13.2磁感应强度 磁通量（同步课件）-【鼎力课堂】2024-2025学年高二物理同步备课精编优选课件+同步作业（人教版2019必修第三册）

§2 磁感应强度 磁通量 第十三章 电磁感应与电磁波初步 高中物理(人教版2019)必修第三册 CONTENTS 磁感应强度 01. 匀强磁场 02. 磁通量 03. PART 01 新课引入 巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，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？ 思考与讨论 4 PART 02 磁感应强度 物理学规定小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向，规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向。 磁感应强度的方向 1 6 （1）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. （2）方法：用检验电流元受力来研究磁场强弱 思考：通电导线受到的磁场力与哪些因素有关? 导线长度、电流大小、磁场的强弱、放置的方式（导线与磁场方向平行、垂直及任意夹角受力情况不同） （3）实验方法：控制变量法 磁感应强度的大小 2 ①保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小。 （4）实验方案设计 结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越大，导线所受的磁场力就越大。 现象：电流越大，导线的偏角越大。 磁感应强度的大小 2 ②保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度。 （4）实验方案设计 结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长，导线所受的磁场力就越大。 磁感应强度的大小 2 探究影响通电导线受力的因素 3 （5）精确的实验研究表明：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。 ②不同磁场中，比值F/IL一般不同 ①同一磁场中F∝IL，比值F/IL为恒量 归纳总结 4 (1)定义： (3)单位： (4)方向： 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。 在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T。 磁感应强度是矢量, 方向与该点磁场的方向一致 (2)公式： (5)意义：描述磁场的强弱和方向的物理量 磁感应强度 5 ①磁感应强度由通电导线的长度、电流及导线受力决定吗？ 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，要注意什么问题？ 导线电流的方向与磁场方向的关系，要注意两者必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零。 (6)注意事项： ③若在某一点同时存在几个磁场，则该点的磁感应强度B如何？ 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。 磁感应强度 5 PART 03 匀强磁场 匀强磁场 磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场。 匀强磁场： PART 04 磁通量 （1）磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。在上图中，S1 和S2 两处磁感线的疏密不同，这种不同是如何体现的呢？ （2）如果 S1 和 S2 都垂直于纸面方向并且面积相同，穿过相同面积磁感线条数谁的多？ 穿过相同面积磁感线条数多的就密，磁感应强度就大。 思考与讨论 1.定义：设在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为 S如下图，我们把 B 与 S 的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母 Φ 表示磁通量，则 Φ ＝ BS 在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯（weber），简称韦，符号 Wb。1 Wb ＝ 1 T·m 2 磁通量 2、决定磁通量的因素： 思考：淋浴花洒，水流模拟磁感线，线圈模拟平面，改变线圈倾斜程度，喷水方式不变，线圈面积不变，穿过线圈平面的水流条数怎么能发生改变？什么情况下穿过的水流条数最多？ 磁通量 如果磁感应强度 B 不与我们研究的平面垂直，例如下图中的S，那么我们如何计算磁通量？ 用这个面在垂直于磁感应强度 B的方向的投影面积 S′与 B 的乘积表示磁通量。 思考与讨论 从 Φ ＝ BS 可以得出 B ＝Φ/S ，这表示磁感应强度的大小又等于什么呢？ 磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。 思考与讨论 3.注意： （1）Φ是标量,但有正负,若取某方向穿入平面的磁通量为正,则反方向穿入该平面的磁通量为负 （2）过一个平面若有方向相反的两个磁通量,这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通) 磁通量 PART 05 课堂练习 1．下述说法中正确的是（　　） A．根据E=，可知电场中某点的场强与电荷量q成反比 B．根据B=，可知通电导线L所在处受到磁场力F为零，该处的磁感应强度B也一定为零 C．电场和磁场都是客观存在的物质，但是电场线和磁感线是假想的 D．电场线和磁感线都是电荷在场中运动的轨迹 课堂练习 01 C 课堂练习 01 【答案】C 【详解】 A. 电场强度定义式E=场强是描述自身性质的物理量，与F、q无关，故A错误； B. 磁感应强度的定义式中，通电导线L所在处受到磁场力F为零时，该处磁感应强度不一定为零，当B与L平行时，F也为零，故B错误； C．电场和磁场都是客观存在的物质，但是电场线和磁感线是假想的，故C正确； D．电场线和磁感线一般不是电荷在场中运动的轨迹，故D错误。故选C。 2．在匀强磁场中某处P点放一根长度，通电电流的直导线，当导线与磁场方向垂直时，测得它受到的最大磁场力，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度大小为（     ） A．零 B． C． D． 课堂练习 02 D 课堂练习 02 【答案】D 【详解】P处的磁感应强度与磁场本身有关，与是否通电导线移走无关，故将该通电导线从磁场中撤走后，P处的磁感应强度不变，则P处的磁感应强度大小为故选D。 3．如图所示，三根长直导线通有大小相同的电流，分别放在正方形ABCD的三个顶点，其中A、B处导线电流方向垂直纸面向外，C处导线电流方向垂直纸面向里，此时正方形中心O点的磁感应强度大小为。若将C处的导线撤去，则O点处的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 课堂练习 03 A 课堂练习 03 【答案】A 【详解】设每根通电导线单独在点产生的磁感应强度大小为，A点导线在O点产生的磁感应强度的方向为从O指向D，B点导线在O点产生的磁感应强度的方向为从O指向A，C点导线在O点产生的磁感应强度的方向为从O指向D，由平行四边形定则可得解得将点处的导线撤去后，点处的磁感应强度大小为故选A。 4．下列说法中正确的是（    ） A．由可知，磁感应强度B与一小段通电直导线受到的磁场力成正比 B．一小段通电导线所受磁场力的方向就是磁场方向 C．一小段通电导线在某处不受磁场力，该处磁感应强度不一定为零 D．磁感应强度为零的地方，一小段通电导线在该处不受磁场力 课堂练习 04 CD 课堂练习 04 【答案】CD 【详解】A．为定义式，磁感应强度B只由磁场本身决定，与段通电直导线受到的磁场力无关，故A错误； B．一小段通电导线所受磁场力的方向跟磁场方向垂直，故B错误； C．一小段通电导线在某处不受磁场力，可能是电流方向与该处磁感应强度方向垂直，该处磁感应强度不一定为零，故C正确； D．磁感应强度为零的地方，一小段通电导线在该处不受磁场力，故D正确。 故选CD。 5．如图所示，在水平面边长L=1m正方形abcd区域内，有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。现有一长方形abef线框可绕ab轴在竖直面内转动，be=2m，线框与竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（　　） A．当=0°时，穿过线框的磁通量为0Wb B．当=30°时，穿过线框的磁通量为1Wb C．当=60°时，穿过线框的磁通量为2Wb D．当=90°时，穿过线框的磁通量为2Wb 课堂练习 05 AB 课堂练习 05 【答案】AB 【详解】A．根据磁通量表达式当=0°时，穿过线框的磁通量为0Wb，故A正确； B．根据磁通量表达式当=30°时，穿过线框的磁通量为1Wb，故B正确； C．根据磁通量表达式当=60°时，有效面积为1m2，穿过线框的磁通量为1Wb，故C错误； D．根据磁通量表达式当=90°时，有效面积为1m2，穿过线框的磁通量为1Wb，故D错误。故选AC。 谢谢聆听 Lavf58.12.100 $$