内容正文:
第三章 电磁场与电磁波初步
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
强弱
方向
平行
间距
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垂直
乘积
特斯拉
T
N/(A·m)
矢
N
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垂直
BS
磁通
BS
韦伯
1 T·m2
磁通密度
BScosθ
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√
×
×
√
√
×
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提示
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)“一段极短通电导线垂直放入磁场中的某点,磁感应强度与导线受到的磁场力成正比,与IL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IL及磁场力的大小的变化而变化。
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提示
(3)若通过某面的磁通量等于零,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、平面面积有关外,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。
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11
探究1 磁感应强度
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
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提示
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,分析它受到的磁场力。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。
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活动2:用如图所示实验装置进行探究,怎么比较通电线框所受磁场力的大小?
提示:在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数F01;接通电路,调节滑动变阻器改变电流大小,观察并记录弹簧测力计此时的读数F1,则|F1-F01|即为通电线框所受磁场力的大小。
活动3:怎么探究磁场力与电流大小的关系?
提示:保持线框短边在磁场中的长度和位置不变,改变电流的大小。
活动4:怎么探究磁场力与导线长度的关系?
提示:保持线框短边在磁场中的位置不变,更换短边长度不同的线框,调节滑动变阻器保持电流大小不变。
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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N极受力的方向。
(2)小磁针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?
提示:某点的B是一个定值,不会随F或IL变化。
(2)匀强磁场有何特点?
提示:磁场中任何一点的磁感应强度B都是相同的。
提示
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规范解答
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答案
[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
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解析