13.2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量課件-高二上學(xué)期物理人教版2

第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步

13.2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量1

在研究電場(chǎng)時(shí)，我們通過(guò)分析檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中的受力情況引入了電場(chǎng)強(qiáng)度這個(gè)物理量，用它來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。我們可以用類似的方法，找出表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。一、磁感應(yīng)強(qiáng)度

用小磁針可以判斷空間某點(diǎn)磁場(chǎng)的方向，但很難對(duì)它進(jìn)行進(jìn)一步的定量分析。若以通電導(dǎo)線作為磁場(chǎng)的檢驗(yàn)物體，則既可以知道導(dǎo)線中電流的大小，又能測(cè)量導(dǎo)線的長(zhǎng)度，從而可以進(jìn)行定量的研究。

為研究空間某點(diǎn)的磁場(chǎng)，可以考慮在該處放一段很短的通電導(dǎo)線，分析它受到的力。在物理學(xué)中，把很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積叫作電流元。

但要使導(dǎo)線中有電流，就要把它接到電源上，所以孤立的電流元是不存在的。如果要研究的那部分磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、方向都是一樣的，我們也可以用比較長(zhǎng)的通電導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從結(jié)果中推知電流元的受力情況。

分析了很多實(shí)驗(yàn)事實(shí)后人們認(rèn)識(shí)到，通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)通電導(dǎo)線受力的因素方向垂直時(shí)，它受力的大小既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比，又與導(dǎo)線中的電流成正比，即與和的乘積成正比，用公式表示就是:

式中B與導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流的大小都沒(méi)有關(guān)系。但是，在B不同情況下,B的值是不同的：即使是同樣的I、L，在不同的磁場(chǎng)中，或在非均勻磁場(chǎng)的不同位置，一般說(shuō)來(lái)，導(dǎo)線受的力也是不一樣的。看來(lái)，B正是我們要尋找的表征磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度。由此，在導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直的最簡(jiǎn)單的情況下，有關(guān)系式

磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位由F、I和L的單位決定。在國(guó)際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)是T，即

磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，它的方向就是該處小磁針靜止時(shí)N極所指的方向。二、勻強(qiáng)磁場(chǎng)

如果磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同，這個(gè)磁場(chǎng)叫作勻強(qiáng)磁場(chǎng)。距離很近的兩個(gè)平行異名磁極之間的磁場(chǎng)（圖13.22），除邊緣部分外，可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線用一些間隔相等的平行直線表示。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13.23）。這種裝置在電子儀器中常常用到。三、磁通量

磁感線的疏密程度表示了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。在圖13.24中，S1和S2兩處磁感線的疏密不同，這種不同是如何體現(xiàn)的呢？如果在S1和S2處，在垂直于紙面方向取同樣的面積，穿過(guò)相同面積磁感線條數(shù)多的就密，磁感應(yīng)強(qiáng)度就大。

設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，面積為S（圖13.25），我們把B與S的乘積叫作穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通。用字母Φ表示磁通量，則Φ＝BS

如果磁感應(yīng)強(qiáng)度B不與我們研究的平面垂直，例如圖13.26中的S，那么我們用這個(gè)面在垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向的投影面積S/與B的乘積表示磁通量。在國(guó)際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)是Wb。1Wb＝1Tm2從Φ＝BS可以得出B＝Φ/S，這表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小等于穿過(guò)垂直磁場(chǎng)方向的單位面積的磁通量。磁通量的正、負(fù)(1)磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)，當(dāng)以磁感線從某一面上穿入時(shí)，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時(shí)即為負(fù)值。(2)若同時(shí)有磁感線沿相反方向穿過(guò)同一平面，且正向磁通量大小為Φ1，反向磁通量大小為Φ2，則穿過(guò)該平面的合磁通量Φ＝Φ1－Φ2。磁通量的變化量(1)當(dāng)B不變，有效面積S變化時(shí)，ΔΦ＝B·ΔS。(2)當(dāng)B變化，S不變時(shí)，ΔΦ＝ΔB·S。(3)B和S同時(shí)變化，則ΔΦ＝Φ2－Φ1。但此時(shí)ΔΦ≠ΔB·ΔS。磁通量大小的分析與判斷1．定量計(jì)算通過(guò)公式Φ＝BS來(lái)定量計(jì)算，計(jì)算磁通量時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：(1)明確磁場(chǎng)是否為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。(2)平面的面積S應(yīng)為磁感線通過(guò)的有效面積。當(dāng)平面S與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，應(yīng)明確所研究的平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角，準(zhǔn)確找出垂直面積。(3)線圈的磁通量及其變化與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)，即磁通量的大