第13讲 磁感线 磁感应强度 【暑假自学课】2023年新高二物理暑假精品课（人教版2019必修第三册）

第13讲 磁感线 磁感应强度 1.知道磁场的概念，.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点. 2.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向． 3.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量. 4.理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小． 一、磁场　磁感线 1．磁场 (1)磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质．存在于磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围． (2)磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的． 2．磁感线 (1)定义：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致． (2)特点： ①在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极． ②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向与过该点的磁感线的切线方向一致． ③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断． ④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在． (3)几种特殊磁体外部的磁感线分布(如图所示)： 二、安培定则 用安培定则判断电流磁场的方向 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线电流 以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱 环形电流 环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺线管 内部磁场为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁体的磁场，方向由N极指向S极 三、磁感应强度 1．磁感应强度的定义式B＝也适用于非匀强磁场，这时l应很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”． 2．磁感应强度是反映磁场强弱的物理量，它是用比值定义法定义的物理量，由磁场自身决定，与是否引入电流元、引入的电流元是否受力及受力大小无关． 3．磁感应强度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)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向． 四、磁通量 1.磁通量的计算 (1)公式：Φ＝BS. 适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直． (2)若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScos θ.其中Scos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1，如图所示． 2．磁通量的正、负 (1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时磁通量为负值． (2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2. 3．磁通量的变化量 (1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS.(B、S相互垂直时) (2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S.(B、S相互垂直时) (3)B和S同时变化，ΔΦ＝Φ2－Φ1. 4．磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示．若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)． 考点一：安培定则 【例1】 （2022·江苏苏州·高一期末）如图所示，P点的电场或磁场方向向下的是（　　） A．甲图P点在两个等量同种电荷的中垂线上 B．乙图P点在两个等量异种电荷的中垂线上 C．丙图P点在两根等大同向电流的直导线截面的中垂线上 D．丁图P点在两根等大反向电流的直导线截面的中垂线上 解题归纳：利用安培定则判定电流的磁场方向需注意的问题： 1利用安培定则判断通电直导线的磁场方向时，大拇指指的是电流方向，四指指的方向为磁感线的环绕方向. 2利用安培定则判断通电螺线管和环形电流的磁场方向时，四指指的是电流方向，大拇指指的方向是磁场方向. 考点二：磁感应强度矢量的叠加 【例2】如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(　　) A．0 B.B0 C.B0 D．2B0 考点三：磁通量 【例3】（2022·湖北·枣阳一中高二质检）如图，在水平虚线右方存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为L的n匝线圈垂直磁场放置，线圈左边一半始终在磁场外，右边一半始终在磁场内。穿过线圈的磁通量的大小为（　　） A． B． C． D． 1. (2020·海南高考真题)如图,在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线,当导线中通有垂直于纸面向里的电流I时,导线所受安培