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

人教版物理必修三 第十三章 电磁感应与电磁波初步 第二节 磁感应强度 磁通量 电磁起重机 巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，通过电磁力的作用列车也可以悬浮起来，而小磁体却只能吸起几枚铁钉——磁场有强弱之分。 那么，我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？ 问题引入 讨论交流 1.电场的基本性质是什么？ 对放入其中的电荷有电场力的作用 2.如何描述电场的强弱和方向？ 电场强度:试探电荷所受电场力跟电荷量的比值 方向：正试探电荷的受力方向 3.磁场的基本性质是什么？ 对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用 4.如何描述磁场的强弱和方向？ 是否类似电场的研究方法,分析磁体或电流在磁场中所受的力,找出表示磁场强弱和方向的物理量? 一、磁场的强弱和方向 电场强度方向： 规定：正试探电荷的 受力方向 场源电荷 试探电荷 +Q +q E 磁场的方向： 规定：小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场的方向。 N S 1.磁场的方向 2.磁场的强弱 场源电荷 试探电荷 +Q +q E 电场强度E的大小 思考1.能否用测量N极受力的大小来确定磁场的强弱？ 不能。因为N极不能单独存在。小磁针静止时所受的合力为零，因而不能用测量N 极受力的大小来确定磁场的强弱。 思考2.磁场除对磁体有作用力外还对谁有作用力？ 通电导体 能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱？ 电流元：很短的一段通电导线中的电流 I 与导线长度 L 的乘积 IL. 电流元是理想模型，不存在孤立的电流元，可以用较长的通电导线来检验匀强磁场 思考3：通电导线所受磁场力的大小与什么有关呢？ 猜想影响通电导线受力的因素：导线长度、电流大小、磁场的不同、放置的位置（导线与磁场方向平行、垂直及任意夹角受力情况不同） 实验探究方法:控制变量法 但是L怎样变化呢？ 滑动变阻器可以改变电流的大小 1.保持导体长度L不变，改变电流的大小 现象：电流I增大，导线摆动的角度增大；电流I减小，导线摆动的角度减小。 2.保持电流I不变，改变导线的长度 现象：通电导线L变长，导线摆动的角度增大；通电导线L变短，导线摆动的角度减小。 精确的实验表明：通电导线与磁场方向垂直时 F∝IL 当L不变，I越大，F越大 当I不变，L越长，F越大 即：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的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，即与I和L的乘积IL成正比。 讨论交流 将F∝IL写成等式是什么样的？ F=BIL 式中 B 与导线的长度和电流的大小都没有关系。但是，在不同情况下，B的值是不同的:即使是同样的I、L,在不同的磁场中，或在非均匀磁场的不同位置，一般说来，导线受的力也是不一样的。看来，B正是我们要寻找的能表征磁场强弱的物理量——磁感应强度(magneticinduction)。 二、磁感应强度 1.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，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。 2.单位：特斯拉，简称特，符号T。 3.方向：磁感应强度是矢量，方向与该点磁场的方向一致 4.意义：描述磁场的强弱和方向的物理量 B与F、L、I无关，由磁场本身决定，是磁场的属性，表征磁场的强弱. 特别提醒 1.B与L、I、F无关，与场源和该点在场中的位置有关。 2.用B=F/IL计算时，导线电流的方向与磁场方向必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零。 3.若某一空间同时存在几个磁场，空间的磁场应由这几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度为B，则有：B=B1+B2+B3……（矢量和） ，用平行四边形法则运算。 a b ① ：I⊥B：F=BIL，最大 ② ：I∥B：F=0 人体器官内的磁场 10-13～10-9 地磁场在地面附近的平均值 5×10-5 我国研制的作为α磁谱仪核心 部件的大型永磁体中心的磁场 0.1346 电动机或变压器铁芯中的磁场 0.8 ～1.7 电视机偏转线圈内的磁场 约0.1 实验室使用的最强磁场 瞬时103恒定37 中子星表面的磁场 106～108 原子和表面的磁场 约1012 一些磁场的磁感应强度/T 磁感应强度与电场强度的比较 磁感应强度B 电场强度E 物理意义 描述磁场的力的性质的物理量 描述电场的力的性质的物理量 定义式 大小 由磁场决定与检验电流无关 由电场决定与检验电荷无关 方向 磁感线切线方向或 小磁针N极受力方向 电场线切线方向或 放入该点正电荷受力方向 场的 叠加 合磁感应强度等于