第十三章 电磁感应与电磁波初步 2 磁感应强度 磁通量-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册创新导学案word（人教版2019）

2.磁感应强度　磁通量 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。 一　磁感应强度 1．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。 2．影响通电导线受力的因素 通电导线与磁场方向垂直时： (1)通电导线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。 (2)同样的I、l，在不同的磁场中，或在非均匀磁场的不同位置，导线受力一般不同。 3．磁感应强度 (1)定义：通电导线与磁场方向垂直时，受力F＝IlB，式中B与导线的长度l和电流的大小I无关，在不同的情况下，B的值不同，是能表征磁场强弱的物理量——磁感应强度。 (2)大小：在导线与磁场垂直的情况下，B＝。 (3)单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T，1 T＝1 。 (4)标矢性：磁感应强度是矢量，方向是该处小磁针静止时N极所指的方向。 二　匀强磁场 1．定义：各点的磁感应强度大小相等、方向相同的磁场。 2．磁感线特点：间隔相等的平行直线。 3．实例：距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场，除边缘部分外，可以认为是匀强磁场，如图甲所示。两个平行放置较近的线圈通电时，其中间区域的磁场近似为匀强磁场，如图乙所示。 三　磁通量 1．定义：匀强磁场中磁感应强度B和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积，叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示，Φ＝BS。 磁感应强度B不与研究的平面垂直时，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。 2．单位：在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝1__T·m2。 3．引申：B＝，表示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。 1．判一判 (1)某点磁感应强度的方向与小磁针在该点静止时N极的指向一定相同。(　　) (2)磁感应强度的大小与电流成反比，与其受到的磁场力成正比。(　　) (3)电流为I、长度为l的通电导线放入磁感应强度为B的磁场中，受力的大小一定是F＝BIl。(　　) (4)磁场中某处的磁感应强度大小与有无小磁针无关，与有无通电导线也无关。(　　) (5)公式B＝适用于任何磁场。(　　) (6)将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等。(　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)× 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？ 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。 (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？ 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。 (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：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。 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。 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。 活动2：如图所示，怎么比较通电导线所受磁场力的大小？ 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。 活动3：如图所示，怎么探究磁场力与电流大小的关系？ 提示：保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。 活动4：如图所示，怎么探究磁场力与导线长度的关系？ 提示：保持电流的大小不变，改变导线通电部分的长度。 1．结论 分析了很多实验事实后人们认识到，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，用公式表示就是F＝IlB。 式中B与导线的长度和电流的大小都没有关系。但