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

第十三章 电磁感应与电磁波初步 13.2 磁感应强度 磁通量 制作人：曹译元、唐晓兰 核心素养 物理观念 知道磁感应强度的定义；理解磁通量的概念等。 培养学生探究物理现象的兴趣，提高综合学习能力。 学会用比值定义物理量的思维方法，运用磁感应强度公式进行计算。 学会用控制变量法来探究磁感应强度大小。 科学思维 科学探究 科学态度与责任 新课导入： 巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，小磁铁却只能吸起几枚铁钉。说明磁场有强弱之分。 那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？ 新知讲解： 一、磁感应强度 磁感应强度的方向： 电场 正试探电荷的受力方向 规定：小磁针静止时 N 极所指的方向为该点的磁感应强度方向。 磁感应强度的大小： 磁场 小磁针 N 极的受力方向 电场 电场力F 电场强弱 磁场 磁场力F 磁场强弱 新知讲解： 一、磁感应强度 思考：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究? 不能。因为 N 极不能单独存在，且小磁针静止时所受的合力为零。 在物理学中，把很短一段通电导线中的电流 I 与导线长度 L 的乘积IL叫做电流元。 磁场不仅能对磁体有作用力，还对通电导体有作用力！ F IL 将一根直导线水平悬挂在磁体两极间，导线的方向与磁场的方向垂直。有电流通过时，导线将摆动一定角度，通过摆动角度大小比较导线受力的大小。 新知讲解： 实验：探究影响通电导线受力的因素 新知讲解： 一、磁感应强度 B 1.定义： 在磁场中，垂直于磁场方向的通电直导线受到的力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值，叫做磁场的磁感应强度。 2.公式： 适用条件：电流与磁场垂直 比值定义式 B与F、I、L无关，由磁场本身决定。 3.单位：特斯拉 符号：T 1 T = 1 N / ( A·m ) 4.物理意义：描述磁场强弱的物理量。 矢量，既有大小，又有方向。 1.把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是( ) 课堂练习： BC 新知讲解： 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 定义式 大小 方向 场的 叠加 单位 描述电场的力的性质的物理量 由磁场决定，与检验电流无关 由电场决定，与检验电荷无关 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 合磁感应强度等于 各磁场的磁感应强度的矢量和 合电场强度等于 各电场的场强的矢量和 描述磁场的力的性质的物理量 2.下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中，错误的是( ) A. 电场强度的方向与电荷所受静电力的方向相同 B. 电场强度的方向与正电荷所受的静电力的方向相同 C. 磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同 D. 磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同 课堂练习： A 解析： 电场强度的方向就是正电荷所受的静电力的方向，A错误，B正确；磁场中某点磁感应强度的方向，就是放在该点的小磁针N极受力的方向，C正确；也就是小磁针静止时N极所指的方向，D正确。 新知讲解： 二、匀强磁场 1.定义： 如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫做匀强磁场。 2.常见的匀强磁场： 相隔很近的异名磁极 两个平行放置的通电线圈 通电螺线管内部的磁场 适用条件： ①匀强磁场；② B⊥S 。 新知讲解： 三、磁通量 Φ 1.物理意义：穿过某一平面的磁感线的净条数。 2.定义：在磁感应强度 B 的匀强磁场当中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为 S ，B 和 S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量。 3.公式： 磁通量 垂直有效的面积（ m2 ） 匀强磁场的磁感应强度（ T ） 3.单位：韦伯 符号：Wb 1 Wb = 1 T·m2 解析： 垂直磁场方向上的投影面积： S⊥＝Scos60°＝0.2 m2 穿过线圈的磁通量： Φ＝BS⊥＝0.12 Wb 线圈以cd为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直 此时通过线圈的磁通量： Φ1＝－BS ＝－0.24 Wb 故磁通量的变化量： ΔΦ＝|Φ1－Φ|＝0.36 Wb 3.线圈平面与水平方向夹角 θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积 S＝0.4 m2，匀强磁场磁感应强度 B＝0.6 T，则穿过线圈的磁通量 Φ 为多少？把线圈以 cd 为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？ 课堂练习： 新知讲解： 三、磁通量 Φ 4.磁通量的理解： (1)磁通量是标量，但有正、负。 当以磁