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

13.2 磁感应强度 磁通量 匀强磁场 磁感应强度 磁通量 目录 CONTENTS 1 3 2 知识回顾 电场强度 表示电场强弱和方向的物理量 反映电场力的性质的物理量 某点E与电场力F及电荷q无关 在确定的电场中: 相同的点，场强E相同 不同的点，场强E不同 +Q B A rA rB 比值定义法 电场强度为电场的本身属性 磁体的磁性强弱是不同的，怎样描述磁场强弱和方向？ 一 磁感应强度 电场 正试探电荷的受力方向 磁场 小磁针N极的受力方向 1.磁感应强度的方向 物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向。 2.磁感应强度的大小 电场 电场力 磁场 磁场力 电场强弱 磁场强弱 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。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感应强度的大小。 场不仅能对磁体有作用力，还对通电导体有作用力！ 2.磁感应强度的大小 电流元： 在物理学中，把很短一段通电导线中的电流与导线长度的乘积叫做电流元。 相当于电场中的检验电荷 实验：探究影响通电导线受力的因素 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。 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 1.定义： 在磁场中，垂直于磁场方向的通电导线，受到的安培力𝐹跟电流I和导线长度𝐿乘积𝐼𝐿的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度。 2.表达式： 3.单位： （比值法定义） 一 磁感应强度 （注意：磁感应强度由磁场本身决定，与无关。） 特［斯拉］ 1 T=1 N/（A·m） 4.矢量： 磁感应强度是矢量，方向规定为小磁针静止时N极所指方向。 条件：导线与磁场垂直 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 磁感应强度与电场强度的比较 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 如果通电导线不受磁场力，该处是否一定不存在磁场，磁感应强度一定为零吗？ 思考： （1）当I  B， F=BIL （2）当I // B， F=0 （3）当I与B有夹角，F=BIL有效 （导线的有效长度即导线在垂直于磁场方向的投影） B I  B I B I I与 B斜交 I  B I // B F最大 F=0 0﹤F ﹤最大值 L有效 练一练： 例1：垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm，通电电流强度I=10A，若它所受的磁场力F=5N，求: (1)该磁场的磁感应强度B是多少？ (2)若电流增大到20A，则该磁场的磁感应强度B是多少？此时它所受磁场力是多大？ (3)若导线平行磁场方向，则磁感强度B是多少？此时它所受磁场力是多大？ 练一练： 解： (1) (2) (3) ∵B是描述磁场本身性质的物理量， ∵B是描述磁场本身性质的物理量， ∵导线与磁场方向平行， 练一练： 例2：下列说法中正确的是（ ） A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值，即B＝ B．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 C．磁感应强度B＝ 只是定义式，它的大小取决于场源以及在磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关 D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向 C 1、定义：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。 2、产生方法： 二 匀强磁场 （1）距离很近的两个异名磁极之间的磁场（除边缘部分外） （2）通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外） （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。 练一练： 例3: (多选)关于匀强磁场，下列说法中正确的是（ ） A．在某一磁场中，若有无数处磁感应强度相同，这个区域里的磁场就是匀强磁场 B．只要磁感线是直线，该处的磁场一定是匀强磁场 C．匀强磁场中的磁感线，必定是相互平行且间距相等的直线 D．距离很近的两个异名磁极之间及通电螺线管内部靠近中间部分的磁场，都可视为匀强磁场 CD 三 磁通量 1.定义：设在磁感应强度为的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为，我们把与的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母表示。 2.公式： 3.适用条件：（1）匀强磁场； （2）磁感线与平面垂直。 4.有效面积：在匀强磁场中，若磁感线与平面不垂直，公式中的应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。 磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数，当有方向相反的两簇条数相同的磁感线穿过某面积时，该面积上的磁通量为零。 ，式中即面积在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积”。 三 磁通量 三 磁通量 5.标量，单位：韦伯（Wb）1Wb=1Tm2 6.物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大。当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零。 磁场和面平行： 磁场和面成任意角度： 磁场和面垂直： S B S B  Sn B S 练一练： 例4：关于磁通量，下列说法中正确的是 （ ） A．穿过某一面积的磁感线条数越多，磁通量越大 B．穿过某一面积的磁通量一定等于面积S与该处 磁感应强度B的乘积 C．若穿过某一面积的磁通量为零，则该处的磁感应 强度一定为零 D．穿过某一面积的磁通量等于该面积上单位面积的 磁感线条数 A 练一练： 例5：如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为________。若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量变化量大小为________。 BS 2BS 0 [思路点拨]　 练一练： 磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1| (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| 特别提醒：当面积S转过180°时，磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS. 小结： 1、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。 2、电流元：是理想化物理模型，很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL。 3、通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与I和L的乘积IL成正比。 4、磁感应强度（符号：B）：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。定义式： 国际单位：特斯拉，简称特，符号T。磁感应强度是矢量，方向与该点磁场的方向一致。 5、磁通量是B与S的乘积，符号：Φ，公式：Φ＝BS，国际单位：韦伯，简称韦，符号Wb。磁通量是标量，但有正负，表示磁感线从正面穿进还是从负面穿进。 练一练： 例1：有人根据 提出 ：磁场中某点的 磁感应强度 B 与通电导线在磁场中所受的磁场力 F 成正比，与电流 I 和导线长度 l 的乘积成反比。这种说法有什么问题？ 练一练： 例2：在匀强磁场中，一根长 0.4 m 的通电导线中的电流为 20 A，这条导线与磁场方向垂直时，所受的磁场力为 0.015 N，求磁感应强度的大小。 练一练： 例3：如图，匀强磁场的磁感应强度B 为0.2 T，方向沿 x 轴的正方向，且线段MN、 DC 相等，长度为 0.4 m，线段NC、EF、MD、 NE、CF相等，长度为0.3 m，通过面积SMNCD、 SNEFC 、SMEFD 的磁通量Φ1 、Φ2 、Φ3 各是多少？ 练一练： 例4：在磁场中放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。图 中的图像表现的是导线受力的大小F 与通过导线的电流I的关系。 A、B 各代表一组F、I 的数据。在甲、乙、丙、丁四幅图中，正确的是哪一幅或哪几幅？说明道理。 感谢倾听 $$