内容正文:
第十三章 电磁感应与
电磁波初步
1
2.磁感应强度 磁通量
2
1.理解磁感应强度的概念及物理意义。2.理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位,并会用定义式进行有关计算。3.进一步体会如何通过比值定义法定义物理量。4.知道匀强磁场、磁通量的概念,并会计算磁通量。
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4
电流I
导线长度l
正比
正比
正比
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IlB
特斯拉
T
矢
N
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相等
相同
间隔相等
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磁场
乘积
磁通
BS
投影面积S′
韦伯
1 T·m2
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√
√
×
×
√
×
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提示:不对。磁通量除与磁感应强度、面积有关外,还与面和磁场的夹角有关,当面与磁场平行时,磁通量为零,但该处存在磁场。
2.想一想
(1)磁场对通电导体也有力的作用,该力的方向是否为磁场方向?
(2)“一个电流元垂直放入磁场中的某点,磁感应强度与电流元受到的磁场力成正比,与电流元成反比。”这种说法是否正确?为什么?
(3)若通过某面积的磁通量等于零,则该处一定无磁场,你认为对吗?
提示:由实验看出,磁场对通电导体的力的方向不是磁场方向,二者相互垂直。
提示
提示:这种说法不正确。磁感应强度的大小是由磁场本身决定的,不随电流元大小及电流元所受磁场力的大小的变化而变化。
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11
探究1 磁感应强度 匀强磁场
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
三块相同的蹄形磁体并排放在桌面上,直导线所在处的磁场可以认为是均匀的。
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活动1:在研究电场时,我们通过分析检验电荷在电场中的受力情况引入了电场强度这个物理量,用它来描述电场的强弱和方向。用类似的方法,考虑如何找出表示磁场强弱和方向的物理量?
提示:用小磁针可以判断空间某点磁场的方向,但很难对它进行进一步的定量分析。若以通电导线作为磁场的检验物体,则既可以知道导线中电流的大小,又能测量导线的长度,从而可以进行定量的研究。
为研究空间某点的磁场,可以考虑在该处放一段很短的通电导线,分析它受到的力。如果要研究的那部分磁场的强弱、方向都是一样的,我们也可以用比较长的通电导线进行实验,从结果中推知很短的通电导线的受力情况。
提示
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活动2:如图所示,怎么比较通电导线所受磁场力的大小?
活动3:如图所示,怎么探究磁场力与电流大小的关系?
活动4:如图所示,怎么探究磁场力与导线长度的关系?
提示:有电流通过导线时,导线将摆动一个角度,通过摆动角度的大小可以比较导线所受磁场力的大小。
提示:保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小。
提示:保持电流的大小不变,改变导线通电部分的长度。
提示
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4.磁感应强度的方向
磁感应强度B是一个矢量,它的方向可以有以下几种表述方式:
(1)小磁针静止时N极所指的方向,即N极受力的方向。
(2)小磁针静止时S极所指的反方向,即S极受力的反方向。
(3)磁场方向就是该点的磁感应强度的方向。
(4)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感应强度的方向。
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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,下图中能正确反映各量间关系的是( )
答案
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(1)B会随F或Il变化吗?
(2)匀强磁场有何特点?
提示:某点的B是一个定值,不会随F或Il变化。
提示
提示:磁场中任何一点的磁感应强度B都是相同的。
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规范解答
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[变式训练1-1] 在磁感应强度大小为B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里。如图所示,A、B、C、D是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中( )
A.B、D两点的磁感应强度大小相等
B.A、B两点的磁感应强度大小相等
C.C点的磁感应强度的值最大
D.B点的磁感应强度的值最大
答案
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解析
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[变式训练1-2] 一根长20 cm的通电导线放在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中,导线与磁场方向垂直,若它受到