高二物理選修3-13.2磁感應(yīng)強(qiáng)度

1、磁場對磁性物質(zhì)和通電導(dǎo)線的作用力有強(qiáng)弱之分。磁場對磁性物質(zhì)和通電導(dǎo)線的作用力有強(qiáng)弱之分。 思考：思考： 用條形磁鐵可以在一定的距離內(nèi)吸起較用條形磁鐵可以在一定的距離內(nèi)吸起較 小質(zhì)量的鐵塊，巨大的電磁鐵卻能吸起成噸小質(zhì)量的鐵塊，巨大的電磁鐵卻能吸起成噸 的鋼塊，的鋼塊，表明磁場有強(qiáng)有弱，如何表示磁場表明磁場有強(qiáng)有弱，如何表示磁場 的強(qiáng)弱呢？的強(qiáng)弱呢？學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、理解磁感應(yīng)強(qiáng)度、理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義及其單位；的定義及其單位；2、知道磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的規(guī)定；、知道磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的規(guī)定；3、掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式及會用來進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。、掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式及會用來進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。復(fù)習(xí)類比復(fù)

2、習(xí)類比描述磁場的強(qiáng)弱和方向呢描述磁場的強(qiáng)弱和方向呢? ?一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向：一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向： 物理學(xué)中把小磁針靜止時物理學(xué)中把小磁針靜止時N N極所指的方向極所指的方向規(guī)定規(guī)定為該點(diǎn)為該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，簡稱磁場方向。磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，簡稱磁場方向。電場的方向電場的方向正試探電荷的受力方向正試探電荷的受力方向磁場的方向磁場的方向磁體或電流的受力方向磁體或電流的受力方向小磁針靜止時小磁針靜止時N N極所指的方向極所指的方向?qū)W案導(dǎo)學(xué)學(xué)案導(dǎo)學(xué)P91 例例2 不能不能. .因?yàn)橐驗(yàn)镹N極不能單獨(dú)存在。小磁針靜極不能單獨(dú)存在。小磁針靜止時所受的力為合力，因而不能用測量止時所受的力為合力，因而不

3、能用測量NN極受極受力的大小來確定磁場的大小。力的大小來確定磁場的大小。問題問題1 1：磁場的大小能否從小磁針受力的磁場的大小能否從小磁針受力的情況來研究情況來研究? ?問題問題2 2：磁場不僅能對磁體有作用力磁場不僅能對磁體有作用力, ,還對還對通電導(dǎo)體有作用力通電導(dǎo)體有作用力. .能否用很小一段通電能否用很小一段通電導(dǎo)體來檢驗(yàn)磁場的強(qiáng)弱導(dǎo)體來檢驗(yàn)磁場的強(qiáng)弱? ?電流元：電流元：很短的一段通電導(dǎo)線中的電流很短的一段通電導(dǎo)線中的電流I I與導(dǎo)與導(dǎo)線長度線長度L L的乘積的乘積IL.IL.方法：方法：用檢驗(yàn)電流元來研究磁場強(qiáng)弱用檢驗(yàn)電流元來研究磁場強(qiáng)弱 思考：思考：通電導(dǎo)線受到的磁場通電導(dǎo)線受到

4、的磁場力與哪些因素有關(guān)力與哪些因素有關(guān)? ?導(dǎo)線長度、電流大小、磁場導(dǎo)線長度、電流大小、磁場的不同、放置的位置（導(dǎo)線的不同、放置的位置（導(dǎo)線與磁場方向平行、垂直及任與磁場方向平行、垂直及任意夾角受力情況不同）意夾角受力情況不同）二二.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小理想模型理想模型實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法: :控制變量法控制變量法1 1、保持磁場和通電導(dǎo)線的長度不變，、保持磁場和通電導(dǎo)線的長度不變，改變電改變電流流的大小。的大小。2 2、保持磁場和導(dǎo)線中的電流不變，、保持磁場和導(dǎo)線中的電流不變，改變改變通電通電導(dǎo)線的導(dǎo)線的長度長度。u實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案結(jié)論：結(jié)論：在通電導(dǎo)線的長度和磁場不變時，在通電導(dǎo)線

5、的長度和磁場不變時，電流越大，導(dǎo)線所受的磁場力就越大。電流越大，導(dǎo)線所受的磁場力就越大。結(jié)論：結(jié)論：在通電導(dǎo)線的電流和磁場不變時，導(dǎo)在通電導(dǎo)線的電流和磁場不變時，導(dǎo)線越長，導(dǎo)線所受的磁場力就越大。線越長，導(dǎo)線所受的磁場力就越大?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：導(dǎo)線越長，導(dǎo)線的偏角越大。導(dǎo)線越長，導(dǎo)線的偏角越大?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：電流越大，導(dǎo)線的偏角越大。電流越大，導(dǎo)線的偏角越大。如何改變？如何改變？精確的實(shí)驗(yàn)研究表明：精確的實(shí)驗(yàn)研究表明：通電導(dǎo)線與磁場方向通電導(dǎo)線與磁場方向垂直垂直時，它受力的大小既與導(dǎo)線的長度時，它受力的大小既與導(dǎo)線的長度L 成正比，又成正比，又與導(dǎo)線中的電流與導(dǎo)線中的電流I 成正比，即與成正比，即與

6、I和和L的乘積的乘積 IL 成成正比。正比。三、磁感應(yīng)強(qiáng)度三、磁感應(yīng)強(qiáng)度1、定義：、定義：3、單位：、單位：4、方向：、方向：在磁場中在磁場中垂直于磁場方向垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的通電導(dǎo)線，所受的磁場力的磁場力F跟電流跟電流I和導(dǎo)線長度和導(dǎo)線長度L的乘積的乘積IL的的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度在國際單位制中在國際單位制中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯特斯拉拉,簡稱特簡稱特,國際符號是國際符號是T1T=1N/Am磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量, 方向與該點(diǎn)磁場的方向一致方向與該點(diǎn)磁場的方向一致2、定義式：、定義式：ILFB（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度由通電導(dǎo)線的長度、電流）磁感應(yīng)

7、強(qiáng)度由通電導(dǎo)線的長度、電流及導(dǎo)線受力決定嗎？及導(dǎo)線受力決定嗎？5、理解、理解（2）用）用B=F/IL計(jì)算時，要注意什么問題？計(jì)算時，要注意什么問題？導(dǎo)線電流的方向與磁場方向的關(guān)系，要注意兩導(dǎo)線電流的方向與磁場方向的關(guān)系，要注意兩者必須垂直。通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時受到者必須垂直。通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時受到磁場力最大，平行時為零。磁場力最大，平行時為零。磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場本身特性的物理量，跟磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場本身特性的物理量，跟磁場中是否存在通電導(dǎo)線無關(guān)。磁場中是否存在通電導(dǎo)線無關(guān)。B與與L、I、F無無關(guān)，與場源和該點(diǎn)在場中的位置有關(guān)。關(guān)，與場源和該點(diǎn)在場中的位置有關(guān)。（3 3）你對電流元

8、如何理解？）你對電流元如何理解？理想模型理想模型（4 4）B反映什么性質(zhì)？反映什么性質(zhì)？ 物理意義：物理意義：B是表示磁場強(qiáng)弱和方向的物是表示磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，理量， B的大小表示磁場的強(qiáng)弱的大小表示磁場的強(qiáng)弱；B不僅能反映不僅能反映磁場的強(qiáng)弱，還能反映磁場具有方向性磁場的強(qiáng)弱，還能反映磁場具有方向性, ,B是描是描述磁場力的性質(zhì)的物理量，是述磁場力的性質(zhì)的物理量，是矢量矢量。（5 5）你認(rèn)為電場力（磁場力）在方向上與電場）你認(rèn)為電場力（磁場力）在方向上與電場強(qiáng)度（磁感應(yīng)強(qiáng)度）有何關(guān)系？強(qiáng)度（磁感應(yīng)強(qiáng)度）有何關(guān)系？（6 6）若在某一點(diǎn)同時存在幾個磁場，則該點(diǎn)的）若在某一點(diǎn)同時存在幾個磁場

9、，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B如何？如何？若某一空間同時存在幾個磁場，空間的磁場應(yīng)若某一空間同時存在幾個磁場，空間的磁場應(yīng)由這幾個磁場疊加而成，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為由這幾個磁場疊加而成，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B，則有：，則有：B B = = B B1 1+ +B B2 2+ +B B3 3（矢量和）（矢量和） ，用，用平行四邊形法則運(yùn)算平行四邊形法則運(yùn)算電場強(qiáng)度方向規(guī)定為正電荷受力方向；電場強(qiáng)度方向規(guī)定為正電荷受力方向； 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向規(guī)定為小磁針北極受力方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向規(guī)定為小磁針北極受力方向， 與電流受力方向垂直。與電流受力方向垂直。尼古拉特斯拉（Nikola Tesla，1856

10、年7月10日1943年1月7日），塞爾維亞裔美籍發(fā)明家、機(jī)械工程師、電氣工程師。他被認(rèn)為是電力商業(yè)化的重要推動者之一，并因主持設(shè)計(jì)了現(xiàn)代交流電系統(tǒng)而最為人知。在邁克爾法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁場理論的基礎(chǔ)上，特斯拉在電磁場領(lǐng)域有著多項(xiàng)革命性的發(fā)明。他的多項(xiàng)相關(guān)專利以及電磁學(xué)的理論研究工作是現(xiàn)代的無線通信和無線電的基石。1 1、下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法中正確的、下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法中正確的是（是（ ） A A通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大定大B B通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大大C C放在勻強(qiáng)磁場中各處的

11、通電導(dǎo)線，受力大放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同小和方向處處相同D D磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的磁感應(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)通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)2 2、下列說法中錯誤的是（、下列說法中錯誤的是（ ）A A磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，就是通以電磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，就是通以電流流I I、長為、長為L L的一小段導(dǎo)線放在該處時所受磁場力的一小段導(dǎo)線放在該處時所受磁場力F F與與I I、L L的乘積的比值的乘積的比值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

12、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處時受磁場力處時受磁場力比放在比放在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處的磁感應(yīng)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大強(qiáng)度大D D因?yàn)橐驗(yàn)锽 =F/ILB =F/IL，所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的通電小段導(dǎo)線與放在該處的通電小段導(dǎo)線IL IL乘積成反比乘積成反比3 3、一根導(dǎo)線長、一根導(dǎo)線長0.2m0.2m，通過，通過3A3A的電流，的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是垂直放入磁場中某處受到的磁場力是6 61010-2-2NN，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的大的大

13、小是小是_；如果該導(dǎo)線的長度和電；如果該導(dǎo)線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度流都減小一半，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是的大小是_。 4.4.磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強(qiáng)度是它的電流強(qiáng)度是2.5 A2.5 A，導(dǎo)線長，導(dǎo)線長1 cm1 cm，它受到的，它受到的安培力為安培力為5 51010-2-2 N N，則這個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則這個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？是多大？5.5.接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到到5A5A時，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？該通時，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？該

14、通電導(dǎo)線受到的力是多大？電導(dǎo)線受到的力是多大？注意：計(jì)算時要統(tǒng)一用國際單位制。注意：計(jì)算時要統(tǒng)一用國際單位制。T 2m 1012.5AN 105ILFB22解答：解答：解答：磁感應(yīng)強(qiáng)度解答：磁感應(yīng)強(qiáng)度B B是由磁場和空間位置（點(diǎn)）決定的，是由磁場和空間位置（點(diǎn)）決定的，和導(dǎo)線的長度和導(dǎo)線的長度L L、電流、電流I I的大小無關(guān)，所以該點(diǎn)的磁感應(yīng)的大小無關(guān)，所以該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是強(qiáng)度是2 T.2 T.根據(jù)根據(jù)F=BILF=BIL得，得，F(xiàn)=2 F=2 5 5 0.01=0.1N 0.01=0.1NC C1 1、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是（、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是（ ）A A、由、

15、由B=F/ILB=F/IL可知可知, ,磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨通磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨通電導(dǎo)線中電流電導(dǎo)線中電流I I的減小而增大的減小而增大B B、由、由B=F/ILB=F/IL可知可知, ,磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨通磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨通電導(dǎo)線所受的磁場力電導(dǎo)線所受的磁場力F F的增大而增大的增大而增大C C、通電導(dǎo)線所受的磁場力為零，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不、通電導(dǎo)線所受的磁場力為零，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零一定為零D D、放置在磁場中、放置在磁場中1m1m長的通電導(dǎo)線，通入長的通電導(dǎo)線，通入1A1A的電流，受的電流，受到的安培力為到的安培力為1N1N，則該處的磁感應(yīng)

16、強(qiáng)度就是，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是1T1T2 2、下列說法正確的是、下列說法正確的是（ ）A A、 磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，等于長為磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，等于長為L L通以電流通以電流I I的一小段導(dǎo)線放在該處時所受磁場力的一小段導(dǎo)線放在該處時所受磁場力F F與與ILIL乘積的比值乘積的比值B B、同一根導(dǎo)線，通有相同的電流，受到磁場力大的地方、同一根導(dǎo)線，通有相同的電流，受到磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度大磁感應(yīng)強(qiáng)度大C C、因?yàn)?、因?yàn)锽=F/ILB=F/IL，所以磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與，所以磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的導(dǎo)線所受磁場力放在該處的導(dǎo)線所受磁場力F F的大小

17、成正比，與的大小成正比，與ILIL的大小的大小成反比成反比D D、磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在磁場中的通電導(dǎo)線、磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在磁場中的通電導(dǎo)線的長度、電流大小及所受磁場力的大小均無關(guān)的長度、電流大小及所受磁場力的大小均無關(guān)D D0.1T0.1T3 3、一根導(dǎo)線長、一根導(dǎo)線長0.2m0.2m，通入，通入3A3A的電流，垂直放入磁場中某的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是處受到的磁場力是6 61010-2-2N N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的大的大小是小是 ；如果該導(dǎo)線的長度和電流都減小一；如果該導(dǎo)線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是半

18、，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是 。 0.1T0.1T4 4、有一小段通電導(dǎo)線、有一小段通電導(dǎo)線, ,長為長為1cm,1cm,電流為電流為5A,5A,把它置于磁把它置于磁場中某點(diǎn)場中某點(diǎn), ,受到的磁場力為受到的磁場力為0.1N,0.1N,則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B一定是一定是 ( ) ( )A A、B =2TB =2TB B、B 2TB 2TC C、B 2TB 2TD D、以上情況都有可能、以上情況都有可能C C5 5、在磁場中的同一位置、在磁場中的同一位置, ,先后引入長度相等的直導(dǎo)線先后引入長度相等的直導(dǎo)線a a和和b b，a a、b b導(dǎo)線的方向均與磁場方向垂直，但兩導(dǎo)線中

19、的電流不同，導(dǎo)線的方向均與磁場方向垂直，但兩導(dǎo)線中的電流不同，因此所受的力也不一樣，下面的幾幅圖像表現(xiàn)的是導(dǎo)線所受因此所受的力也不一樣，下面的幾幅圖像表現(xiàn)的是導(dǎo)線所受的力的力F F與通過導(dǎo)線的電流與通過導(dǎo)線的電流I I的關(guān)系。的關(guān)系。a a、b b各自有一組各自有一組F F、I I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，在圖像中各描出一個點(diǎn)。在在圖像中各描出一個點(diǎn)。在A A、B B、C C、D D四幅圖中，正確的是四幅圖中，正確的是哪一幅或哪幾幅（哪一幅或哪幾幅（ ）abOIFabOIFbIFaObIFaOABCD答案：答案：BCBC6 6、磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強(qiáng)、磁場中放一根與磁場方向垂直的通

20、電導(dǎo)線，它的電流強(qiáng)度是度是2.5 A2.5 A，導(dǎo)線長，導(dǎo)線長1 cm1 cm，它受到的作用力為，它受到的作用力為5 51010-2-2 N N，則，則這個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？這個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？T 2m 1012.5AN 105ILFB22解答：解答：7 7、接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到、接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到5A5A，這一，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？該通電導(dǎo)線受到的作用力是多點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？該通電導(dǎo)線受到的作用力是多大？大？注意：計(jì)算時要統(tǒng)一用國際單位。注意：計(jì)算時要統(tǒng)一用國際單位。解答：解答：磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B是由磁場和空間位置

21、（點(diǎn)）決定的，和是由磁場和空間位置（點(diǎn)）決定的，和導(dǎo)線的長度導(dǎo)線的長度L L、電流、電流I I的大小無關(guān)，所以該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度仍的大小無關(guān)，所以該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度仍是是2 T2 T。根據(jù)根據(jù)F=BILF=BIL得，得，F(xiàn)=2F=25 50.01N=0.1N0.01N=0.1N8、有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度、有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向說法正確的是（的方向說法正確的是（ ）A、B的方向就是小磁針的方向就是小磁針N極所指的方向極所指的方向B、B的方向與小磁針的方向與小磁針N極的受力方向一致極的受力方向一致C、B的方向就是通電導(dǎo)線的受力方向的方向就是通電導(dǎo)線的受力方向D、B的方向垂直于該處磁場的方向的方向垂直于該處磁場的方向B9、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小下列說法正確的是（、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小下列說法正確的是（ ）A、通電導(dǎo)線所受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大、通電導(dǎo)線所受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大B、垂直磁場放置的通電導(dǎo)線受力的方向就是磁感、垂直磁場放置的通電導(dǎo)線受力的方向就是磁感 應(yīng)強(qiáng)度的方向應(yīng)強(qiáng)度的方向C、放在同一磁場中兩根通電導(dǎo)線中電流相等時受力、放在同一磁場中兩根通電導(dǎo)線中電流相等時受力 大小一定相等大小一定相等D、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