2019版物理《學案導學與隨堂筆記》教科版選修3-1課件：第三章3磁感應強度磁通量

1、!3磁感應強度磁場學習目標1 理解磁感應強度的概念，理解磁感應強度大小的表達式.2. 知道什么是勻強磁場.3. 掌握安培力的計算方法.4. 矢口道磁通量的概念，會用 = BS計算磁通量.內(nèi)容索引知識探究題型探究達標檢測知識探究、磁感應強度導學探究(1) 在教材第一章關于電場性質(zhì)的學習中我們是如何定義電場強度的?答案檢驗電荷2在電場中某點所受的電場力F與電荷所帶電荷量q的比值定 義為電場強度，即E二? 電場強度E由電場本身的性質(zhì)來決定，與檢驗 電荷受到的電場力F和電荷量q無關.(2) 我們能否將安培力與電場力進行類比，說明安培力公式F二BIL中比例系數(shù)B的物理意義呢?答案通過大量的實驗發(fā)現(xiàn)，在磁

2、場中某一點，安培力與電流和導線長度乘積的比值是一個定值，與導線的長度、通過導線的電流無關，這個比值與導線所在位置的磁場強弱有關，我們把這個比值定義為磁感應強F 度，即B二正說明：磁感應強度是比值法定義的物理量，是由磁場自身決定的，與是 否有通電導線以及通電導線受力大小、通電導線是否受力無關. 因為通電導線取不同方向時，其受力大小不相同，故在定義磁感應強度 時，式中F是指通電直導線垂直磁場時受到的安培力. 磁感應強度的方向就是磁場方向，而不是該處通電導線受力的方向.2. 勻強磁場：各點的磁感應強度_大小_和_方向一都相同的磁場，勻強磁 場的磁感線果一細平行且等距一的直線.3. 安培力大小(1)

3、安培力大小的計算公式F二 in 0,。為磁感應強度方向與導線方 向的夾角.當0 = 90 ,即B與/垂直時，F(xiàn)= ILB當。二0 ,即B與/平行時，F(xiàn)二X X圖1(2) 當導線與磁場垂直時，彎曲導 線的有效長度厶等于連接兩端點直 線的長度(如圖1所示)；相應的電 流沿厶由始端流向末端.對對答案吧即學即用判斷下列說法的正誤.(1)磁感應強度的大小與電流成反比，與其受到的磁場力成正比( X ) (2)磁感應強度的大小等于通電導線受到的磁場力的大小F與電流/和導線長度厶的乘積的比值( X )(3) 通電導線只有垂直磁場放置時, 所受的安培力才與厲成正比( V )甲(4) 如圖2所示，導體棒所受安培力

4、 分另IJ為F甲二BM, F乙二BIL, F丙二 BILcos 0.( X )二、磁通量導學探究（1）如圖3,平面S在垂直于磁場方向上的投影面積為S，.若有兀條磁感線通答案則通過面積S的磁感線有多少條?圖3O圖3答案(2) 若磁場增強，即B增大，通過面積S的磁感線條數(shù)是否增多?B增大時，通過面積S的磁感線條數(shù)增多nn知識梳理1 磁通量(1) 定義：設在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一個與磁感線方向垂直的 平面，面積為S,我們定義竺為通過這個面的磁通量.定義式：上沙,適用條件：勻強磁場，且磁場方向與平面 垂直.(3) 單位：在國際單位制中，磁通量的單位是垃但_,簡稱韋，符號是Wb對對答案吧2.當

5、平面與磁場方向不垂直時，穿過平面的磁通量可用平面在垂直于磁場B的方向的投影面積進行計算，即二BS丄二BScos 0 （如圖勺.3.穿過面積S的磁通量等于穿過該面積的磁感線的條數(shù).b4.磁通密度圖4由二BS得B二左磁感應強度等于穿過理團邑的磁通量，所以也叫_磁通密度即學即用判斷下列說法的正誤.(1) 磁通量不僅有大小，而且有方向，所以是矢量.(X )(2) 磁通量越大，磁感應強度越大.(X )(3) 穿過某一面積的磁通量為零，該處磁感應強度不一定為零.(V )(4) 磁通量就是磁感應強度.(X )三、利用安培力測定磁感應強度知識梳理1原理 f根據(jù)B二丄,測出通電導線在磁場中的有效長度、通電導線上

6、的電 流以及所受安培力的大小，代入公 式即可求出磁感應強度32. 測量原理圖（如圖5所示）對對答案吧3. 測量過程(1) 按照原理圖連接好電路，記下此時彈簧測力計的讀數(shù)(2) 將滑動變阻器的滑片置于最右端，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表 的讀數(shù)為人，記下彈簧測力計的讀數(shù)，則磁場對矩形線框位于磁場中的 條邊的作用力的大小為F二IF】-Fl.(3) 再測出線框在磁場中的這條邊的長度為乙代入B二4.注意事項F IF - FolIL 二 IXL 5即可求得B的大小.(1)為使測量過程簡單，使矩形線框所在平面與N極、S極的連線垂直.(2) 使矩形線框的短邊全部放在N、S極之間的區(qū)域中.(3) 為使測量

7、更精確，可把彈簧測力計換成精密天平.題型探究一.對磁感應強度概念及公式的理解(1)在定義式B二務中，通電導線必須垂直于磁場方向放置，因為沿不同方 向放置導線時，同一導線受到的磁場力不相等.(2)磁感應強度的定義式也適用于非勻強磁場，這時厶應很短很短，IL稱為“電流元，相當于靜電場中電場強度公式E專中的“試探電荷答案I解析例1 關于磁感應強度，下列說法正確的是A. 由B二務可知，B與F成正比，與厲成反比B. 通電導線放在磁場中某點，該點就有磁感應強度，如果將通電導線拿走, 該點的磁感應強度就變?yōu)榱鉉. 通電導線所受磁場力不為零的地方一定存在磁場，通電導線不受磁場力 的地方一定不存在磁場（即B二0

8、）w茲場中某點的磁感應強度由磁場本身決定p磁感應強度B=只是一個定義式，而不是決定式；磁感應強度B是由磁 場本身的性質(zhì)決定的，與放不放通電導線無關.故選D.二對磁通量的認識和計算(1) 磁通量是標量，但有正負，若磁感線從某一面上穿入時，磁通量為正 值，則磁感線從此面穿出時為負值.(2) 若同時有磁感線沿相反方向穿過同一平面且正向磁通量為烏，反向磁 通量為。2,則穿過該平面的磁通量二廠2例2如圖6所示，框架面積為S,框架平面與磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直，則穿過線框平面的磁通量為多少？若使框架繞00軸轉(zhuǎn)過60 角，則穿過線框平面的磁通量為多少？若從初始位置轉(zhuǎn)過90角，則穿過線框平面的磁通量為

9、多少？若從初始位置轉(zhuǎn)過180角，則穿過線框平面的磁通量變化了多少?答案BS 如 S 0 2BSX X ； X X解析；BX X ； X XX X ； X XI ofI三.磁感應強度矢量的疊加磁感應強度是矢量，當空間存在幾個磁體（或電流）時，每一點的磁場為各個磁體（或電流）在該點產(chǎn)生磁場的矢量和磁感應強度疊加時遵循平行四邊形定則.例3在磁感應強度為B。、方向豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導線，電流的方向垂直于紙面向里.如圖7所示，、b、c、d是以直導線為圓心的同_圓周上的四點，在這四點中A.b、d兩點的磁感應強度相等Bd、b兩點的磁感應強度相等D.b點的磁感應強度的值最大1 )1 /

10、 / /1 丿d( 丿、 、 、 10FbFc答案I解析BF“ 二 Fb = FcC.FbFa Fb =卩。123453. 如圖10所示，邊長為厶的兀匝正方形線框c內(nèi)部有一邊長為|的正方形答案區(qū)域的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B.下列說法正確的是A. 穿過線框c的磁通量為BZ?B.穿過線框cd的磁通量為nBL?D.穿過線框的磁通量為 萼rxxI XXXXyI xxxxZI XXXX圖10答案解析4. 如圖11所示，兩根相互平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面 垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流，。、。、b在M、N的連線上, 。為MN的中點，c、位于MN的中垂線上，且、b、c、到0點的距離均相 等關于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是A. 0點處的磁感應強度為零B. q、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反一&、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同MD.q、c兩點處的磁感應強度的方向不同圖112345O5. 如圖1