第三章 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（教科版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．匀强磁场 (1)定义：各点的磁场强弱和方向都相同的磁场。 (2)磁感线特点：相互平行且间距相等。 (3)实例：两个永磁体的异名磁极间的区域，可以认为是匀强磁场，如图甲所示。两个平行放置的、相距较近的通电线圈间的磁场可以认为是匀强磁场，如图乙所示。 2．磁感应强度 (1)定义：在匀强磁场中，在导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受的安培力F跟导线中的电流I和导线长度L乘积的比是一个定值，可以用这个比来描述磁场的性质，把它称为磁感应强度，用符号B表示，写成公式是B＝。 (2)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 N/(A·m)。 (3)标矢性：磁感应强度是矢量，方向是小磁针N极的受力方向。 二　磁通量 1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一块垂直于磁感线方向的面积为S的平面，我们定义BS为穿过这个面的磁通量，简称磁通，用Φ表示，即Φ＝BS。 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：由于B＝，因此，磁感应强度B又叫作磁通密度，单位为Wb/m2，1 T＝1 Wb/m2。 4．面积为S的平面的垂线与磁感应强度为B的匀强磁场方向的夹角为θ时，穿过平面S的磁通量Φ＝BScosθ。 1．判一判 (1)某点磁感应强度的方向与小磁针N极在该点的受力方向一定相同。(　　) (2)磁感应强度的大小与电流成反比，与导线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。 (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。 探究　磁感应强度 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 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。 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。 1．结论 分析实验数据可以发现，在匀强磁场中，在导线与磁场方向垂直的情况下，虽然Li、|Fi－F0i|和Ii在变化，但是磁场力(也叫作安培力F)跟电流I和导线长度L乘积的比是一个定值，与导线的长度、通过导线的电流无关。因此，我们可以用这个比来描述磁场的性质，把它称为磁感应强度，用符号B表示，写成公式是B＝。 2．磁感应强度的决定因素 磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量，是由磁场本身决定的，与通电导线的电流大小、导线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关。即使不