第3章 3 磁感应强度 磁通量-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(教科版)

3　磁感应强度　磁通量 [学习目标]　1.[物理观念]知道磁感应强度的概念及物理意义．　2.[物理观念]理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位．　3.[科学思维]进一步体会如何通过比值定义法定义物理量．　4.[科学思维]知道磁通量，通过计算磁通量的大小进一步理解定量描述磁场的方法． 一、磁感应强度 1．磁感应强度 (1)物理意义：描述磁场强弱的物理量． (2)方向：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向，简称为磁场方向． (3)磁感应强度是矢量(选填“标量”或“矢量”)． 2．磁感应强度的大小 (1)电流元：很短的一段通电导线中的电流与导线长度的乘积． (2)大小：一个电流元垂直放入磁场中的某点，电流元受到的磁场力与该电流元的比值，B＝F/IL. (3)单位：特斯拉，简称特，符号是T,1 T＝1 N/(A·m)． 3．匀强磁场 (1)各点的磁感应强度大小和方向都相同的磁场，匀强磁场的磁感线是一组平行且等间距的直线，如图所示． 距离很近的两个异名磁极之间的磁场 (2)匀强磁场中安培力的计算 ①当通电导线与磁场垂直时：F＝ILB. ②当通电导线与磁场方向成θ角时：F＝ILBsin θ. 二、磁通量 1．定义 在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫作穿过这一面积的磁通量． 2．磁通量的计算 (1)公式：Φ＝BS. 适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直． (2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，如图所示：S为图中阴影部分的面积． 3．单位：韦伯，简称韦，符号为Wb，1 Wb＝1 T·m2. 4．磁通密度 由Φ＝BS得B＝，磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，所以也叫磁通密度．表示磁感应强度等于穿过垂直磁感线的单位面积的磁感线条数． 三、利用安培力测定磁感应强度 1．原理 根据B＝，测出通电导线在磁场中的有效长度、通电导线上的电流以及所受安培力的大小，代入公式即可求出磁感应强度B. 2．测量原理图(如图所示) 3．测量过程 (1)按照原理图连接好电路，记下此时弹簧测力计的读数F0. (2)将滑动变阻器的滑片置于最右端，闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，记下弹簧测力计的读数F1，则磁场对矩形线框位于磁场中的一条边的作用力的大小为F＝|F1－F0|. (3)再测出线框在磁场中的这条边的长度为L. (4)代入B＝＝，即可求得B的大小． 4．注意事项 (1)为使测量过程简单，使矩形线框所在平面与N极、S极的连线垂直． (2)使矩形线框的短边全部放在N、S极之间的区域中． (3)为使测量更精确，可把弹簧测力计换成精密天平． 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)磁感应强度的方向就是磁场的方向． (√) (2)通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就变为零 (×) (3)磁感应强度的方向与通电导线在该处所受磁场力的方向相同． (×) (4)磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量一定越大． (×) (5)磁通量有方向，因此，磁通量是矢量． (×) 2．磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉(符号：T)，下列单位中与磁感应强度单位一致的是(　　) A．　　　 B． C． D． A　[由磁感应强度的定义公式B＝知F的国际单位是N，I的国际单位是A，L的国际单位是m，故1 T＝1 N/(A·m)，A项正确．] 3．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是(　　) A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关 B．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致 C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零 D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大 D　[磁场中某点B的大小由磁场本身决定，与该点有没有电流元无关，A、C项错误；该点B的方向与电流元在该点所受的安培力方向垂直，B项错误；磁感线的疏密反映磁感应强度的大小，越密的地方磁感应强度越大，D项正确．] 　对磁感应强度的理解 磁感应强度与电场强度的比较 电场强度E 磁感应强度B 定义的 依据 ①电场对电荷q有作用力F ②对电场中任一点，F∝q，＝定值(由电场决定) ①磁场对电流I有作用力F ②对磁场中任一点，F与磁场方向、电流方向有关，只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时，F∝IL，＝定值(由磁场决定) ③对不同点，一般来说这个定值不同 ④比值可表示电场的强弱 ③对不同点，一般来说这个定值不同 ④比值可表示磁场的强弱 定义式 E＝ B＝ 物理意义 描述电场的强弱和方向 表征磁场的强弱和方向