高中物理人教版1第三章磁場 2023版第3章2磁感應(yīng)強度

2磁感應(yīng)強度學(xué)習(xí)目標(biāo)知識脈絡(luò)1.認識磁感應(yīng)強度的概念及物理意義．2．理解磁感應(yīng)強度的方向、大小、定義式和單位．(重點)3．進一步體會如何通過比值定義法定義物理量．(難點)磁感應(yīng)強度的方向eq\o([先填空])1．物理意義：磁感應(yīng)強度是描述磁場強弱和方向的物理量．2．方向：小磁針北極所受力的方向或小磁針靜止時北極的指向，簡稱磁場方向．3．標(biāo)矢性：磁感應(yīng)強度是矢量．eq\o([再判斷])1．與電場強度相似，磁場強度是表示磁場的強弱和方向的物理量．(×)2．磁場的方向就是小磁針靜止時所受合力的方向．(×)3．小磁針的N極和S極所受磁場力的方向是相反的．(√)eq\o([后思考])磁場對通電導(dǎo)體也有力的作用，該力的方向是否為磁場方向？【提示】不是磁感應(yīng)強度方向，二者垂直．eq\o([合作探討])如圖3-2-1所示，圖甲中A、B兩點處于正點電荷Q所形成的電場中，圖乙中的C、D兩點處于條形磁鐵軸線上．圖3-2-1探討1：正檢驗電荷放在A處，負檢驗電荷放在B處所受的電場力的方向與該處電場方向的關(guān)系如何？【提示】相同、相反．探討2：在C處放置的小磁針N極的指向沿什么方向？此處磁感應(yīng)強度的方向沿什么方向？【提示】小磁針N極指向沿軸線向左，磁感應(yīng)強度的方向沿軸線向左．探討3：在D處放置的小磁針S極的指向沿什么方向？此處磁感應(yīng)強度的方向沿什么方向？【提示】小磁針S極指向沿軸線向右，此處磁感應(yīng)強度的方向沿軸線向左．eq\o([核心點擊])磁場的方向的幾種表述方式小磁針在磁場中靜止時所受合力為零，即N極與S極所受磁場力平衡．所以磁場方向應(yīng)描述為小磁針N極受力方向或靜止時N極所指的方向，而不能說成是小磁針的受力方向．磁場的方向可有以下四種表達方式：(1)小磁針靜止時N極所指的方向，即N極受力的方向．(2)小磁針靜止時S極所指的反方向，即S極受力的反方向．(3)磁場的方向就是磁感應(yīng)強度B的方向．(4)磁感線的切線方向(下節(jié)學(xué)習(xí))．1．下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向和電場強度的方向的說法中，不正確的是()A．電場強度的方向與電荷所受電場力的方向相同B．電場強度的方向與正電荷所受電場力的方向相同C．磁感應(yīng)強度的方向與小磁針N極所受磁場力的方向相同D．磁感應(yīng)強度的方向與小磁針靜止時N極所指的方向相同【解析】電場強度的方向就是正電荷受的電場力的方向，磁感應(yīng)強度的方向是小磁針N極所受磁場力的方向或小磁針靜止時N極所指的方向，故只有A項錯誤．【答案】A2．(多選)如圖3-2-2所示，可自由轉(zhuǎn)動的小磁針上方有一根長直導(dǎo)線，開始時二者在紙面內(nèi)平行放置．當(dāng)導(dǎo)線中通入如圖所示電流I時，發(fā)現(xiàn)小磁針的N極向里轉(zhuǎn)動，S極向外轉(zhuǎn)動，停留在與紙面垂直的位置上．這一現(xiàn)象說明()【導(dǎo)學(xué)號：34522037】圖3-2-2A．小磁針檢測到了電流的磁場B．小磁針處磁場方向垂直紙面向里C．小磁針處磁場方向垂直紙面向外D．若把小磁針移走，該處就沒有磁場了【解析】小磁針可以檢驗磁場的存在，當(dāng)導(dǎo)線中通入電流時，在導(dǎo)線的周圍就產(chǎn)生了磁場．在小磁針位置處的磁場方向為N極的受力方向，即垂直紙面向里，故A、B正確，C錯誤；電流的磁場是客觀存在的特殊物質(zhì)，不會隨小磁針的移走而消失，只要導(dǎo)線中有電流存在，磁場就會存在，故D不正確．【答案】AB1磁感應(yīng)強度的方向是小磁針靜止時N極的指向.2磁場中不同位置的磁感應(yīng)強度的方向一般不同，描述時一定要指明是哪一點的磁場方向.磁感應(yīng)強度的大小eq\o([先填空])1．電流元：很短的一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度L的乘積．2．影響通電導(dǎo)線在磁場中受力大小的因素：通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時：(1)導(dǎo)線受力既與導(dǎo)線的長度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積IL成正比．(2)同樣的I、L，在不同的磁場中，或在非勻強磁場的不同位置，導(dǎo)線受力一般不同(A.不同B．相同)．3．磁感應(yīng)強度的大小(1)大小：等于一個電流元垂直放入磁場中的某點，電流元受到的磁場力F與電流元IL的比值，B＝eq\f(F,IL).(2)單位：特斯拉，簡稱特，符號是T,1T＝1eq\f(N,A·m).eq\o([再判斷])1．磁感應(yīng)強度B＝eq\f(F,IL)與電場強度E＝eq\f(F,q)都是用比值定義法定義的．(√)2．電流為I，長度為L的通電導(dǎo)線放入磁感應(yīng)強度為B的磁場中受力的大小一定是F＝ILB.(×)3．磁場中某處的磁感應(yīng)強度大小與有無小磁針無關(guān)，與有無通電導(dǎo)線也無關(guān)．(√)4．公式B＝eq\f(F,IL)適用于任何磁場．(√)eq\o([后思考])“一個電流元垂直放入磁場中的某點，磁感應(yīng)強度與電流元受到的磁場力成正比，與電流元成反比．”這種說法是否正確，為什么？【提示】這種說法不正確．磁感應(yīng)強度的大小是由磁場本身決定的，不隨電流元大小及電流元所受磁場力的大小的變化而變化．eq\o([合作探討])如圖3-2-3所示，三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認為磁極間的磁場是均勻的，一長直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間．圖3-2-3探討1：磁極間的磁場沿什么方向？圖中導(dǎo)線放置的方向與磁場方向存在怎樣的方向關(guān)系？【提示】豎直向上、垂直．探討2：在研究導(dǎo)線所受的磁場力F與導(dǎo)線長度L的關(guān)系時，保持導(dǎo)線中通過的電流I不變，這是采用了什么研究方法？【提示】控制變量法．探討3：當(dāng)增大導(dǎo)線中的電流I時，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線向上擺動的角度增大了，這說明導(dǎo)線所受的磁場力隨電流大小的變化如何變化？【提示】隨電流的增大而增大．eq\o([核心點擊])1．對磁感應(yīng)強度定義式的理解(1)在定義式B＝eq\f(F,IL)中，通電導(dǎo)線必須垂直于磁場方向放置．因為磁場中某點通電導(dǎo)線受力的大小，除和磁場強弱有關(guān)以外，還和導(dǎo)線的放置有關(guān)．導(dǎo)線放入磁場中的情況不同，所受磁場力也不相同．通電導(dǎo)線受力為零的地方，磁感應(yīng)強度B的大小不一定為零，這可能是電流方向與B的方向在一條直線上的原因造成的．(2)磁感應(yīng)強度B的大小只決定于磁場本身的性質(zhì)，與F、I、L無關(guān)．(3)磁感應(yīng)強度的定義式也適用于非勻強磁場，這時L應(yīng)很短，IL稱為“電流元”，相當(dāng)于靜電場中的“試探電荷”．2．磁感應(yīng)強度B與電場強度E的比較磁感應(yīng)強度B電場強度E物理意義描述磁場的性質(zhì)描述電場的性質(zhì)定義式共同點都是用比值的形式定義的特點B＝eq\f(F,IL)，通電導(dǎo)線與B垂直，B與F、I、L無關(guān)E＝eq\f(F,q)E與F、q無關(guān)方向共同點矢量不同點小磁針N極的受力方向，表示磁場方向放入該點正電荷的受力方向，表示電場方向場的疊加共同點都遵從矢量合成法則不同點合磁感應(yīng)強度B等于各磁場的B的矢量和合場強等于各個電場的場強E的矢量和單位1T＝1N/(A·m)1V/m＝1N/C3．比值定義法是物理學(xué)中一種常用的方法，下面表達式中不屬于比值定義法的是()A．電流I＝eq\f(U,R)B．磁感應(yīng)強度B＝eq\f(F,IL)C．電場強度E＝eq\f(F,q)D．電勢φ＝eq\f(Ep,q)【解析】電流I的定義式是I＝eq\f(q,t)，I＝eq\f(U,R)是歐姆定律表達式，不是電流的定義式．其他三式都是各量的定義式．故本題選A.【答案】A4．以下說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：34522038】A．通電導(dǎo)線在某處所受磁場力為零，那么該處的磁感應(yīng)強度必定為零B．若長為L、電流為I的導(dǎo)線在某處受到的磁場力為F，則該處的磁感應(yīng)強度必為eq\f(F,IL)C．如果將一段短導(dǎo)線(有電流)放入某處，測得該處的磁感應(yīng)強度為B，若撤去該導(dǎo)線，該處的磁感應(yīng)強度為零D．以上說法均不正確【解析】如果通電導(dǎo)線與磁場方向平行，無論磁場多強，導(dǎo)線也不會受力，故A錯．若導(dǎo)線與磁場既不垂直也不平行，那么B也不會等于eq\f(F,IL)，而應(yīng)比eq\f(F,IL)大，同時如果L太長，測出的磁感應(yīng)強度不是某點的磁感應(yīng)強度，而是導(dǎo)線所在區(qū)域的平均磁感