则可以用F/IL表示磁感应强度B的是(

)AC【例2】四根平行的长直导体棒分别放置于竖直平面内的正方形的四个顶点，导体棒均垂直于正方形平面，均通有大小相等、方向如图所示的恒定电流，则正方形中心处O点的磁感应强度方向是（

）A.

竖直向上

B.

竖直向下

C.

水平向左

D.

水平向右C1、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、实例：（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I二、匀强磁场4、匀强磁场的磁感线：如何定量描述磁感线条数多少？如何定量描述物质质量多少？能否说体积越大，质量越大？能否说密度越大，质量越大？能否说磁感强度越大，磁感线一定越多？能否说面积越大，磁感线越多？想一想1、定义：磁感应强度

B

与垂直磁场方向的有效面积

S

的乘积2、定义式：（1）当B⊥S垂直时：Φ=BS（S为有磁场通过的面积大小）

（2）若B与S成夹角θ，Φ＝BScosθ。（Scosθ即为平面S在垂直于磁场方向上的

投影面积，也称为“有效面积”）。（3）当B∥S时,磁通量Φ=0

Φ

=

B·S⊥

三、磁通量3、单位：韦伯，简称韦

符号为Wb,

1Wb＝1T·m2=1v·s4、物理意义：表示穿过某一面积的磁感线条数s2s15、磁通量的标失性：磁通量是标量，但有正、负，正、负只表示穿过平面的方向。（1）当磁感线从某一面上穿入时，磁通量记为正值。Φ

=

BS

（2）则磁感线从此面穿出时即为负值，Φ

=-BS

。6、磁通量的运算：遵守代数运算BSBS

B1SB2Φ=(B1-B2)S

7、磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1运算时要注意初末磁通量的正负符号磁通量的变化三种形式（1）B不变，S变化:ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS2－BS1＝B(S2－S1)=BΔS（2）B变化，S不变:ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S－B1S＝(B2－B1)S=ΔBS（3）B和S同时变化:ΔΦ＝Φ2－Φ1≠(B2－B1)(S2－S1)=ΔBΔS1、磁通密度定义：垂直穿过单位面积的磁感线条数。即磁感应强度又叫磁通密度2、定义式：B

=Φ/S⊥

故磁感应强度B的另一个单位:Wb/m2

1Wb/m2=1T3、物理意义：描述磁场能的性质的物理量。四、磁感应强度比值定义式2根据Φ

=

B·S

可知B=

Φ/S

Φ/S为磁感线在面积上的分布疏密程度

ρ=m/v,m/v称为质量在体积上的分布疏密程度，简称密度【例3】如图所示，两个同心放置的平面金属圆环，磁场垂直于圆环从纸面穿出，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是（

）A．Φa＞Φb

B．Φa＜ΦbC．Φa＝Φb

D．不能确定abC当B⊥S垂直时：Φ=BS（S为有磁场通过的面积大小）

【例2】如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Фa和Фb大小关系为(

)A.均向上，Фa＞Фb

B.均向下，Фa＜Фb

C.均向上，Фa＝Фb

D.均向下，无法比较A当磁体⊥S垂直时：Φ=BS（B要考虑内部和外部的磁场叠加）

【变式训练】如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积之间的关系为S1

＞S2=S3

，且“3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为Φ1

、Φ2、Φ3

则它们的大小关系是()A.Φ1>Φ2>Φ3B.Φ1>Φ2=Φ3

C.Φ1<Φ2<Φ3D.Φ1<Φ2=Φ3NS123C【变式训练】如图所示,一矩形线框,从.abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)()A.一直增加B.一直减少C.先增加后减少D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减少adcba′b′d′c′D【例4】某地地磁场的磁感应强度的水平分量是3.0×l0-5T，竖