新教材2025版高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步2磁感应强度磁通量学案新人教版必修第三册

2.磁感应强度磁通量

新课程标准核心素养目标

理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场的

物理观念

强弱和方向的物理量；知道磁通量的概念

1.通过试验，相识磁

科学思维通过磁感应强度的定义，驾驭用比值定义物理量的方法

场

通过试验、类比和分析，找寻描述磁场的强弱和方向的

2.了解磁感应强度科学探究

物理量

3.知道磁通量

科学看法学会由个别事物的特性来相识一般事物的共性的科学

与责任方法

必备学问-自主学习一一突出基础性素养夯基

一、磁感应强度

电流元：很短一段通电导线中的电流/与导线长度/的________11.

(1)定义：一段通电导线放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的

________的比值，叫作磁感应强度.

(2)定义式：B=.

(3)单位：,简称,符号为.

(4)磁感应强度是表征磁场________的物理量.

(5)磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁包静止时所指的方向.

［提升］磁感应强度是描述磁场自身性质的物理量，由磁场自身因素确定，与尺/、/

无关.

二、匀强磁场

1.概念：各点的磁感应强度的______相等、_________相同的磁场.

2.磁感线特点：匀强磁场的磁感线是间隔的平行直线.

三、磁通量

1.定义：匀强磁场中和与磁场方向的平面面积5的乘枳，

即3BS.

2.拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的与磁感应强

度笈的乘积表示磁通量.

3.单位：国际单位是_______,简称韦，符号是Wb,1Wb=________.

4.引申：4=,表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁

通量.

【思索辨析】推断正误，正确的画“J”，错误的画“X”.

(1)磁场的方向就是小磁针静止时所受合力的方向.()

(2)电流为I,长度为1的通电导线放入磁感应强度为8的磁场中受力的大小肯定是F

=1111()

F

(3)公式说明〃与分成正比，与〃成反比.()

(4)磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量.()

(5)磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量.()

关键实力•合作探究一一突出综合性素养形成

探究点一磁感应强度

导学探究

如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌面上，通电直导线所在处的磁场认为是匀

称的.

(1)试验的重要条件：磁场和电流方向

⑵试验方法：法.

①保持通电导线的长度不变，仅变更________的大小：

②保持电流不变，仅变更通电导线的.

(3)本试验中受力大小看什么？电流大小如何变更？导线长度如何变更？

探究总结

1.磁感应强度是反映磁场强弱的物理量，它是用比值定义法定义的物理量，由磁场自身

确定，与是否引入电流元、引入的电流元是否受力及受力大小无关.

2.在定义式8=:中，通电导线必需垂直于磁场方向放置.

3.磁感应强度的方向可以有以下几种表述方式：

(1)小磁针静止时N极所指的方向，即N极受力的方向.

(2)小磁针静止时S极所指的反方向，即S极受力的反方向.

(3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向.

典例示范

F

例1关于磁感应强度的定义式下列说法正确的是()

F

A.电流元〃在磁场中受力为E则磁感应强度9肯定等于诃

B.磁感应强度的大小与〃成反比，与尸成正比

C.磁感应强度就是电流元〃所受的磁场力?与〃的比值

D.磁感应强度的大小是由磁场本身确定的，与检验电流元无关

思维方法正确理解比值定义法

（1）定义后隧比值定义法，这种定义物理量的方法实质上就是一种测量方法，被测量

点的磁感应强度与测量方法无关.

（2）定义a=*、£=；也是比值定义法，被测量的物理量也与测量方法无关，不是由定

义式中的两个物理量确定的.

例2［教材巴屋练习与应用）%变式］在匀强磁场中某处垂直放入一个长度为/=20cm、

通电电流1=0.5A的直导线，测得它受到的磁场力F=1.0N,现将该通电导线从磁场中撤

走，求该匀强磁场的磁感应强度的大小.

针对训练1下列关于磁感应强度方向的说法中，正确的是（）

A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受力的方向

B.小磁针S极在磁场中受力的方向就是该处磁感应强度的方向

C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向

D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向

针对训练2（多选）把一小段通电直导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中，如图中能正

确反映各量间关系的是（）

探究点二磁通宣

探究总结

1.磁通量的计算

(1)公式：cD=BS.

适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直.

(2)若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，G=8Scosk

式中Seos〃即平面S在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为“有效面积”(如图所示).

2.磁通量的正、负

(1)磁通量是标量，但有正、负，当以磁感线从某一面上穿入时的磁通最为正值，则磁

感线从今面穿出时为负值.

(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同••平面，且正向磁通量大小为内，反向磁通量大

小为中士,则穿过该平面的合磁通量①=6一仇.

典例示范

例3(多选)如图所示，长方形框架的面枳为S,框架平面与磁感应强度大小为〃的匀

强磁场方向垂直.下列说法正确的是()

A.框架在图示位置时，穿过框架平面的磁通量为月S

B.框架绕aT转过60°角时，穿过框架平面的磁通最为今宓

C.框架从图示位置转过90°角时，穿过框架平面的磁通量为零

D.框架从图示位置转过180。角时，穿过框架平面的磁通量为2届

思维方法磁通量的三点留意

(1)看清磁感线方向与平面的关系.

(2)留意G=6Scos"中，角的含义.

(3)磁通量大小与线圈匝数无关.

XXX

XXX

例4如图所示，有一个垂直于纸面对里的匀强磁场，磁感应强度6=0.8T,磁场有明

显的圆形边界，圆心为。，半径为10cm,现在在纸面内先后放上圆线圈力、“和。(图中未

画出)，圆心均在。处，力线圈的半径为1cm,共10匝；8线圈的半径为2cm,只有1匝；

C线圈的半径为0.5cm,只有1匝.

(1)在磁感应强度8减为0.4T的过程中，力和8线圈中的磁通量各变更了多少？

(2)在磁场方向转过30°角的过程中，。线圈中的磁通量变更了多少？

针对训练3(多选)下列关于磁通量的说法中正确的是()

A.磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量

B.某一面积上的磁通量表示穿过此面积的磁感线的净条数

C.在磁场中所取的面积越大，穿过该面积的磁通量越大

0.穿过任何封闭曲面的磁通量肯定为零

针对训练4

［教材P“3（练习与应用）心变式］如图所示是等腰直角三棱柱，其中平面abed为正方形,

边长为乙它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为8下面说法中不

正确的是（）

A.通过整个三棱柱的磁通量为零

B.通过平面的磁通量大小为交4

C.通过abf0平面的磁通量大小为零

D.通过Med平面的磁通量大小为片8

学科素养提升❼磁感应强度矢量的叠加

志向模型

磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进

行合成与分解.

两个电流旁边的磁场某处的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该

处的磁感应强度叠加而成的.

素养训练

1.如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为8=1T的匀强磁场中，以导

线为中心，”为半径的圆周上有a、Ac、"四个点，己知。点的实际磁感应强度为（），则下

列说法正确的是（）

A.直导线中电流方向垂直纸面对里

B.a点的磁感应强度为$T,方向向右

C.0点的磁感应强度为后T,方向斜向下，与匀强磁场方向成45°角

D.d点的磁感应强度为0

P£--------：0Q

2.如图，在磁感应强度大小为民的匀强磁场中，两长直导线。和。垂直于纸面固定放

置，两者之间的距离为/.在两导线中均通有方向垂直于纸面对里的电流/时，纸面内与两

导线距离均为1的a点处的磁感应强度为零，假如让〃中的电流反向、其他条件不变，则a

点处磁感应强度的大小为（）

A.0B.（氏

C.竽AD.2氏

1磁场叠加问题的解题思路

（1）应用安培定则推断各电流在某点分别产生的磁感应强度的方向（过该点磁感线的切

线方向，即与点和导线的连线垂直）.

（2）依据平行四边形定则，利用合成法或正交分解法进行合成，求得合磁感应强度.

课堂检测-素养达标一一突出创新性素养达标

1.如图是条形磁铁的部分磁感线分布示意图，关于图中仄力两点磁场的描述，正确的

是（）

A.a点的磁场方向为图中用指向

B.人点的磁场方向为图中凡指向

C.a点的磁感应强度大于力点的磁感应强度

D.a点的磁感应强度小于〃点的磁感应强度

2.[2024•江苏盐城期中]磁通量可以形象地理解为''穿过一个闭合线圈的磁感线的条

数”.在如图所示磁场中，S、W、S为三个面积相同且相互平行的闭合线圈，穿过三个线

圈的磁通量分别为囱、赳、。且都不为（）.下列推断正确的是（）

A.血最大B.我最大

C.6最大D.6、色、痣相等

3.某同学在探讨通电导线在磁场中受力时，先将同一个电流元（〃），垂直磁场放在小

B、。三个位置；然后在8点，垂直磁场放入不同的电流元（分别为〃、217、/・2/）,视

察所受力的大小，如图所示.由此试验和数据，能得到的结论是（）

A.同一电流元在磁场的不同点，所受力的大小不同，该力与电流元的比值相同

B.不同电流元在磁场的同一点，所受力的大小不同，该力与电流元的比值不同

C.磁感应强度大小与所受力的大小成正比，与电流元（〃）成反比

D.电流元在磁场中受到的力与电流元的比值是反映磁场自身性质的物理量，与电流元

无关

4.如图所示，两个单匝线圈3、。的半径分别为，•和2r圆形匀强磁场夕的边缘恰好与

a线圈重合，则穿过小两线圈的磁通量之比为（）

A.1：1B.1：2

C.1：4D.4：1

5.如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的MN两点，且与纸面垂直，导线中

通有大小相等、方向相反的电流.小0、。在业N的连线上，。为,邮的中点，。、d位于1邠

的中垂线上，且a、b、c、4到。点的距离均相等.则下列说法正确的是（）

A.。点处的磁感应强度为零

B.a、。两点处的磁感应强度大小相等，方向相反

C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同

D.a、。两点处的磁感应强度的方向不同

2.磁感应强度磁通量

必备学问・自主学习

乘积（1）垂直乘积（2），（3）特斯拉特T（4）强弱（5）N极

二、

1.大小方向

2.相等

1.磁感应强度8垂直

2.投影面积£

3.韦伯1T・布

思索辨析

答案：⑴X⑵X(3)X(4)V(5)X

关键实力-合作探究

探究点一

提示：（1）垂直

（2）限制变量①电流②长度

（3）有电流通过导线时，导线会摇摆一角度，通过摇摆角度的大小可以比较导线受力的

大小；通过滑动变阻器可以变更电流的大小；分别接通“2、3”和“1、4”，可以变更导线

通电部分的长度.

【例1】【解析】若电流元〃不是垂直放置在磁场中时所受的磁场力为万则磁感

F

应强度8不等于小A错误；磁感应强度与电流元受到的力的大小无关，与电流元也无关，

故B、C错误，D正确.

【答案】D

FF10

【例2】【解析】由于导线与磁场方向垂直，则由公式口，^=n=os7o2T=

10T,由于磁感应强度的大小与磁场中是否放导线没有关系，因此将导线从磁场中撤走后，

该匀强磁场的磁感应强度的大小仍为10T.

【答案】10T

针对训练1解析：A错：某处磁感应强度的方向与一小段通电导体放在该处时所受力

的方向垂直.B错：小磁针N极在磁场中受力的方向就是该处磁感应强度的方向.C错：垂

直于磁场放置的通电导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直.D对：磁场中某点的磁感应

强度的方向就是该点的磁场方向.

答案：D

针对训练2解析：B对，D错：磁感应强度的大小和方向由磁场自身确定，不随/或

〃的变更而变更.A错，C对：当导线垂直于磁场放置时，有即4.所以8不变

的状况下尸与〃成正比.

答案：BC

探究点二

【例3】【解析】依据磁通量的定义可知，穿过战圈的磁通量等于磁感应强度与线

圈垂直面积的乘枳，题图所示位置的磁通量为⑦=8S,A选项正确：使框架绕00转过60°

角，磁通量为如，B选项错误；线圈从图示转过90。角时，磁通量为零，C选项正确：从

初始位置转过180。角时，穿过框架平面的磁通量大小为8S,方向与起先时相反，D选项错

误.

【答案】AC

【例4】【解析】⑴对月线圈，有0尸BEI*；,o=B21r吟

故A线圈的磁通量的变更量为

-4

A优=|色一61=(0.8—0.4)X3.14X(1X10-2)2Wb=L256XIOWb

B线圈的磁通量的变更量为△%=(0.8—0.4)X3.14X(2X107)2Wb=5.024X10-4

Wb.

⑵对C线圈，。产B1T席

磁场方向转过30°角，线圈在垂直于磁场方向的投影面积为口隹cos30°,则生=

Bnrlcos300

故磁通量的变更量为ABn4(1-cos3()°)=0.8X3.14X(5X10-3)2X(1-0.866)

Wb=8.4X10-6Wb.

【答案】(1)1.256X10,Wb5.024X10"*Wb(2)8.4X10~6Wb

针对训练3解析：磁通量是穿过某一面积磁感线的净条数，而磁感应强度是反映磁场

强弱和方向的物理量，故A错误，B正确；由3=8S(匀强磁场反LS时)可知，⑦由6和S

共同确定，故C错误；由于磁感线是闭合曲线，只要有磁感线穿入封闭曲面，必定从该曲面

穿出，D正确.

答案：BD

针对训练4解析：由题图可知，整个三棱柱就dcfe平面和Med平面有磁通量,而defe

平面就是aAd平面在垂直于磁感线方向的投影，即两平面磁通最大小相同，但穿过两个面

的磁场方向相反，所以通过两个面的磁通量大小相等、符号相反、总磁通量为零，故A正确，

不符合题意；通过dc/K平面的磁通量大小为：•Lsin450故B正确，

不符合题意；劭介平面与磁感线平行，磁通量为零，故C正确，不符合题意；通过9cd平

面的磁通量大小为：BS会\n45°=孰,D错误，符合题意.

答案：D

学科素养提升

素养训练

1.解析：由。点实保磁感应强度为（）可得，电流在。点产生的磁场的磁感应强度大小

=B=\T,方向水平向左，由安培定则可知导线中电流方向垂直纸面对外，电流在以6、

"各点产生的磁场方向分别为向右、向下、向上，且磁感应强度大小均为1T,故对于a点,

〃,=2T,对于〃点，B尸也T,方向斜向右下方，与匀强磁场方向成45°角，对于d点，

B尸&T,方向斜向右上方，与匀强磁场方向成45°角，故C正确，A、B、D错误.

答案：C

2.解析：如图甲所示，P、。中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为£,由

几何关系可知，台=4蜃假如让尸中的电流反向、其他条件不变，如图乙所示，由几何关系

可知，a点处磁感应强度的大小8=、/陇+解=等氏，故选项C正确，A、B、D错误.

答案：C

课堂检测-素养达标

1.解析：磁感线上某点的切线方向表示磁场的方向，图