6.2 磁感应强度-2021-2022学年高二物理精讲精练（新粤教版必修第三册）

6.2 磁感应强度 考点精讲 考点1：对磁感应强度的理解 1．公式B＝是磁感应强度的定义式，是用比值法定义的，磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，而与F、I、L均无关。 2．在定义式B＝中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线所受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关。导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同。通电导线受磁场力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零。 3．通电导线所受磁场力的方向不是磁场磁感应强度的方向。 4．磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短很短，IL称作“电流元”，相当于静电场中的“点电荷”。 【例1】　(多选)把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是(　　) 【解析】BC　磁感应强度的大小和方向由磁场自身决定，不随F或IL的变化而变化，故B正确，D错误；当导线垂直于磁场放置时，有B＝，即F＝ILB，所以B不变的情况下F与IL成正比，故A错误，C正确。 【技巧与方法】 正确理解比值定义法 1. 定义B＝是比值定义法，这种定义物理量的方法实质就是一种测量方法，被测量点的磁感应强度与测量方法无关。 2. 定义a＝、E＝也是比值定义法，被测量的物理量也与测量方法无关，不是由定义式中的两个物理量决定的。 【针对训练】 1．关于磁感应强度的定义式B＝，下列说法正确的是(　　) A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于 B．磁感应强度的大小与IL成反比，与F成正比 C．磁感应强度就是电流元IL所受的磁场力F与IL的比值 D．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关 【解析】D　若电流元IL不是垂直放置在磁场中时所受的磁场力为F，则磁感应强度B不等于，A错误；磁感应强度与电流元受到的力的大小无关，与电流元也无关，故B、C错误，D正确。 考点2：对磁通量的理解 1．磁通量的计算 （1）公式：Φ＝BS。 适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直。 （2）若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，Φ＝BScos θ式中Scos θ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为“有效面积”(如图所示)。 2．磁通量的正、负 （1）磁通量是标量，但有正、负，若以磁感线从某一面上穿入时磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值。 （2）若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为Φ1，反向磁通量大小为Φ2，则穿过该平面的合磁通量Φ＝Φ1－Φ2。 3．磁通量的变化量 （1）当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。 （2）当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。 （3）B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。 【例2】　如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10 cm，现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出)，圆心均在O处，A线圈的半径为1 cm，共10匝；B线圈的半径为2 cm，只有1匝；C线圈的半径为0.5 cm，只有1匝。 （1）在磁感应强度B减为0.4 T的过程中，A和B线圈中的磁通量改变了多少？ （2）在磁场方向转过30°角的过程中，C线圈中的磁通量改变了多少？ 【解析】(1)对A线圈，有Φ1＝B1πr，Φ2＝B2πr 故A线圈的磁通量的改变量为 ΦA＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 Wb B线圈的磁通量的改变量为 ΦB＝(0.8－0.4)×3.14×(2×10－2)2 Wb＝5.024×10－4 Wb。 (2)对C线圈，Φ1＝Bπr 磁场方向转过30°角，线圈在垂直于磁场方向的投影面积为πrcos 30°，则Φ2＝Bπrcos 30° 故磁通量的改变量为 ΔΦC＝Bπr(1－cos 30°)＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866)Wb＝8.4×10－6 Wb。 【技巧与方法】 磁通量大小的分析与判断 1．定量计算 通过公式Φ＝BS来定量计算，计算磁通量时应注意的问题： （1）明确磁场是否为匀强磁场，知道磁感应强度的大小。 （2）平面的面积S应为磁感线通过的有效面积。当平面S与磁场方向不垂直时，应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角，准确找出垂直面积。 （3）线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关，即磁通量的大小不受线圈匝数的影响。 2．定性判断 磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”，当有不同方向的磁场同时穿过同一面积时，此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数和。 【针对训练】 2．如图所示的磁场中与磁场垂直放置两个面积相同的闭合线圈S1、S2，由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是(　　)