2027高中物理必修第三册（新教材）第2节　磁感应强度　磁通量

第2节磁感应强度磁通量学习目标基础自主梳理第一部分一、磁感应强度1．电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的________叫作电流元。2．磁感应强度：通电导线与磁场方向垂直时，它受到的力F＝IlB，其中B是能表征磁场________的物理量，叫作磁感应强度。(1)关系式：________。(2)磁感应强度的单位：在国际单位制中的单位是________，简称特，符号是T，1T＝1________。乘积Il强弱特斯拉3．磁感应强度的方向：磁感应强度是________，它的方向就是该处小磁针静止时________所指的方向。矢量N极二、匀强磁场1．定义：如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫作匀强磁场。2．匀强磁场的磁感线：间隔相等的________。3．实例：距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场，除边缘部分外，可以认为是匀强磁场；两个________放置较近的线圈通电时，其中间区域的磁场近似为匀强磁场。平行直线平行三、磁通量1．定义：匀强磁场中，______________和与________________的平面面积S的乘积，即Φ＝BS。2．拓展：磁感应强度B与研究的平面不垂直时，我们用这个面在垂直于磁感应强度B方向的____________与B的乘积表示磁通量。3．单位：国际单位制中单位是________，简称韦，符号是Wb，1Wb＝1T·m2。磁感应强度B磁场方向垂直

投影面积S′韦伯深化辨析判断下列说法是否正确(1)电流元在磁场中受到的作用力越大，磁感应强度越大。(

)(2)磁感应强度由磁场本身的性质决定，与放不放电流元无关。(

)(3)磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量。(

)(4)将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等。(

)×√××核心知识深度探究第二部分知识点一磁感应强度物理情境探究情境探究1(1)图甲中的小磁针能定量反映磁场的强弱吗？[提示]

不能。(2)如图乙所示，磁场对通电导线有力的作用，那么能通过通电导线受力的大小来判断磁场的强弱吗？通过怎样的实验来验证这些猜想？[提示]

能，利用控制变量法，保持电流和导线长度不变，通过与导线连接的竖直线的摆动角度判断其所受磁场力的大小，进而可以判断磁场的强弱。(3)在磁场的同一位置，通电导线与磁场方向垂直时，无论怎样改变I、l的大小，F与Il的比值是变化的吗？[提示]

不变。2．方向(1)磁感应强度B是一个矢量，某点磁感应强度的方向不是放在该处的通电导线的受力方向。(2)表述方式①小磁针静止时N极所指的方向，或小磁针静止时S极所指的反方向。②小磁针N极受力的方向(不论小磁针是否静止)，或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。3．大小：磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关。例1关于磁感应强度，下列说法正确的是(

)典型例题共研C角度1对磁感应强度的理解磁场中某一点的磁感应强度由磁场源(如磁体或电流分布)决定，其大小和方向在空间各点是唯一确定的固有属性，与是否放置通电导线和导线的I、L无关，故C正确。例2

(2026·辽宁沈阳市期中)法拉第把磁感线和电场线的重要概念引入了物理学，为当代物理学中的许多发现开拓了道路。空间中某区域内存在如图所示的场线，下列说法正确的是(

)A．若图中场线是电场线，则同一试探电荷在a、b点受到的电场力大小相等B．若图中场线是电场线，将一带正电粒子从a点移动到b点，该粒子的电势能增加C．若图中场线是磁感线，将一小段通电导线放在a点，则a点的磁感应强度与导线受到的磁场力成正比D．若图中场线是磁感线，则a、b两点的磁感应强度Ba<BbD[解析]电场线的疏密程度表示电场强度的大小，故a点的电场强度更小，试探电荷在此处受到的电场力更小，故A错误；沿着电场线的方向电势降低，由题图可知φa>φb，带正电粒子从a移动到b点，电势能减小，故B错误；若题图中场线是磁感线，由题图可知磁感应强度的大小为Ba<Bb，磁感应强度仅由磁场本身决定，与导线所受磁场力无关，故C错误，D正确。角度2磁感应强度的矢量合成例3

(2026·山东菏泽市期中)三根平行直导线的截面图如图所示，三根导线所通电流大小均相同，M、N中电流垂直于纸面向里，Q中电流垂直于纸面向外。P点到三根导线的距离相等，每根直导线单独存在时，在P点产生的磁感应强度大小都是B，则三根导线同时存在时P点的磁感应强度大小为(

)A电流产生的磁场的矢量合成解题思路(1)应用安培定则判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)根据平行四边形定则，利用合成法或正交分解法进行合成，求得合磁感应强度。知识点二磁通量物理情境探究情境探究2如图所示，将一矩形线框从abcd位置移动到a′b′c′d′位置(线框平行于纸面移动)，中间是一条电流方向向上的通电导线，请思考：(1)导线的左边磁场的方向向哪？右边呢？[提示]

导线左边的磁场方向垂直于纸面向外，右边的磁场方向垂直于纸面向里。(2)在移动过程中，当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框的磁感线条数有何特点？[提示]

当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框垂直于纸面向外的磁感线条数与垂直于纸面向里的磁感线条数相同。1．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS。适用条件：①匀强磁场；②磁场方向与平面垂直。(2)在匀强磁场B中，若磁感应强度方向与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感应强度方向上的投影面积。例如图中的S，则有S⊥＝Scosθ，Φ＝BScosθ，式中Scosθ即为面积S在垂直于磁感应强度方向上的投影，我们称为“有效面积”。2．磁通量的正、负(1)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即为负值。(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2。3．磁通量的变化量(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。例4如图所示，匝数为N、边长为L的正三角形金属线框，内部有一半径为R的圆形区域，圆内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，则穿过该线框的磁通量为(

)典型例题共研A[解析]穿过该线框的磁通量Φ＝BS＝πBR2。例4

(2026·黑龙江大庆市期中)如图所示，闭合单匝线圈abcd水平放置，其面积为S，线圈与匀强磁场B夹角θ＝60°。现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°。线圈在初位置磁通量为正值，末位置磁通量为(

)C例6

(2026·贵州安顺市期中)面积为0.5m2的矩形线圈处于磁感应强度为3T的匀强磁场中。(1)线圈平面与磁场方向垂直时，穿过该线圈的磁通量是多少？[解析]线圈平面与磁场方向垂直，穿过该线圈的磁通量Φ1＝BS＝3×0.5Wb＝1.5Wb。[答案]

1.5Wb(2)如果转动线圈使线圈平面与磁场方向夹角为60°，穿过该线圈的磁通量又是多少？穿过某一线圈的磁通量是由穿过该面的磁感线条数的多少决定的，与线圈匝数无关，只要n匝线圈的面积相同，放置情况也相同，则通过n匝线圈与通过单匝线圈的磁通量相同，即Φ＝BS而不是Φ＝nBS。例7

(2026·海南省学业考试)如图所示，间距为l的U型光滑金属导轨水平固定，处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小随时间发生变化，给金属棒ab一个垂直于导轨水平向右的初速度v，金属棒恰能在导轨上做匀速直线运动。已知t＝0时刻，磁场的磁感应强度大小为B0，金属棒ab与导轨左侧恰好构成正方形，t＝t1时刻穿过回路的磁通量与t＝0时刻的磁通量相等。求：综合一练磁通量的计算(1)t＝0时刻，穿过正方形回路的磁通量大小Φ；[解析]在t＝0时刻，回路面积S0＝l2，穿过正方形回路的磁通量Φ＝B0S0，解得Φ＝B0l2。(2)t＝t1时刻，匀强磁场的磁感应强度大小B。[答案]

B0l2

第三部分随堂演练巩固落实B解析：磁感应强度是矢量，方向和某点电流元的方向垂直，故A错误；根据Φ＝BS可知，磁感应强度的大小等于穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁通量，故B正确；通过某一面积的磁通量为零，该处的磁感应强度不一定为零，可能磁场与该面积平行，故C错误；A2．(磁感应强度和磁感线)(2026·江苏宿迁市期中)在磁感应强度为B0、方向水平向左的匀强磁场中，垂直于匀强磁场水平放置一根长直通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。在以直导线为圆心的同一圆周上，BD为平行匀强磁场的直径，AC为垂直于匀强磁场的直径，A、B、C、D四点中，磁感应强度最大的点是(

)A．A点 B．B点C．C点 D．D点A3．(磁通量的计算)(2026·河北邢台市期中)如图所示，有一金属圆环置于条形磁铁左端，圆环平面与条形磁铁左端面重合，磁铁处于圆环中央位置，现把圆环平行向右移动到条形磁铁的正中间(条形磁铁始终过圆环中心)，关于该过程中圆环中磁通量的变化，下列说法正确的是(

)A．磁通量逐渐变大B．磁通量逐渐变小C．磁通量先变大后变小D．磁通量先变小后变大解析：磁感线是闭合的，根据条形磁铁磁感线的特点，可知磁铁外部穿过圆环的磁通量变小，但磁铁内部穿过圆环的磁通量保持不