2024版高中同步新教材必修第三冊(cè)（人教版）物理 第十三章 電磁感應(yīng)與電磁波初步 2磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量

2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量1|磁感應(yīng)強(qiáng)度知識(shí)點(diǎn)必備知識(shí)清單破1.磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。2.電流元:很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長(zhǎng)度l的乘積Il。3.影響通電導(dǎo)線受力的因素(1)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),它受力的大小既與導(dǎo)線的長(zhǎng)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(chǎng)中,或在非均勻磁場(chǎng)中的不同位置,導(dǎo)線受力一般不同。4.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小:在通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直的情況下,導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力F與I、l乘積的比值,定義式:B=

。5.單位:特斯拉,簡(jiǎn)稱特,符號(hào)為T。6.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向:磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,它的方向?yàn)樵撎幍拇艌?chǎng)方向,即該處小磁針靜止時(shí)

北極所指的方向。

1.定義:如果磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同,這個(gè)磁場(chǎng)就叫作勻強(qiáng)磁場(chǎng)。2.實(shí)例:距離很近的兩個(gè)平行異名磁極之間的磁場(chǎng)(圖甲),除邊緣部分外,可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁

場(chǎng);兩個(gè)平行放置較近的線圈通電時(shí),其中間區(qū)域的磁場(chǎng)近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖乙)。2|勻強(qiáng)磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)1.定義:在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)面積為S的平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),我們把B與S

的乘積叫作穿過這個(gè)面積的磁通量。公式為Φ=BS。3|磁通量知識(shí)點(diǎn)導(dǎo)師點(diǎn)睛

當(dāng)α=90°時(shí),Φ=BS;當(dāng)0<α<90°時(shí),Φ=BSsinα;當(dāng)α=0°時(shí),Φ=0。

2.單位:韋伯,簡(jiǎn)稱韋,符號(hào)是Wb。1Wb=1T·m2。

3.磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù)。由B=

可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小等于穿過垂直磁場(chǎng)方向的單位面積的磁通量。磁通量可以用磁感線的條數(shù)形象地說明,穿過平面的磁通量可以理解為向

相反方向穿過平面的磁感線相抵消之后剩余的磁感線的條數(shù)。

知識(shí)辨析1.在物理學(xué)中,電流元是指很短的一段通電導(dǎo)線,這種說法正確嗎?2.如果將一通電導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中,那么通電導(dǎo)線一定會(huì)受到磁場(chǎng)力作用嗎?3.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,將垂直于磁感線放置的線圈翻轉(zhuǎn)180°,穿過線圈的磁通量大小不變,磁通量

的變化量為零,這種說法是否正確?4.穿過某一截面的磁通量為零,該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零嗎?一語破的1.不正確。在物理學(xué)中,把很短的一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長(zhǎng)度l的乘積Il叫作電流

元。2.不一定。當(dāng)放入磁場(chǎng)的通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí),通電導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力。3.不正確。磁通量的正負(fù)表示磁感線由平面的正面或背面穿過,如翻轉(zhuǎn)前磁通量為Φ,則翻

轉(zhuǎn)后磁通量為-Φ,磁通量變化量為-2Φ。4.不一定。如果磁感線與截面平行,磁通量為零,但磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零。

1|磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加定點(diǎn)關(guān)鍵能力定點(diǎn)破1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量疊加由于磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,故多個(gè)通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加時(shí),合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于

各場(chǎng)源單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和。處理磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量疊加問題

的方法為:(1)根據(jù)安培定則確定每根通電導(dǎo)線周圍磁感線的方向。(2)磁場(chǎng)中每一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感線的切線方向。(3)根據(jù)平行四邊形定則將各磁感應(yīng)強(qiáng)度合成。

等大平行同向電流等大平行反向電流連線上的中點(diǎn)

B1=B2,B合=0

B1=B2=B,B合=2B2.幾個(gè)特殊的磁場(chǎng)疊加連線的中垂線上的對(duì)稱點(diǎn)

BA與BA'等大反向

BA與BA'等大同向3.三點(diǎn)提醒(1)當(dāng)兩磁場(chǎng)在某點(diǎn)同向時(shí),該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于兩磁場(chǎng)在該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的和,即B=B

1+B2。(2)當(dāng)兩磁場(chǎng)在某點(diǎn)反向時(shí),該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于兩磁場(chǎng)在該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的差,即B=B

1-B2。(3)當(dāng)兩磁場(chǎng)在某點(diǎn)方向成一夾角時(shí),該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由平行四邊形定則求得。典例如圖,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩長(zhǎng)直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置,兩

者之間的距離為l。在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí),紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距

離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零【1】。如果讓P中的電流反向,其他條件不變【2】,則a點(diǎn)處

磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為

(

)

A.0

B.

B0

C.

B0

D.2B0

信息提取

【1】勻強(qiáng)磁場(chǎng)、長(zhǎng)直導(dǎo)線P和Q中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加后的矢量和為零?！?】根據(jù)安培定則可知P中電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)也反向。思路點(diǎn)撥

解答本題要三步走:

解析

兩長(zhǎng)直導(dǎo)線P和Q中的電流在a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等,設(shè)為B,方向如圖甲所

示,此時(shí)a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,則兩磁感應(yīng)強(qiáng)度的合磁感應(yīng)強(qiáng)度B合的大小等于B0,方向與

B0相反,即B0的方向水平向左(由【1】得到),此時(shí)B=

=

B0;讓P中的電流反向,其他條件不變,兩長(zhǎng)直導(dǎo)線P和Q中的電流在a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小仍為B,方向如圖乙所示

(由【2】得到),則兩磁感應(yīng)強(qiáng)度的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向上;B與B0垂直,其合磁

感應(yīng)強(qiáng)度為Ba=

=

B0,C正確。

甲乙答案C

1.磁通量的計(jì)算(1)公式:Φ=BS。其中B為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,S為垂直磁場(chǎng)方向的面積。(2)若磁場(chǎng)與平面不垂直,應(yīng)取平面在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積,Φ=BScosθ。式中S

cosθ即平面在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積,也稱為“有效面積”(如圖所示)。

2|磁通量的理解及計(jì)算定點(diǎn)2.磁通量的正、負(fù)(1)磁通量是標(biāo)量,但有正、負(fù),當(dāng)以磁感線從某一面穿入時(shí)的磁通量為正值,則磁感線從此

面穿出時(shí)磁通量為負(fù)值。(2)若同時(shí)有磁感線沿相反方向穿過同一平面,且正向磁通量大小為Φ1,反向磁通量大小為Φ

2,則穿過該平面的合磁通量Φ=Φ1-Φ2。3.磁通量的變化量

磁通量的變化量舉例或注意事項(xiàng)B不變,S變?chǔ)う?B·ΔS

例:閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)B變,S不變?chǔ)う?ΔB·S

例:線圈與磁體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)

磁