吉林省集安市第一中學(xué)高二物理磁感應(yīng)強(qiáng)度課件

1、集安一中集安一中 高晶高晶溫故知新溫故知新電場的性質(zhì)：電場的性質(zhì)：電場強(qiáng)度：公式：電場強(qiáng)度：公式： 方向：方向：磁場的性質(zhì)：磁場的性質(zhì)：類比與電場，磁場中的類比與電場，磁場中的“類試探電荷類試探電荷”應(yīng)該是什應(yīng)該是什么？么？對放入其中的電荷有力的作對放入其中的電荷有力的作用用E=F/q正檢驗電荷所受電場力的方向正檢驗電荷所受電場力的方向?qū)Ψ湃肫渲械拇朋w和通電導(dǎo)線產(chǎn)對放入其中的磁體和通電導(dǎo)線產(chǎn)生力的作用生力的作用小磁針小磁針一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向1、物理學(xué)中，把小磁針、物理學(xué)中，把小磁針N極的受力方向，即小磁針極的受力方向，即小磁針靜靜 止止時北極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應(yīng)強(qiáng)

2、度方向，時北極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向， 簡稱磁場方向。簡稱磁場方向。能否仿照電場強(qiáng)度能否仿照電場強(qiáng)度大小的定義方式來大小的定義方式來定義磁感應(yīng)強(qiáng)度大定義磁感應(yīng)強(qiáng)度大??？??？新知探究新知探究二、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小二、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小演示實驗：通電直導(dǎo)線在磁場中受到的磁場力與哪些因素有關(guān)演示實驗：通電直導(dǎo)線在磁場中受到的磁場力與哪些因素有關(guān)實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：1、導(dǎo)線受到的磁場力與電流大小成正比、導(dǎo)線受到的磁場力與電流大小成正比2、導(dǎo)線受到的磁場力與導(dǎo)線長度成正比、導(dǎo)線受到的磁場力與導(dǎo)線長度成正比3、公式表示：、公式表示：F=ILB1、電流元：很短一段通電導(dǎo)線中電流、電流元：很短一段通電導(dǎo)

3、線中電流I與導(dǎo)線與導(dǎo)線長度長度L的乘積的乘積IL叫做電流元。叫做電流元。2 、磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義：、磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義： 在磁場中垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線在磁場中垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線受到的磁場力受到的磁場力F，跟電流，跟電流I與通電直導(dǎo)線的長與通電直導(dǎo)線的長度度L的乘積的乘積IL的比值，叫做通電直導(dǎo)線所在的比值，叫做通電直導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。3、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度單位：特斯拉（單位：特斯拉（T）1T=1 N_Am4、磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義、磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義：描述磁場大小及方向的物理量描述磁場大小及方向的物理量公式：公式：B =F_IL人體器官內(nèi)的磁場 10-131

4、0-9地磁場在地面附近的平均值 510-5我國研制的作為磁譜儀核心部件的大型永磁體中心的磁場 0.1346電動機(jī)或變壓器鐵芯中的磁場 0.8 1.7電視機(jī)偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)的磁場 約0.1實驗室使用的最強(qiáng)磁場 瞬時103恒定37中子星表面的磁場 106108原子和表面的磁場 約1012一些磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度一些磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度1、通電直導(dǎo)線的長度、通電直導(dǎo)線的長度2、電流大小、電流大小3、導(dǎo)線與磁場的方向、導(dǎo)線與磁場的方向4、磁場的強(qiáng)弱、磁場的強(qiáng)弱內(nèi)容解析內(nèi)容解析 與電場強(qiáng)度相對應(yīng)，我與電場強(qiáng)度相對應(yīng)，我們本可以把描述磁場強(qiáng)弱的們本可以把描述磁場強(qiáng)弱的物理量叫做磁場強(qiáng)度。但歷物理量叫做磁場強(qiáng)度。但歷史上

5、，磁場強(qiáng)度已經(jīng)用來表史上，磁場強(qiáng)度已經(jīng)用來表示另一個物理量，因此物理示另一個物理量，因此物理學(xué)中用學(xué)中用磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度來描述磁來描述磁場的強(qiáng)弱。場的強(qiáng)弱。一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 不同的磁鐵磁性是不同的，磁體磁性的強(qiáng)弱表不同的磁鐵磁性是不同的，磁體磁性的強(qiáng)弱表現(xiàn)為他產(chǎn)生的磁場對磁性物體和通電導(dǎo)線的吸引能力，現(xiàn)為他產(chǎn)生的磁場對磁性物體和通電導(dǎo)線的吸引能力，也就是說，磁場有強(qiáng)弱之分。也就是說，磁場有強(qiáng)弱之分。 我們回顧一下電場強(qiáng)度的檢測我們回顧一下電場強(qiáng)度的檢測方法：方法： 在被檢測的電場中放入一個試探電荷，在被檢測的電場中放入一個試探電荷，通過試探電荷的受力來判斷電場的方向

6、。通過試探電荷的受力來判斷電場的方向。 人們很容易想到，把一枚可以轉(zhuǎn)動的小磁針人們很容易想到，把一枚可以轉(zhuǎn)動的小磁針作為檢驗用的磁體放在磁場中的某一點，觀察他作為檢驗用的磁體放在磁場中的某一點，觀察他的受力情況，由此來描述磁場。的受力情況，由此來描述磁場。 小磁針總有兩個磁小磁針總有兩個磁極，它在磁場中受力后，極，它在磁場中受力后，一般情況下將會轉(zhuǎn)動。一般情況下將會轉(zhuǎn)動。小磁針靜止后，它的指小磁針靜止后，它的指向就確定了，顯示出這向就確定了，顯示出這一點的磁場對小磁針一點的磁場對小磁針N極和極和S極的作用力方向。極的作用力方向。 物理學(xué)中把物理學(xué)中把小磁針靜止時小磁針靜止時N N極所指的方向規(guī)

7、定極所指的方向規(guī)定為該點的為該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向磁感應(yīng)強(qiáng)度方向。簡稱磁場方向。簡稱磁場方向。 但是但是N極不極不能單獨(dú)存在，因能單獨(dú)存在，因而不可能測量而不可能測量N極受力的大小，極受力的大小，也就不可能確定也就不可能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小了。小了。 磁場除了對磁體有作用力，還對通電導(dǎo)線有磁場除了對磁體有作用力，還對通電導(dǎo)線有作用力?？梢杂靡欢瓮妼?dǎo)線來檢測磁場的強(qiáng)度。作用力?？梢杂靡欢瓮妼?dǎo)線來檢測磁場的強(qiáng)度。 二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 把一段通電直導(dǎo)線放在磁場里，當(dāng)導(dǎo)線方把一段通電直導(dǎo)線放在磁場里，當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時，電流所受的安培力最大；向與磁場方向垂

8、直時，電流所受的安培力最大；當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向一致時，電流所受的安培力最當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向一致時，電流所受的安培力最小，等于零；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向斜交時，所小，等于零；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向斜交時，所受的安培力介于最大值和最小值之間。為了簡單受的安培力介于最大值和最小值之間。為了簡單起見，我們研究導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時的安起見，我們研究導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時的安培力以此來探究磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。培力以此來探究磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。 在物理學(xué)中，在物理學(xué)中，把很短的一段通電導(dǎo)線中的把很短的一段通電導(dǎo)線中的電流電流I，與導(dǎo)線的長度，與導(dǎo)線的長度L的乘積的乘積IL叫做電流元。叫做電流元。但要使導(dǎo)線中有電流，就

9、要把它連到電源上，但要使導(dǎo)線中有電流，就要把它連到電源上，所以孤立的電流元是不存在的。實際上要用相所以孤立的電流元是不存在的。實際上要用相當(dāng)長的通電導(dǎo)線。不過如果做實驗的那部分磁當(dāng)長的通電導(dǎo)線。不過如果做實驗的那部分磁場的強(qiáng)弱、方向都是一樣的，就是勻強(qiáng)磁場，場的強(qiáng)弱、方向都是一樣的，就是勻強(qiáng)磁場，我們也可以用比較長的通電導(dǎo)線我們也可以用比較長的通電導(dǎo)線 進(jìn)行試驗，從結(jié)果中推知一小段進(jìn)行試驗，從結(jié)果中推知一小段 電流元的受力情況。電流元的受力情況。還記得電還記得電場強(qiáng)度場強(qiáng)度E是怎樣推是怎樣推導(dǎo)的嗎？導(dǎo)的嗎？滑動變阻器可以滑動變阻器可以改變電流的大小改變電流的大小兩軌道間兩軌道間ab的長的長度為

10、導(dǎo)線的長度度為導(dǎo)線的長度蹄形磁鐵較寬，蹄形磁鐵較寬，可視為勻強(qiáng)磁場可視為勻強(qiáng)磁場但是但是L怎樣變怎樣變化呢？化呢？探究探究影響通電導(dǎo)線受力的因素影響通電導(dǎo)線受力的因素 如圖，三塊相同的如圖，三塊相同的體形磁鐵并列放在桌子體形磁鐵并列放在桌子上，可以認(rèn)為磁極間的上，可以認(rèn)為磁極間的磁場是均勻的。將一根磁場是均勻的。將一根直導(dǎo)線水平懸掛在磁鐵直導(dǎo)線水平懸掛在磁鐵的兩極間，導(dǎo)線的方向的兩極間，導(dǎo)線的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直。直。改進(jìn)后的實驗裝置改進(jìn)后的實驗裝置 有電流通過時導(dǎo)線將擺動一個角度，通過擺有電流通過時導(dǎo)線將擺動一個角度，通過擺動角度的大小可以比較導(dǎo)線受力的大小。分別接

11、動角度的大小可以比較導(dǎo)線受力的大小。分別接通通“2 2、3 3”和和“1 1、4 4”，可以改變導(dǎo)線通電部分的，可以改變導(dǎo)線通電部分的長度。電流由外部電路控制。長度。電流由外部電路控制。 先保持導(dǎo)線通電部分的長度不變，改變電流先保持導(dǎo)線通電部分的長度不變，改變電流的大??；然后保持電流不變，改變導(dǎo)線通電部分的大??；然后保持電流不變，改變導(dǎo)線通電部分的長度。觀察這兩個因素對導(dǎo)線受力的影響。的長度。觀察這兩個因素對導(dǎo)線受力的影響。實驗內(nèi)容：實驗內(nèi)容： 實驗發(fā)現(xiàn)：實驗發(fā)現(xiàn)： 通電導(dǎo)線長度一定時，電流越大，導(dǎo)線受通電導(dǎo)線長度一定時，電流越大，導(dǎo)線受到的力就越大，即觀測到的擺動角度會比較大；到的力就越大，

12、即觀測到的擺動角度會比較大；電流一定時，通電導(dǎo)線越長，導(dǎo)線受到的力也電流一定時，通電導(dǎo)線越長，導(dǎo)線受到的力也越大，擺動幅度同樣增大。越大，擺動幅度同樣增大。 我們也可以仿照電場強(qiáng)度的推導(dǎo)方法對磁場我們也可以仿照電場強(qiáng)度的推導(dǎo)方法對磁場中的中的F、I、L的關(guān)系事先作出推導(dǎo)。的關(guān)系事先作出推導(dǎo)。 分析了很多實驗事實后人們認(rèn)識到，通電導(dǎo)分析了很多實驗事實后人們認(rèn)識到，通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，它受力的大小既與導(dǎo)線的線與磁場方向垂直時，它受力的大小既與導(dǎo)線的長度長度L L成正比，又與導(dǎo)線的電流成正比，又與導(dǎo)線的電流I I成正比，即與成正比，即與I I和和L L的乘積的乘積ILIL成正比。用公式表示為成

13、正比。用公式表示為F=BIL 由于安培在研究磁場與電流的相互作用方面由于安培在研究磁場與電流的相互作用方面作出了杰出的貢獻(xiàn)，為了紀(jì)念他，人們把通電導(dǎo)作出了杰出的貢獻(xiàn)，為了紀(jì)念他，人們把通電導(dǎo)線在磁場中的受力叫做線在磁場中的受力叫做安培力安培力。 式中的式中的B B是比例系數(shù)，它與導(dǎo)線的長度和電是比例系數(shù)，它與導(dǎo)線的長度和電流的大小都沒關(guān)系。但是在不同的情況下，流的大小都沒關(guān)系。但是在不同的情況下，B B的的值是不同的：即使是同樣的值是不同的：即使是同樣的I I、L,L,在不同的磁場在不同的磁場中，或在磁場中的不同位置，一般說來導(dǎo)線受中，或在磁場中的不同位置，一般說來導(dǎo)線受的力也不一樣?？磥?，的

14、力也不一樣?？磥?，B B正是我們尋找的表征磁正是我們尋找的表征磁場強(qiáng)度的物理量場強(qiáng)度的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度。 由此，在導(dǎo)線與磁場垂直的最簡單情況下由此，在導(dǎo)線與磁場垂直的最簡單情況下ILFB 磁感應(yīng)強(qiáng)度有大小也有方向，因此是矢量，可磁感應(yīng)強(qiáng)度有大小也有方向，因此是矢量，可以像電場強(qiáng)度一樣跟據(jù)平行四邊形原則進(jìn)行疊加。以像電場強(qiáng)度一樣跟據(jù)平行四邊形原則進(jìn)行疊加。1B2BB磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，受到在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，受到的安培力的安培力F跟電流跟電流I和導(dǎo)線長度和導(dǎo)線長度L乘積乘積IL的比的比值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。值，叫做通電導(dǎo)線所

15、在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。定義：定義：定義式：定義式：ILFB （注意：磁感應(yīng)強(qiáng)度（注意：磁感應(yīng)強(qiáng)度B由磁場本身決由磁場本身決定，與定，與F、I、L無關(guān)。）無關(guān)。）單位：單位：特斯拉特斯拉 T矢量：矢量：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，方向與該點磁場方向相同。磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，方向與該點磁場方向相同。人體器官內(nèi)的磁場 10-1310-9地磁場在地面附近的平均值 510-5我國研制的作為磁譜儀核心部件的大型永磁體中心的磁場 0.1346電動機(jī)或變壓器鐵芯中的磁場 0.8 1.7電視機(jī)偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)的磁場 約0.1實驗室使用的最強(qiáng)磁場 瞬時103恒定37中子星表面的磁場 106108原子和表面的磁場 約1012一些磁場的磁

16、感應(yīng)強(qiáng)度一些磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度小資料小資料特斯拉特斯拉 特斯拉（特斯拉（Nikola Tesla，18561943）美國電氣工程師，他一美國電氣工程師，他一生致力于交變電流的研生致力于交變電流的研究，是交變電流進(jìn)入實究，是交變電流進(jìn)入實用領(lǐng)域的主要推動者。用領(lǐng)域的主要推動者。動畫：研究安培力大小與什么有關(guān)動畫：研究安培力大小與什么有關(guān)動畫：磁場的方向動畫：磁場的方向課堂小結(jié)課堂小結(jié)一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 描述磁場強(qiáng)弱的物理量叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度。物理描述磁場強(qiáng)弱的物理量叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度。物理學(xué)中把小磁針靜止時學(xué)中把小磁針靜止時N極所指的方向規(guī)定為該點的極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度

17、的方向。磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，受到在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，受到的安培力的安培力F跟電流跟電流I和導(dǎo)線的長度和導(dǎo)線的長度L的乘積的乘積IL的比的比值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁感應(yīng)強(qiáng)值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小用公式：度的大小用公式： 來計算。磁感應(yīng)強(qiáng)度的單來計算。磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，符號是位是特斯拉，符號是T，1T=1N/（Am）磁感應(yīng)強(qiáng)）磁感應(yīng)強(qiáng)度度B時矢量。時矢量。ILFB 課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1. 1.下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ）。）。 A.A.磁場中某處的磁

18、感應(yīng)強(qiáng)度的大小，就是通磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，就是通以電流以電流I I，長為，長為L L的一段小導(dǎo)線放在該處時所受的的一段小導(dǎo)線放在該處時所受的磁場力磁場力F F與與I I、L L的比值；的比值； B.B.一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用，一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用，則該處一定沒有磁場；則該處一定沒有磁場； C.C.一小段通電導(dǎo)線放在磁場中一小段通電導(dǎo)線放在磁場中A A處所受的磁場處所受的磁場力比放在力比放在B B處大，則處大，則A A處磁感應(yīng)強(qiáng)度比處磁感應(yīng)強(qiáng)度比B B處大；處大； G G D.D.因為因為B=F/IL,B=F/IL,所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與所以某處磁感應(yīng)

19、強(qiáng)度的大小與放入該處的通電小段導(dǎo)線放入該處的通電小段導(dǎo)線ILIL乘積成反比；乘積成反比； E.E.因為因為B=F/ILB=F/IL，所以導(dǎo)線的電流越大，其周圍，所以導(dǎo)線的電流越大，其周圍的磁場反而減弱；的磁場反而減弱； F.F.放在勻強(qiáng)磁場各處的導(dǎo)線，受力的大小和方放在勻強(qiáng)磁場各處的導(dǎo)線，受力的大小和方向相同；向相同； G.G.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)。電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)。 2. 2.下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向說法正確的下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向說法正確的是（是（ ）。）。 A.A.磁感線上某點的且先就是該點的磁

20、感應(yīng)強(qiáng)磁感線上某點的且先就是該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向；度的方向； B.B.某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一定是該點通電到某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一定是該點通電到線所受磁場力的方向；線所受磁場力的方向； C.C.小磁針小磁針N N極受力的方向就是該點磁感應(yīng)強(qiáng)極受力的方向就是該點磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向；度的方向； D.D.垂直于磁場放置的通電直導(dǎo)線的受力方向垂直于磁場放置的通電直導(dǎo)線的受力方向就是該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。就是該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。 A A 3. 3.以下關(guān)于磁場和電場的描述，其中說法正確以下關(guān)于磁場和電場的描述，其中說法正確的（的（ ）。）。 A.A.電荷處在某處不受電場力的作用時，該處的電荷處在某處

21、不受電場力的作用時，該處的電場強(qiáng)度不一定為零；電場強(qiáng)度不一定為零； B.B.一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力的作用，一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力的作用，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零；該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零； C.C.如果運(yùn)動電荷在電場中只受電場力的作用，如果運(yùn)動電荷在電場中只受電場力的作用，則它經(jīng)過一小段時間后，動能一定變化；則它經(jīng)過一小段時間后，動能一定變化； D.D.如果運(yùn)動電荷在磁場中只受磁場力的作用，如果運(yùn)動電荷在磁場中只受磁場力的作用，則它經(jīng)過一小段時間后，動能不一定變化。則它經(jīng)過一小段時間后，動能不一定變化。B B 4. 4.在紙面上放有一個等邊三角形在紙面上放有一個等邊三角形A

22、BCABC，其頂點，其頂點處都有通有相同電流的三根長直線垂直于紙面放處都有通有相同電流的三根長直線垂直于紙面放置，電流的方向如圖所示，每根通電導(dǎo)線在三角置，電流的方向如圖所示，每根通電導(dǎo)線在三角形中心產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為形中心產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B B0 0, ,則中心則中心O O處的磁處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為感應(yīng)強(qiáng)度為_。0 0O. .磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是，相當(dāng)于（）。磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是，相當(dāng)于（）。2sAkg1 .A22sAmkg1 .D2sAmkg1 .B22s /mkg1 .C.關(guān)于電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度下列說法正確的是關(guān)于電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度下列說法正確的是（）。（）。電場強(qiáng)度的定義式，適用于任電場強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場；何電場；由真空中點電荷的電場強(qiáng)度公式由真空中點電荷的電場強(qiáng)度公式知，當(dāng)知，當(dāng)時，電場強(qiáng)度趨近于無窮大；時，電場強(qiáng)度趨近于無窮大；由公式知，一小段通電