内容正文:
第十三章 电磁感应与电磁波初步
课时13.2 磁感应强度 磁通量
1. 知道磁感应强度的定义,知道其定义式和单位。
2. 理解磁感应强度的叠加原理。
3. 知道匀强磁场的特点及产生方式。
4. 理解磁通量的物理意义和表达式。
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.控制变量法探究影响通电导线受力的因素
如图所示,三块相同的蹄形磁铁,并列放在桌上,直导线所在处的磁场认为是均匀的。
(1)保持磁场中导线长度不变,改变电流大小,观察直导线摆动角度大小来比较磁场力大小。
(2)保持电流大小不变,改变磁场中导线长度,通过观察直导线摆动角度大小比较磁场力大小。
(3)实验结论:直导线与磁场垂直时,它受力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。
3.磁感应强度的大小
在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线,所受的磁场力F跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫磁感应强度。
4.公式:B=。
5.单位:国际单位是特斯拉,简称特,国际符号是T,1 T=1。
二、匀强磁场
1.定义:各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场。
2.磁感线特点:间隔相等的平行直线。
三、磁通量
1.定义:匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积,即Φ=BS。
2.拓展:磁场B与研究的平面不垂直时,这个面在垂直于磁场B方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量。
3.单位:国际单位制是韦伯,简称韦,符号是Wb,1 Wb=1_T·m2。
4.引申:B=,表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量,因此磁感应强度B又叫磁通密度。
基础过关练
题组一 对磁感应强度的理解
1.(2022江苏马坝高中期中)下列说法中正确的是 ( )
A.由B = 可知,磁场中某点的磁感应强度B与磁场力F成正比,与电流元IL成反比
B.在通电导线不受磁场力的地方,磁感应强度一定为零
C.在试探电荷不受电场力的地方,电场强度不一定为零
D.一小段长为L=0.5 m的导线放在匀强磁场中,当通过的电流I=2 A时,受到的磁场力为4 N,则该处的磁感应强度大小可能为6 T
2.(2022江苏沭阳期中)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,下列图像能正确反映各量间关系的是(F为导线受到的安培力,B为磁感应强度,I为通过导线的电流,L为导线的长度) ( )
3.三个大小相同彼此绝缘的细铁环,分别处在两两相互垂直的平面内,铁环的圆心相互重合,通有大小相同的电流,方向如图所示,单独一个铁环在圆心处产生的磁感应强度大小为B,则圆心O处的磁感应强度大小为 ( )
A.0 B.B C.B D.3B
4.(2021江苏徐州月考)把长0.10 m的直导线全部放入匀强磁场中,保持导线和磁场方向垂直。当导线中通过的电流为3.0 A时,该直导线受到的安培力为1.5×10-3 N。则该匀强磁场的磁感应强度大小为 ( )
A.4.5×10-3 T B.2.5×103 T
C.2.0×102 T D.5.0×10-3 T
题组二 匀强磁场
5.(2021广东揭阳三中月考)下列四幅图所描述的磁场中,各处磁感应强度相同的是 ( )
题组三 对磁通量的理解
6.如图所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场,磁场方向垂直于线圈平面。若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为 ( )
A.πBR2 B.πBr2 C.nπBR2 D.nπBr2
7.(2022江苏苏州期中)如图,条形磁体竖直放置,一个水平圆环从条形磁体上方位置M开始向下运动,先到达磁体上端位置N,然后到达磁体中部P,再到达磁体下端位置Q,最后到达下方L。在整个运动过程中,穿过圆环的磁通量最大是在 ( )
A.L处 B.Q处 C.P处 D.N处
能力提升练
题组一 磁感应强度的叠加
1.(2021山东淄博期末)如图所示,四根相互平行的通有电流均为I的长直导线a、b、c、d,放在正方形的四个顶点上。每根通电直导线单独存在时,正方形中心O点的磁感应强度大小都是B,则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为 ( )
A.2B,方向向左
B.2B,方向向下
C.B,方向向右
D.B,方向向上
2.(2022江苏扬州江都区月考)如图所示,一根通电直导线放在磁感应强度B=1 T的匀强磁场中,在以导线为圆心、半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点,若a点的磁感应强度为零,则下列说法中正确的是 ( )
A.直导线中电流方向垂直纸面向里
B.c点的磁感应强度也为0
C.d点的磁感应强度为2 T,方向斜向下,与B夹角为45°
D.以上说法均不正确
3.[2021