13.1 磁场 磁感线 13.2 磁感应强度 磁通量 导学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十三章 电磁感应与电磁波初步 第一节与第二节综合 磁场 磁感线 磁感应强度 磁通量 一.磁场与磁感线 1.磁场的理解 （1）磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质。 （2）磁场存在于磁体、通电导线、运动电荷的周围。 （3）磁场的基本性质：对放入其中的磁体、通电导线、运动电荷有力的作用。 （4）磁场的方向：小磁针静止时N极所指方向，即磁场方向。 2.磁感线的理解 （1）作用：形象的显示磁场特征的闭合曲线。 （2）特点 1）假想曲线，非客观存在； 2）切线方向，表示小磁针N极指向，即磁场方向； 3）疏密程度，表示磁场强弱； 4）任意两条磁感线不相交，不相切； 5）磁感线都是闭合曲线； 6）磁体的磁感线，外部：N极出发回到S极；内部：S极到N极； 二．磁感应强度 1.物理意义：描述磁场的强弱和方向，符号B。 2.定义式：，单位：特斯拉，符号T，式中， （1）F表示通电直导线在磁场中受到的力，即安培力； （2）L表示I垂直于B时的导线长度；若B和I的夹角为，则导线长度表示为L，磁场强度； （3）安培力F与B，F与I均是垂直关系。 3.方向：磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，而不是安培力方向。 4.标矢性：矢量，有大小，有方向。 5.电流元：很小的一段通电导线中I和L的乘积。 6.匀强磁场：即B大小、方向均不变。 拓展：磁感应强度并不等同于磁场强度，磁场强度是也是描述磁场的一个物理量，将“磁感应强度”称为“磁场强度”的说法是错误的。 例1.（多选）下列说法中正确的是（ ） A.电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零 B.一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零 C.把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱 D.把一小段通电导线放在磁场中某处，所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱 例2.长10cm的通电直导线，通过1A的电流，在磁场强弱、方向一样的空间（匀强磁场）中某处受到的磁场力为0.4N，则该磁场的磁感应强度（ ） A.等于4T B.大于或等于4T C.小于或等于4T D.方向与其所受到的磁场力方向一致 例3.在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上P点地磁场磁感应强度大小为B0，将一条形磁铁固定在P点附近的水平面上，让N极指向正北方向，如图所示，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度大小为B1，现将条形磁铁以P点为轴旋转90°，使其N极指向正东方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度的大小应为（可认为地磁南、北极与地理北、南极重合）（ ） A. C. B. D. 三．其它特殊的磁场 1.直线电流的磁场 拓展：直线电流周围空间磁感应强度关系式 例4.如图所示，在a、b、c三处垂直纸面放置三根长直通电导线，a、b、c是等边三角形的三个顶点，电流大小相等，a处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为B，则O处的磁感应强度是多少? 2.环形电流的磁场 （1）理解：环形电流相当于多个直线电流元的叠加，稳定的环形电流可以等效为小磁针。 思考：两个同向环形电流之间会吸引还是排斥，异向呢？ 例5.如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（ ） A.a、b、c的N极都向纸里转 B.b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转 C.b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转 D.b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转 3.通电螺线管的磁场：通电螺线管形成的磁场相当于一个条形磁体。 例6.如图所示为通电螺线管，A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是（ ） A.磁感线最密处为A处，最疏处为B处 B.磁感线最密处为B处，最疏处为A处 C.小磁针在B处和A处N极都指向左方 D.小磁针在B处和C处N极都指向右方 例7.如图所示，（a）（b）是直线电流的磁场，（c）（d）是环形电流的磁场，（e）（f）是通电螺线管的磁场。试在图中补画出电流的方向或磁感线方向。 四．安培分子电流假说 安培认为：在分子、原子等物质微粒内部存在着一种环形电流，即分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体。它的两侧相当于两个磁极。当它们在外磁场的作用下呈规则排列时，就使物体宏观上呈现了磁性。 例8.如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确