13.2 磁感应强度 磁通量 教学设计 -2025-2026学年高一上学期物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第三册）

本文围绕“磁感应强度 磁通量”展开，介绍其定义、叠加原理等核心知识。承接电磁感应初步知识，为后续深入学习电磁学奠基。通过知识讲解、例题分析等环节，培养学生物理观念、科学思维等核心素养，如在磁感应强度叠加分析中强化科学推理能力。 该设计亮点在于以典型例题为载体，引导学生思考。从学生层面看，提升其对物理概念的理解与应用能力；从教师层面看，提供了系统的教学素材，利于高效备课；从课堂效果看，能有效突破教学难点。

第十三章 电磁感应与电磁波初步 课时13.2 磁感应强度 磁通量 1. 知道磁感应强度的定义,知道其定义式和单位。 2. 理解磁感应强度的叠加原理。 3. 知道匀强磁场的特点及产生方式。 4. 理解磁通量的物理意义和表达式。 （一）磁感应强度 1. 磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。 2. 电流元：很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il。 3. 影响通电导线受力的因素 （1）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）同样的I、l，在不同的磁场中，或在非均匀磁场中的不同位置，导线受力一般不同。 4. 磁感应强度的大小：在通电导线与磁场垂直的情况下，导线受到的磁场力F与I、l乘积的比值，定义式：。 5. 单位：特斯拉，简称特，符号为T。 6. 磁感应强度的方向：磁感应强度是矢量，它的方向为该处的磁场方向，即该处小磁针静止时北极所指的方向。 （二）匀强磁场 1. 定义：如果磁场中各点的磁感应强度大小相等、方向相同，这个磁场就叫作匀强磁场。 2. 实例：距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场（图甲），除边缘部分外，可以认为是匀强磁场；两个平行放置较近的线圈通电时，其中间区域的磁场近似为匀强磁场（图乙）。 （三）磁通量 1. 定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，当面积为S的平面与磁场方向垂直时，我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。 2. 表达式： 3. 单位：韦伯，简称韦，符号是Wb。1 Wb=1 T·m2。 4. 磁通量是标量，但有正负由B=可知，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。磁通量可以用磁感线的条数形象地说明。穿过平面的磁通量可以理解为向相反方向穿过平面的磁感线相抵消之后剩余的磁感线的条数。 考点 磁感应强度的叠加 1. 磁感应强度的矢量叠加 由于磁感应强度是矢量，故多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点产生的磁感应强度的矢量和。处理磁感应强度的矢量叠加问题的方法为： （1）根据安培定则确定每根通电导线周围磁感线的方向。 （2）磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。 （3）根据平行四边形定则将各磁感应强度合成。 2. 几个特殊的磁场叠加 平行通电 直导线 等大平行 同向电流 等大平行 反向电流 连线上 的中点 B1=B2 B合=0 B1=B2=B B合=2B 连线的中 垂线上的 对称点 BA与BA‘等大反向 BA与BA‘等大同向 基础过关练 题组一　对磁感应强度的理解 1.(2025江苏泰州期中联考)关于磁感应强度，下列说法中正确的是 (　　) A.一小段通电直导线放在磁感应强度为零处，它所受磁场力一定为零 B.由B=知，一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 C.磁感应强度的方向一定是小磁针S极所指的方向 D.磁感应强度的方向，就是一小段通电导线在该处受磁场力的方向 2.(2024山东潍坊期中)一段长为0.5 m的导线放在匀强磁场中，当通过4 A的电流时，受到磁场力的大小为4 N，则该磁场的磁感应强度大小可能是 (　　) A.3 T　　　　B.1.5 T　　　　C.1 T　　　　D.0.2 T 题组二　磁感应强度的叠加 3.(2025江苏南通如皋中学期中)如图所示，纸面内以O点为圆心的圆周上有M、N、A、B四个点，MN、AB为直径且互相垂直。若将两根直导线垂直于纸面放在M、N处，并通入大小相等、方向垂直纸面向里的电流。则 (　　) A.O点磁感应强度的方向由O指向B B.O点的磁感应强度大小为零 C.A、B两点磁感应强度相同 D.A点的磁感应强度方向与M、N连线平行且方向向左 4.(2025河北沧衡八校联盟期中)如图所示，三根通电平行直导线均垂直于纸面，通过的电流大小均为I，B和C的电流方向均垂直于纸面向里，D的电流方向垂直于纸面向外，A是B、D连线的中点，AC⊥BD，且AB=AC=AD=r，已知通有电流I的长直导线在距其r处产生磁场的磁感应强度大小B=k(其中k为常量)，那么A点的磁感应强度为 (　　) A.，与BD夹角满足tan θ=2，指向右下方 B.，沿CA向上 C.，与BD夹角满足tan θ=2，指向左下方 D.，与BD夹角满足tan θ=，指向右下方 5.(2025湖北新八校协作体联考)某同学设计了一个测量微弱磁场的实验装置：先在水平实验台上放置一枚小磁针，发现小磁针N极指北，然后他把一直导线沿南北方向置于小磁针正上方，并通入恒定电流，发现小磁针的N极稳定后指向为北偏西53°，设通电直导线的磁场在小磁针位置的磁感应强度大小为B，已知当地地磁场的磁感应强度的水平分量大小为B0，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，下列说法中正确的是 (　　) A.直导线中通入的电流方向由北向南 B.当地地磁场磁感应强度的水平分量的方向由北向南 C.B=B0，方向水平向东 D.B=B0，方向水平向西 6.(2025山东聊城期中)如图所示，等腰三角形ABC中，∠A=∠C=30°。在A点和B点分别垂直纸面放置一条通电长直导线，在C处产生的磁场的方向由C指向B。已知通电长直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度B=k，其中k为常量，I为导线中的电流，r为该点到导线的距离。下列说法正确的是 (　　) A.A点处导线中的电流方向垂直纸面向外 B.B点处导线中的电流方向垂直纸面向里 C.A、B两点处导线中的电流之比为1∶2 D.A、B两点处导线单独在C点产生的磁感应强度大小之比为2∶ 题组三　磁通量的理解及计算 7.(2025安徽淮北高级中学期末)一等腰直角三棱柱如图所示，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，dcfe平面水平，磁感应强度为B，下面说法不正确的是 (　　) A.穿过整个三棱柱的磁通量为零 B.穿过abcd平面的磁通量大小为BL2 C.穿过dcfe平面的磁通量大小为BL2 D.穿过abfe平面的磁通量大小为零 8.(2025江苏盐城月考)如图，空间内水平固定一条形磁体，有三个金属环a、b、c，则 (　　) A.若金属环a由N极通过条形磁体移到S极，穿过金属环a的磁通量先减小后增大 B.若垂直于地面的金属环b从条形磁体的中央竖直下落，穿过金属环b的磁通量变大 C.若在条形磁体附近，环面平行于地面的金属环c从条形磁体右边的位置1下降到位置3，穿过金属环c的磁通量先减小后增大 D.若在条形磁体附近，金属环c从条形磁体右边的位置1，沿着水平方向移到磁体左边，穿过金属环c的磁通量先增大后减小 9.(2025江苏南京金陵中学月考)如图所示，我国的球面射电望远镜(FAST)是世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“超级天眼”，并通过随地球自转指向太空不同方向。“天眼眼眶”的直径为D，其边缘圆周处于同一水平面内，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量大小分别为B1、B2，则 (　　) A.B、B1、B2三者大小关系满足B=B1+B2 B.穿过“眼眶”的磁通量大小为B1πD2 C.在地球自转90°的过程中，穿过“眼眶”的磁通量的变化量为0 D.在地球自转180°的过程中，穿过“眼眶”的磁通量的变化量为B2πD2 10.(2024江苏南京金陵中学学情调研)如图所示，矩形线圈abcd位于纸面内，面积为2S，匝数为N，过ad中点和bc中点的直线恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，已知匀强磁场的磁感应强度大小为B。下列说法正确的是 (　　) A.在图示位置时穿过线圈的磁通量为NBS B.线圈以ab为轴转过30°时，穿过线圈的磁通量为BS C.线圈以ab为轴转过45°时，穿过线圈的磁通量为BS D.线圈以cd为轴转过60°过程中，穿过线圈的磁通量改变量大小为BS 答案与分层梯度式解析 第十三章　电磁感应与电磁波初步 2　磁感应强度　磁通量 基础过关练 1.A 2.A 3.B 4.A 5.D 6.D 7.B 8.C 9.C 10.C 1.A　由F=BIL可知，一小段通电直导线放在磁感应强度为零处，它所受磁场力一定为零，A正确；一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，该处的磁感应强度不一定为零，也可能是因为导线与磁场方向平行，故B错误；磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，也就是小磁针N极所受磁场力的方向，即小磁针静止时N极所指的方向，故C错误；磁感应强度的方向，与一小段通电导线在该处受磁场力的方向垂直，D错误。 2.A　通电导线受到的磁场力大小一定，当通电导线与磁场垂直时，磁感应强度最小，有F=BminIL=Bmin×4 A×0.5 m=4 N，解得Bmin=2 T；当通电导线与磁场不垂直时，磁感应强度大于2 T，故该磁场的磁感应强度大于或等于2 T，A正确。 3.B　根据安培定则可知，M处电流在O点产生的磁感应强度的方向沿AB向下，N处电流在O点产生的磁感应强度的方向沿BA向上，由于两导线中电流大小相等，O到M、N的距离相等，所以M、N处电流在O点产生的磁感应强度大小相等，根据矢量合成可知O处磁感应强度为零，A错误，B正确；因为MA=NA=MB=NB，所以M、N处电流在A、B两点处分别产生的磁感应强度大小相等，方向如图，可知A、B两处磁感应强度方向不同，A点的磁感应强度方向与M、N连线平行，方向水平向右，C、D错误。 4.A　根据安培定则可知，导线B和D中的电流在A点产生的磁感应强度方向均由A点指向C点，导线C中的电流在A点产生的磁感应强度方向由A点指向D点，则A点的磁感应强度大小为BA==，方向与BD的夹角为θ，指向右下方，且tan θ==2，选A。 方法技巧　求合磁感应强度大小的方法 5.D　未放置通电直导线时，小磁针N极指北，即当地地磁场磁感应强度的水平分量的方向由南向北，B错误；放置通电直导线后，小磁针稳定时的N极指向为北偏西，故电流产生的磁场方向为由东向西，结合安培定则可知电流方向为由南向北，故A错误；画出两个磁场及合磁场关系如图，合磁场方向为北偏西53°，可得到两个磁感应强度的大小关系为 tan 53°=，B=B0，故C错误，D正确。 6.D　由题意可知，C点的合磁场方向沿CB方向，由安培定则结合磁场叠加原理可知，A点处导线在C处产生的磁场方向垂直AC斜向下，B点处导线在C处产生的磁场方向垂直BC斜向上，分别如图中B1、B2所示，故A点处导线中的电流方向垂直纸面向里，B点处导线中的电流方向垂直纸面向外。由几何关系可知，B1与B2的大小关系为B2=B1 sin 60°，所以=；设BC=L，则AC=L，B1=k，B2=k，解得IA∶IB=2∶1，故选D。 7.B　由题可知，穿入与穿出整个三棱柱的磁通量相等，故穿过整个三棱柱的磁通量为零，A正确；穿过abcd平面的磁通量大小为Φ1=BL2 sin 45°=BL2，穿过dcfe平面的磁通量大小为Φ2=BL2 sin 45°=BL2，磁场的方向与abfe平面平行，故穿过abfe平面的磁通量大小为零，可知B错误，C、D正确。 8.C　条形磁体周围的磁感线分布如图所示，由于磁感线是闭合曲线，故所有的磁感线均通过磁体内部，且磁体内部的磁场方向与磁体外部的磁场方向相反，金属环a由条形磁体的N极通过条形磁体移到S极，由于磁体内部的磁感线均穿过金属环a，且磁体外部穿过金属环a的磁感线条数先减少后增多，又穿过金属环a的磁通量为磁体内部和外部的磁通量之差(易错点)，故此过程磁通量先增大后减小，故A错误；垂直于地面的金属环b从条形磁体的中央位置竖直下落，离磁体越远，磁场越弱，故穿过金属环b的磁感线条数变少，磁通量变小，故B错误；金属环c从位置1到2过程中，磁通量减小，到2位置时，磁感线与金属环平行，磁通量最小，从2到3过程中磁通量增大，故C正确；金属环c移到磁体中间上方时，磁感线与金属环平面平行，磁通量最小，所以金属环c从右向左移动过程中，磁通量先减小后增大，故D错误。 易错分析　在分析A选项时，易只考虑磁体外部的磁通量，而忽略磁体内部的磁通量，从而误认为A是正确的。 9.C　B、B1、B2三者大小关系满足B=，故A错误；已知“天眼”所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面垂直的分量大小为B2，穿过“眼眶”的磁通量大小为Φ=B2S=B2πD2，故B错误；在地球自转90°、180°的过程中，“眼眶”相对地磁场静止，穿过“眼眶”的磁通量的变化量为0，故C正确，D错误。 10.C　穿过线圈的磁通量与匝数无关，可知图示位置时穿过线圈的磁通量为BS，故A错误；线圈以ab为轴转过30°时，整个线圈在垂直于磁场方向上的投影面积为S'=2S cos 30°=S>S，故处于磁场中的线圈在垂直于磁场方向上的投影面积仍为S，可知穿过线圈的磁通量仍为BS，故B错误；同理，线圈以ab为轴转过45°时，处于磁场中的线圈在垂直于磁场方向上投影的面积仍为S，可知穿过线圈的磁通量仍为BS，C正确；线圈以cd为轴转过60°时，ab边刚好转出磁场，则穿过线圈的磁通量为0，穿过线圈的磁通量改变量大小为BS，D错误。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$