内容正文:
2. 磁感应强度 磁通量
第十三章 电磁感应与电磁波初步
他有什么神奇的力量?
情境导入
巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁, 螺丝刀只能吸起几根导线,
磁场有强弱之分,那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢?
情境导入
一、磁感应强度
1.电场的基本性质是什么?如何描述电场的强弱和方向?
(1)对放入其中的电荷有静电力的作用;
(2)电场强度大小:试探电荷所受静电力跟电荷量的比值;
(3)方向: 正试探电荷的受力方向。
2.磁场的基本性质是什么?
对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用。
类比法
交流讨论
一、磁感应强度
电场
静电力F
表示电场的强弱
电荷q
磁场
磁场力F
磁场的强弱
电流
磁体
电场强度E
磁感应强度
描述磁场的强弱和方向
类比思想
3.能否类似电场的研究方法,分析磁体或电流在磁场中所受的力,
找出表示磁场强弱和方向的物理量?
F
q
一、磁感应强度
4.电场强度的方向是如何规定的?
磁感应强度的方向是如何规定的?
电场
正试探电荷的受力方向
磁场
小磁针N极所指方向
小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向,规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向
一、磁感应强度
5.磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?
不能。
因为N极不能单独存在。小磁针静止时所受的合力为零,因而不能用测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小。
一、磁感应强度
将一段很短的通电导线垂直磁场方向放入磁场中。
通电导线将受到磁场的作用力。
在物理学中,把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il叫做电流元。
6.磁场不仅能对磁体有作用力,还对通电导体有作用力。
能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱?
微元思想
相当于电场中的检验电荷。
一、磁感应强度
7.通电导体所受到的磁力跟磁场强度、通电电流、
导体长度有何关系?
(1)先保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小。
(2)然后保持电流不变,改变导线通电部分的长度。
控制变量法
一、磁感应强度
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L 成正比,又与导线中的电流I 成正比,即与I和l的乘积 Il 成正比。
控制变量法
7.通电导体所受到的磁力跟磁场强度、通电电流、
导体长度有何关系?
一、磁感应强度
(2)定义式:
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力
F跟电流I和导线长度L乘积IL的比值。
注意:磁感应强度B由磁场本身决定,
与F、I、l无关。
(3)单位:
磁感应强度是矢量,方向与该点磁场方向相同,
小磁针静止时N极的所指方向。
1、磁感应强度
(1)定义:
(4)矢量:
比值定义法
梳理深化
1T=1N/(A·m)
特[斯拉],符号T
2、电流元:很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的
乘积Il。
3、探究影响通电导线受力的因素。
F=BIl
公式适用:条件导线垂直于磁场方向。
一、磁感应强度
理想化模型、微元思想
控制变量法
梳理深化
一、磁感应强度
人体器官内的磁场 10-13~10-9
地磁场在地面附近的平均值 5×10-5
我国研制的作为α磁谱仪核心
部件的大型永磁体中心的磁场 0.1346
电动机或变压器铁芯中的磁场 0.8 ~1.7
核磁共振的磁场 3
中子星表面的磁场 106~108
原子核表面的磁场 约1012
一些磁场的磁感应强度/T
【例1】一根导线长0.2m,通过3A的电流,垂直放入磁场中
某处受到的磁场力是6×10-2N,则该处的磁感应强度B的大
小是______;如果该导线的长度和电流都减小一半,则该
处的磁感应强度的大小是_______。
0.1T
一、磁感应强度
0.1T
巩固提升
【练习1】(多选)下列说法中错误的是( )
A.磁场中某处的磁感应强度大小,就是通以电流I、长为L的一小段
导线放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值
B.一小段通电导线放在某处不受磁场力作用,则该处一定没有磁场
C.一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力