磁感應強度 磁通量

關于磁感應強度磁通量第1頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五課標定位學習目標：1.知道磁感應強度的定義，知道其方向、大小、定義式和單位．2．會用磁感應強度的定義式進行有關計算．3．知道勻強磁場、磁通量的概念，會用磁通量的公式進行簡單的計算．重點難點：磁感應強度的理解和應用，磁通量的計算和應用．第2頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五課前自主學案一、磁感應強度1．方向：小磁針靜止時_____所指的方向規(guī)定為該點的磁感應強度的方向，也是_____的方向．2．意義：描述磁場的____________的物理量，表示符號為___.3．定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線受到的________跟電流I和導線長度L的乘積IL的______叫做通電導線所在處的磁感應強度．4．定義式：B＝______.5．單位：特斯拉，簡稱___，符號__,1__＝1.N極磁場強弱及方向B安培力F比值特TT第3頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五二、勻強磁場1．定義：___________處處相同的磁場．2．磁感線：間隔相同的_______．3．實例：距離很近的兩個異名磁極間的磁場．4．當通電導線與磁感線不垂直時，如圖3－3－1所示，電流方向與磁感線方向成θ角，通電導線所受的安培力為F＝_________.強弱、方向平行線ILBsinθ圖3－3－1第4頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五三、磁通量1．定義：勻強磁場磁感應強度B和與磁場方向______的平面面積S的乘積，即Φ＝____.2．單位：_____，簡稱韋，符號____,1____＝1T·m2.3．引申：B＝，因此磁感應強度B又叫__________．垂直BS韋伯WbWb磁通密度第5頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五核心要點突破一、對磁感應強度的理解1．在定義式B＝F/IL中，通電導線必須垂直于磁場方向放置．因為磁場中某點通電導線受力的大小，除和磁場強弱有關以外，還和導線的方向有關．導線放入磁場中的方向不同，所受磁場力也不相同．通電導線受力為零的地方，磁感應強度B的大小不一定為零．第6頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五2．磁感應強度B的大小只取決于磁場本身的性質(zhì)，與F、I、L無關．3．磁感應強度的方向是磁場中小磁針靜止時N極所指的方向，或者是N極所受磁場力的方向，其大小根據(jù)電流元受力來計算．通電導線受力的方向不是磁感應強度的方向．4．磁感應強度的定義式也適用于非勻強磁場，這時L應很短很短，IL稱為“電流元”，相當于靜電場中的“試探電荷”．5．我們要找的是磁場中某一點磁感應強度的大小，因此要把電流元放入磁場中這一點，這要求電流元要足夠短．第7頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五第8頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五D．磁場中某點的磁感應強度方向與放在該點的小磁針N極所受磁場力方向一致D第9頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五二、磁感應強度B與電場強度E的比較第10頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五特別提醒：(1)磁感應強度B是描述磁場力的性質(zhì)的物理量，電場強度E是描述電場力的性質(zhì)的物理量，E的方向是該點正電荷的受力方向，B的方向與該點電流元所受力方向既不相同，也不相反，F(xiàn)的方向由左手定則判定．(2)磁場與電場，磁感應強度與電場強度有很多相似之處，學習中要加以類比、分析，找出其中的不同與相同之處，加深對兩組概念的理解．第11頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五第12頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五解析：選A.電場強度的方向就是正電荷受的電場力的方向，磁感應強度的方向是磁針N極受力的方向．只有A項錯誤．第13頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五三、對磁通量的進一步理解1．磁通量的計算(1)公式：Φ＝BS.適用條件：①勻強磁場；②磁感線與平面垂直．(2)在勻強磁場B中，若磁感線與平面不垂直，公式Φ＝BS中的S應為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積．第14頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五2．磁通量的正負(1)磁通量是標量，但有正負，當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即為負值．(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Φ1，反向磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量ΔΦ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1.(1)當B不變，有效面積S變化時，ΔΦ＝B·ΔS.(2)當B變化，S不變時，ΔΦ＝ΔB·S.(3)B和S同時變化，則ΔΦ＝Φ2－Φ1.但此時ΔΦ≠ΔB·ΔS.第15頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五特別提醒：計算穿過某面的磁通量變化量時，要注意前、后磁通量的正、負值，如原磁通量Φ1＝BS，當平面轉(zhuǎn)過180°后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的變化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS.第16頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五即時應用(即時突破，小試牛刀)3．有一個矩形線圈，線圈平面與磁場方向成α角，如圖3－3－2所示．設磁場為勻強磁場，磁感應強度為B，線圈面積為S，則穿過線圈的磁通量為多大？圖3－3－2第17頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五解析：這是一種線圈平面與磁場方向不垂直的情況，不能直接使用公式Φ＝BS來計算，應該把S投影到與B垂直的方向上，投影面積為Ssinα，所以Φ＝BSsinα.答案：BSsinα第18頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五課堂互動講練對磁感應強度的理解例1第19頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五【精講精析】根據(jù)磁感應強度的定義，通電導線應為“在磁場中垂直于磁場方向的通電導線”，本題A選項未注明導線放置的方向，所以是錯誤的．通電導線若放置方向與磁場方向平行時，也不受磁場力作用，所以B選項也是錯誤的．在磁場場源穩(wěn)定的情況下，磁場內(nèi)各點的磁感應強度(含大小和方向)都是唯一確定的，與放入該點的檢驗電流導線無關．選項C正確．磁場方向是小磁針N極所受磁場力的方向，與通電導線所受磁場力的方向不同，故選項D錯誤．【答案】C第20頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五第21頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五變式訓練1

下列關于磁感應強度的說法正確的是(

)A．通電導線受磁場力大的地方磁感應強度一定大B．通電導線在磁感應強度大的地方受力一定大C．放在勻強磁場中各處的通電導線，受力大小和方向處處相同D．磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受力的大小和方向無關第22頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五解析：選D.因為磁場中某點的磁感應強度的大小和方向由磁場本身決定，與通電導線的受力及方向都無關，所以A選項錯，D選項正確．因為通電導線在磁場中受力的大小不僅與磁感應強度有關，而且與通電導線的取向有關，故B選項錯．對C選項雖然勻強磁場中磁感應強度處處相等，但當導線在各個位置的方向不同時，磁場力是不相同的(導線與磁場垂直時受磁場力最大，與磁場平行時受磁場力為零)，而C選項中沒有說明導線在各個位置的取向是否相同，所以C選項錯．故正確答案為D.第23頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五磁感應強度的計算例2

在磁場中某一點放入一通電導線，導線與磁場垂直，導線長1cm，電流為5A，所受磁場力為5×10－2N．求：(1)這點的磁感應強度是多大？(2)若讓導線與磁場平行，這點的磁感應強度多大？通電導線受到的磁場力多大？第24頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五第25頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五【答案】(1)1T

(2)1T

0第26頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五變式訓練2

在勻強磁場中某處P放一個長度為L＝20cm、通電電流I＝0.5A的直導線，測得它受到的最大磁場力F＝1.0N，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導線從磁場撤走，則P處磁感應強度為(

)A．零B．10T，方向豎直向上C．0.1T，方向豎直向下D．10T，方向肯定不沿豎直向上的方向解析：選D.磁場中某點的磁感應強度由場源決定，與有沒有檢驗電流無關，磁感應強度的方向規(guī)定為小磁針靜止時N極所指的方向，不是電流元的受力方向，故D正確．第27頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五對磁通量的理解和計算例3

如圖3－3－3所示，線圈平面與水平方向夾角θ＝60°，磁感線豎直向下，線圈平面面積S＝0.4m2，勻強磁場磁感應強度B＝0.6T，則穿過線圈的磁通量Φ為多少？圖3－3－3第28頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五【思路點撥】解答本題應注意以下三點：(1)磁通量公式Φ＝BS，其中B⊥S.(2)方法一：面積代入S在垂直磁場方向的投影．(3)方法二：磁感應強度代入B垂直S方向的分量．第29頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五【精講精析】法一：把S投影到與B垂直的方向，則Φ＝B·Scosθ＝0.6×0.4×cos60°Wb＝0.12Wb.法二：把B分解為平行于線圈平面的分量B∥和垂直于線圈平面的分量B⊥，B∥不穿過線圈，且B⊥＝Bcosθ，則Φ＝B⊥S＝Bcosθ·S＝0.6×0.4×cos60°Wb＝0.12Wb.第30頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五【答案】0.12Wb【規(guī)律總結(jié)】(1)當B與S夾角為θ時，穿過S的磁通量為Φ＝B·Ssinθ＝Bsinθ·S.(2)磁通量有正、負，但正、負號不代表方向，僅代表磁感線穿入或穿出．第31頁，共34頁，2023年，2月20日，星期五變式訓練3如圖3－3－4所示，面積是0.5m2的矩形導線圈處于磁感應強度為20T的勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直，穿過該線圈的磁通量是多少？若線圈平面與磁場方向夾角為θ＝60°，則穿過該線圈的磁通量又是多少？圖3－3－4第32頁，共