13.2磁感应强度 磁通量 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十三章 第二节 磁感应强度 磁通量 一、实验探究 1.磁感应强度的方向： 物理学规定小磁针极(北极)的受力方向或小磁针静止时极的指向，规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向。 （1）电流元（理想模型）：很短的一段通电导线中的电流与导线长度的乘积. （2）方法：用检验电流元受力来研究磁场强弱 2.探究影响通电导体受力因素： 思考：通电导线受到的磁场力与哪些因素有关? （3）实验方法：控制变量法 2 ①保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小。 ②保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度。 （4）实验方案设计 结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越大，导线所受的磁场力就越大。 结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长，导线所受的磁场力就越大。 （5）精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度成正比，又与导线中的电流成正比，即与和的乘积成正比。 1.定义： 3.单位： 4.方向： 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力跟电流和导线长度的乘积的比值叫磁感应强度。 在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T。 磁感应强度是矢量, 方向与该点磁场的方向一致 2.公式： 二、磁感应强度 5.意义：描述磁场的强弱和方向的物理量 （1）磁感应强度由通电导线的长度、电流及导线受力决定吗？ B与L、I、F无关，与场源和该点在场中的位置有关。 （2）用计算时，要注意什么问题？ 导线电流的方向与磁场方向的关系，要注意两者必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零。 6.注意： （3）若在某一点同时存在几个磁场，则该点的磁感应强度B如何？ 若某一空间同时存在几个磁场，空间的磁场应由这几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度为B，则有：……（矢量和） ，用平行四边形法则运算。 d b a 如图，a、b是两根通有大小相等、方向相反电流的直导线，请画出它们连线的中垂线上d点的磁感应强度B的方向。 课堂练习 如图，a、b 是两根通有大小相等、方向相反电流的直导线，请大家尝试画出它们连线的中垂线上d 点的磁感应强度的方向。 6 三、匀强磁场 磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这样的磁场叫作匀强磁场。 B 匀强磁场的磁感线用一些间隔相等的平行直线表示。 四、几种常见的磁场 1．常见永磁体的磁场(如图) 2.直线电流磁场的磁感线 特点：一系列的同心圆，且靠近导线处分布密。 I 纵截面图 横截面图 立体图 3.环形电流周围磁感线 特点：一系列的同心圆，且近导线处及环内分布密. 横截面图 纵截面图 立体图 4.电螺旋管周围磁感线 等效 立体图 横截面图 纵截面图 5.补充：地磁场 问题： （1）磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。在上图中，S1 和S2 两处磁感线的疏密不同，这种不同是如何体现的呢？ （2）如果 S1 和 S2 都垂直于纸面方向并且面积相同，穿过相同面积磁感线条数谁的多？ 穿过相同面积磁感线条数多的就密，磁感应强度就大。 四、磁通量 1.定义：在磁感应强度为的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为，我们把与的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母表示磁通量。 2.表达式： 使用条件： a.匀强磁场 b.磁感线与平面垂直，B⊥S 3.单位： 韦伯（韦）Wb 问题：如果磁感应强度 B 不与我们研究的平面垂直，例如下图中的S，那么我们如何计算磁通量？ 用这个面在垂直于磁感应强度 B的方向的投影面积 S′与 B 的乘积表示磁通量。 问题：从可以得出，这表示磁感应强度的大小又等于什么呢？ 磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。即磁通密度 4.注意： ①Φ是标量,但有正负,若取某方向穿入平面的磁通量为正,则反方向穿入该平面的磁通量为负 ②过一个平面若有方向相反的两个磁通量,这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通) 1．关于磁感应强度的定义式B＝F/IL ，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F/IL 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 D 课堂练习 2．下列说法正确的是（　 　） A．点电荷只受电场力作用时，加速度的方向总是与所在处的电场线的切线重合 B．电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关 C．关于磁感应强度由B＝F/IL知，一小段通电导线在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场 D．磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向 ABD 3．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场