13.2 磁感应强度 磁通量 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

岳阳县第一中学——闵佳智 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 新课导入 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。 磁体的磁性强弱是不同的 那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？ 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 2 知识回顾 电场的基本性质是什么？ 磁场的基本性质是什么？ 如何描述电场的强弱和方向？ 如何描述磁场的强弱和方向？ 对放入其中的电荷 有电场力的作用 对放入其中的磁体或通电导体 有磁力的作用 电场强度 表示磁场强弱和方向的物理量? 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 3 01 磁场的方向 电场强度方向： 磁场的方向： 正试探电荷的受力方向 场源电荷 试探电荷 +q 小磁针静止时N极所指的方向 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 02 磁场的强弱 电场强度大小： 场源电荷 试探电荷 +q 思考：能否用测量 N 极受力的大小来确定磁感应强度的大小？ 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。 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 03 电和磁的联系 思考：磁场不仅对磁体有作用力，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? 转换研究对象 电流元 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 04 电流元 ①理想模型 ②不存在孤立的电流元 ③可以用较长的通电导线来检验匀强磁场 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。（也可以叫点电流） F IL 相当于电场中的检验电荷 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 思考讨论 思考：通电导线所受到的磁场力与什么有关呢？ 磁场 电流大小 放置的位置 磁场中的导线长度 （相同的磁场） （通电导线与磁场方向垂直） 实验方法： 控制变量法 （1）先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。 （2）然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 8 实验探究 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 9 实验结论 （1）先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。 （2）然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。 当L不变，I越大，F越大 结论：电流越大，通电导线受力越大 结论：长度越长，通电导线受力越大 当I不变，L越大，F越大 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 10 05 磁感应强度 1.定义： 2.单位： 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。 特斯拉，简称特，符号T 3.方向： 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 尼古拉·特斯拉(nikola tesla) 比值定义 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 特斯拉是一个伟大的科学家和发明家，他为人类社会带来了无数的创新和贡献。他在电气工程、无线通信、高频电流、X射线、遥控器、激光等领域有着开创性的工作，影响了许多后来的科技发展。他也是一个理想主义者和人道主义者，他梦想着为全世界提供免费和无限的能源，促进人类文明和进步。然而，他也是一个孤独和不幸的人，他与当时的权势和利益发生了冲突和对抗，导致他失去了许多机会和资源。他没有结婚也没有孩子，只有少数朋友和支持者。他晚年生活困顿，身体虚弱，精神萎靡。他死后才得到了更多的认可和尊敬。 11 05 磁感应强度 1.B与L、I、F无关，与场源和该点在场中的位置有关。 2.用 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： d b a 由磁场本身决定 B=B1+B2+B3……（矢量和） 平行四边形法则运算。 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 特斯拉是一个伟大的科学家和发明家，他为人类社会带来了无数的创新和贡献。他在电气工程、无线通信、高频电流、X射线、遥控器、激光等领域有着开创性的工作，影响了许多后来的科技发展。他也是一个理想主义者和人道主义者，他梦想着为全世界提供免费和无限的能源，促进人类文明和进步。然而，他也是一个孤独和不幸的人，他与当时的权势和利益发生了冲突和对抗，导致他失去了许多机会和资源。他没有结婚也没有孩子，只有少数朋友和支持者。他晚年生活困顿，身体虚弱，精神萎靡。他死后才得到了更多的认可和尊敬。 12 一些磁场的磁感应强度 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 表 一些磁场的磁感应强度/ T 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 13 06 磁感应强度和电场强度 比较项目 磁感应强度B 电场强度E 物理意义 描述磁场的性质 描述电场的性质 定 义 式 共同点 用比值的形式定义 特点 通电导线与B垂直， B与F、I、L无关 E与F、q无关 方 向 共同点 都是矢量，遵循矢量合成法则 不同点 小磁针N极的受力方向 放入该点正电荷的受力方向 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 07 匀强磁场 1.定义：强弱、方向处处相同的磁场 2.特点：磁感线是一组间隔相同的平行直线 3.常见的匀强磁场: （1）相隔很近的两个异名磁极之间的磁场 （2）通电螺线管内部的磁场 （3）相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 07 匀强磁场 I 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 思考讨论 思考：磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。在图中，S1和S2两处磁感线的疏密不同，这种不同是如何体现的呢？ 如果在 S1和 S2处，在垂直于纸面方向取同样的面积，穿过相同面积磁感线条数多的就密，磁感应强度就大。 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 17 07 磁通量 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，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。 1.磁通量： 符号Φ 3.单位： 2.公式： Wb（韦伯） Φ = BS 1 Wb＝1 T·m2 适用条件： （1）匀强磁场； （2）磁感线与平面垂直。 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 07 磁通量 若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积， 当B∥S时，磁通量最小Φ=0 Φ＝BScos θ。式中Scos θ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为“有效面积”(如图所示)。 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 07 磁通量 Φ > 0 Φ < 0 B B 磁通量是标量，且有正负 规定磁感线从平面的某一面穿入，磁通量为正；磁感线从平面的另一面穿入，磁通量为负。 正负不表大小，只表示磁感线从正面穿进还是从负面穿进 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 07 磁通量 磁通量反映了穿过这个平面的磁感线条数。 当平面有相同方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之和； 当平面有相反方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之差的绝对值。 S B3 B1 S B1 B2 Φ= Φ1+ Φ2 =B1S+B2S Φ`= Φ1 – Φ3 =B1S-B3S 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 07 磁通量 B S θ1 θ2 ΔΦ＝Φ2－Φ1 末 初 1.当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS 2.当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。 3.B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1， 但ΔΦ≠ΔB·ΔS。 磁通量的变化量 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 08 磁通密度 同一平面垂直磁场方向放置，在磁感应强度越大的地方，磁感线分布越密集，穿过该平面的磁通量越大。 表示单位面积上的磁通量，反映磁感线的疏密。 磁感应强度数值上等于垂直穿过单位面积的磁通量。 当B垂直S时： 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 STSE 磁针能够指向南北，是因为地磁场的存在。地球的地理两极与地磁两极并不重合。磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，这就是地磁偏角。地磁偏角的数值在地球上的不同地点是不同的 郑和下西洋的船队已经装备了罗盘，导航时兼用罗盘和观星，二者互相补充、互相修正。他的航海图叫做“针图”，图中的航线叫做“针路”。明清时期，我国海道针经一类书籍相当丰富。15世纪初成书的《顺风相送》《指南正经法》现藏于英国牛津大学图书馆。 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 24 总结归纳 一、磁感应强度 二、匀强磁场 三、磁通量 方向： 小磁针静止时N极所指的方向 大小： 电流元： 单位： 特斯拉，简称特，符号T Φ＝BScos θ ΔΦ＝Φ2－Φ1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 2024/12/10 1 25 $$