2018-2019學度高中創(chuàng)新設計物理教科版3-1資料：第三章第3講磁感應強度

第3講磁感應強度磁通量第三章磁場1.通過實驗、類比和分析，尋找描述磁場強弱和方向的物理量——磁感應強度.2.知道磁感應強度的定義，知道其方向、大小、定義式和單位.3.掌握安培力的計算方法.4.知道磁通量和磁通密度概念；會計算磁通量的大小.目標定位二、安培力的大小三、磁通量對點檢測自查自糾欄目索引一、磁感應強度1.實驗發(fā)現(xiàn)：在磁場中某一點，安培力F與電流I和導線長度L乘積的比值是一個

，與I、L無關；不同點的比值

，與所在位置的

有關，因此，我們可以用這個比值來描述磁場的性質(zhì)，把它稱為磁感應強度.2.定義式：B＝

.3.單位：特斯拉，簡稱

，符號是

,1T＝1

.答案一、磁感應強度知識梳理定值不相等磁場強弱T特定值4.磁感應強度的方向：磁感應強度B

是

(填“矢”或“標”)量，磁場中某點磁感應強度的方向就是該點的

，也就是放在該點的小磁針

受力的方向.5.勻強磁場(1)定義：在磁場的某個區(qū)域內(nèi)，如果各點的磁感應強度

和

都相同，這個區(qū)域的磁場叫做勻強磁場.(2)磁感線：在勻強磁場中，磁感線是一組

而且

的直線.答案矢磁場方向N極大小方向平行等距據(jù)公式B＝

知，磁場中某處的磁感應強度的大小與通電導線在該處所受磁場力F成正比，與導線中的電流I和導線長度L的乘積IL成反比，這種說法正確嗎？為什么？答案【深度思考】答案不正確.公式B＝

只是磁感應強度的定義式，磁場中某處的磁感應強度只與磁場本身有關，與該處是否放導線、導線所受磁場力以及導線的長度、通電電流大小均無關.例1磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導線，它的電流是2.5A，導線長1cm，它受到的磁場力為5.0×10－2N.求：(1)這個位置的磁感應強度；典例精析解析答案答案2T

(2)如果把通電導線中的電流增大到5A時，這一位置的磁感應強度；解析答案解析磁感應強度B是由磁場自身決定的，和導線的長度L、電流I的大小無關，所以該位置的磁感應強度還是2T.答案2T

(3)如果通電導線在磁場中某處不受磁場力，是否能肯定在這里沒有磁場？解析答案解析如果通電導線在磁場中某處不受磁場力，則有兩種可能：①該處沒有磁場；②該處有磁場，但通電導線與磁場方向平行.答案不能肯定總結提升總結提升(1)在定義式B＝

中，通電導線必須垂直于磁場方向放置，因為沿不同方向放置導線時，同一導線受到的磁場力不相等.(2)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”，相當于靜電場中電場強度公式E＝

中的“試探電荷”.(3)磁感應強度B是用比值法定義的物理量，其大小只取決于磁場本身的性質(zhì)，與F、I、L無關，與磁場中有沒有通電導線無關.例2如圖1所示，兩根相互平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流.a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等.關于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是(

)返回解析答案圖1A.O點處的磁感應強度為零B.a、b兩點處的磁感應強度大小相等、方向相反C.c、d兩點處的磁感應強度大小相等、方向相同D.a、c兩點處磁感應強度的方向不同方法點撥解析由安培定則可知，兩導線在O點產(chǎn)生的磁場方向均豎直向下，合磁感應強度一定不為零，故選項A錯誤；由安培定則，兩導線在a、b兩處產(chǎn)生的磁場方向均豎直向下，由于對稱性，電流M在a處產(chǎn)生磁場的磁感應強度等于電流N在b處產(chǎn)生磁場的磁感應強度，電流M在b處產(chǎn)生磁場的磁感應強度等于N在a處產(chǎn)生磁場的磁感應強度，所以a、b兩處磁感應強度大小相等、方向相同，選項B錯誤；根據(jù)安培定則判斷可知，兩導線在c、d處產(chǎn)生的磁場分別垂直c、d兩點與導線連線方向向下，且產(chǎn)生的磁場的磁感應強度相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向均豎直向下，故選項C正確，選項D錯誤.答案C方法點撥方法點撥磁感應強度是矢量，當空間存在幾個磁體(或電流)時，每一點的磁場為各個磁體(或電流)在該點產(chǎn)生磁場的矢量和.磁感應強度疊加時遵循平行四邊形定則.返回1.公式：F＝ILB⊥＝

.θ指通電導線與磁場方向的夾角.2.對公式的理解同一通電導線，按不同方式放在同一磁場中，受力情況不同，如圖2所示.答案知識梳理二、安培力的大小圖2ILBsinθ(1)如圖甲，I⊥B，即θ＝90°時，安培力最大，F(xiàn)＝

.(2)如圖乙，I∥B，即θ＝0°或180°時，安培力最小，F(xiàn)＝

.(3)如圖丙，當I與B成θ角時，可以把磁感應強度B分解，如圖丁所示.此時F＝

，這是一般情況下安培力的表達式.答案圖2BIL0BILsinθ例3長度為L、通有電流為I的直導線放入一勻強磁場中，電流方向與磁場方向分別如圖所示，已知磁感應強度為B，對于下列各圖中，導線所受安培力的大小計算正確的是(

)典例精析解析答案解析A圖中，導線不和磁場垂直，將導線投影到垂直磁場方向上，故F＝BILcosθ，A正確；B圖中，導線和磁場方向垂直，故F＝BIL，B錯誤；C圖中，導線和磁場方向垂直，故F＝BIL，C錯誤；D圖中，導線和磁場方向垂直，故F＝BIL，D錯誤.答案A例4如圖3所示，一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直.線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流經(jīng)導線的電流為I，方向如圖中箭頭所示.導線abcd所受到的磁場的作用力的合力(

)返回解析答案總結提升圖3A.方向豎直向上，大小為(

＋1)BILB.方向豎直向上，大小為(

－1)BILC.方向豎直向下，大小為(

＋1)BILD.方向豎直向下，大小為(

－1)BIL解析導線abcd的有效長度為線段ad，由幾何知識知Lad＝(

＋1)L，故線段abcd所受磁場力的合力大小F＝BILad＝(

＋1)BIL，導線有效長度的電流方向為a→d，據(jù)左手定則可以確定導線所受合力方向豎直向上，故A項正確.答案A總結提升返回總結提升當導線垂直放入磁場時，安培力大小F＝ILB，其中L為導線的有效長度，即連接兩端點直線的長度，如圖4所示.注意在丁中L＝2R而不等于2πR.圖41.在磁感應強度為B

的

中，有一塊

磁感線方向的面積為S的平面，我們定義

為通過這個面的磁通量，簡稱

，用Φ表示.它在數(shù)值上等于穿過這個面的

.2.公式：Φ＝

.國際制單位為

，簡稱

，符號是

.1Wb＝1T·m2.說明：當平面與磁場夾角為θ時，穿過平面的磁通量可用平面在垂直于磁場B的方向的投影面積進行計算，Φ＝BS⊥＝

.3.適用條件：(1)

磁場；(2)磁感線與平面

.4.引申：由于B＝

，因此，磁感應強度B又叫做

.答案三、磁通量知識梳理勻強磁場垂直BS磁通磁感線條數(shù)BS韋伯韋WbBScosθ勻強垂直磁通密度例5如圖5所示，線圈abcd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？典例精析解析答案總結提升圖5解析

解法一：把S投影到與B垂直的方向，則Φ＝B·Scosθ＝0.6×0.4×cos60°Wb＝0.12Wb.解法二：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.答案0.12Wb返回總結提升(1)磁通量的計算①公式：Φ＝BS適用條件：a.勻強磁場；b.磁感線與平面垂直.②當平面與磁場方向不垂直時，穿過平面的磁通量可用平面在垂直于磁場B的方向的投影面積進行計算，即Φ＝BS⊥.(2)磁通量的正、負既不表示大小，也不表示方向，它表示磁通量從某個面穿入還是穿出，若規(guī)定穿入為正，則穿出為負，反之亦然.返回1.(磁感應強度的理解)關于磁感應強度B、電流I、導線長度L和電流所受磁場力F的關系，下面的說法中正確的是(

)A.在B＝0的地方，F(xiàn)一定等于零B.在F＝0的地方，B一定等于零C.若B＝1T，I＝1A，L＝1m，則F一定等于1ND.若L＝1m，I＝1A，F(xiàn)＝1N，則B一定等于1T解析答案對點檢測1234解析

在B為零的地方，則F一定為零，而F為零時，則B不一定為零，可能B與I平行.故A正確，B錯誤；若B＝1T，I＝1A，L＝1m，根據(jù)F＝BILsinθ，知只有B垂直于I時，F(xiàn)＝BIL＝1N，故C錯誤；若F＝1N，I＝1A，L＝1m，根據(jù)F＝BILsinθ，知只有B垂直于I時，F(xiàn)＝BIL＝1N，B＝1T，故D錯誤.答案

A12342.(磁感應強度的疊加)在磁感應強度為B0、方向豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導線，電流的方向垂直于紙面向里.如圖6所示，a、b、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點，在這四點中(

)解析答案1234圖6A.b、d兩點的磁感應強度相等B.a、b兩點的磁感應強度相等C.c點的磁感應強度的值最小D.b點的磁感應強度的值最大解析

如圖所示，由矢量疊加原理可求出各點的合磁場的磁感應強度，可見b、d兩點的磁感應強度大小相等，但方向不同，A項錯誤.a點的磁感應強度最大，c點的磁感應強度最小，B、D項錯誤，C項正確.答案C12343.(安培力的大小