3.2磁感应强度 磁通量 课件-2025-2026学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

3.2 磁感应强度 磁通量 第三章 电磁场与电磁波初步 学习目标 1.理解磁感应强度B的定义式和物理意义。 2.知道匀强磁场的特点。 3.理解磁通量的概念和公式。 新课导入 对于不同的磁铁，如电磁起重机可以吊起上百吨的钢材，而我们在实验室里用到的 U 型磁铁，却只能吸住几枚铁钉，这不同的磁铁有什么样的奥秘呢？本节课我们就一起来探讨下。 新课讲解 电场的基本性质是什么？ 对放入其中的电荷 有电场力的作用 磁场的基本性质是什么？ 对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用 试探电荷所受电场力 跟电荷量的比值，正 试探电荷的受力方向 如何描述电场的强弱和方向？ 如何描述磁场的强弱和方向？ 能否类似电场的研究方法，分析磁体或电流在磁场中所受的力，找出表示磁场强弱和方向的物理量？ 新课讲解 一、磁感应强度 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。 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。 新课讲解 S N 场源电荷 试探电荷 小磁针静止时N极所指的方向 电场强度方向： 磁感应强度的方向： 带正电的试探电荷的受力方向 +Q +q F E 新课讲解 思考1：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究？ 不能。小磁针静止时所受的合力为零，小磁针N极和S极均受力，而N极不能单独存在，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，还对通电导线有作用力！ 思考2：那磁场还对什么物体有力的作用呢？ 思考3：为研究空间某点的磁场，放入其中的通电导线应满足什么特点？ 足够小 新课讲解 磁感应强度的大小 不能选用磁体，因为N极不能单独存在。且小磁针静止时所受的合力为零。 思考1：如何研究空间某点磁场的强弱？通过分析小磁针受力的情况 来研究磁场强弱，这样做好不好呢？ 选用通电导线既可以知道导线中电流的大小，又能测量导线的长度，而且通电导线的受力也不难测量。 思考2：磁场不仅对磁体有力的作用，还对通电导线有作用力。能否用通电导线来检验磁场中某点的强弱呢？ 新课讲解 1、定义：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 2、定义式： 3、单位：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 1T=1N/A·m 4、方向：磁感应强度是矢量，方向与该点磁场的方向一致，即小磁针N极的受力方向 新课讲解 4、对磁感应强度的理解 ⑴B反映什么性质？ B是表示磁场强弱和方向的物理量，是由磁场自身因素决定的，跟磁场中是否存在通电导线无关，与通电导线是否受力无关，即B与L、I、F无关。B的方向是该处磁场的方向，而不是F的方向。 ⑵用B=F/IL计算时，要注意什么问题？ a、只有当导线电流的方向与磁场方向垂直才能利用这个公式计算磁感应强度的大小 b、计算过程中还应注意单位的统一 c、导线与磁场方向平行时不受磁场力的作用，但B不会发生变化 新课讲解 实验：探究影响通电导线受力的因素 如图所示，三块相同的蹄形磁体并排放在桌面上，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线水平悬挂在磁体的两极间，导线的方向与磁场的方向垂直。 实验中的变量 导线长度 导线在磁场中的放置方式 （通电导线与磁场方向垂直） 导线中的电流 控制变量法 新课讲解 实验步骤： (1)当电路接在“2、3”时，调节滑动变阻器使导线中的电流增大时，观察直导线摆动角度的大小，发现角度变大，说明什么？ 结论：长度相同时，电流越大，导线受磁场力越大。 (2)当电路接在“2、3”时，观察直导线摆动角度的大小；然后把电路改接在“1、4”，发现角度变大，说明什么？ 结论：电流相同时，长度越长，通电导线受力越大。 新课讲解 垂直：F最大 平行：F=0 当通电导线和磁场方向垂直时，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I l 成正比，也就是： B 与I 和l 都没有关系。 比例系数B与磁场有关，描述了磁场的性质 新课讲解 一些磁感应强度的大小（单位：T） 原子核表面 约1012 实验室的强磁场 约30 老式电视机内的偏转磁场 约0.1 地球表面 约5×10-5 人体表面（例如头部） 3×10-10 磁屏蔽室内 3×10-14 新课讲解 二、匀强磁场 1.定义：磁场强弱、方向处处相同的磁场. 2.匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线. 3．产生方法：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场都可认为是匀强磁场。 新课讲解 图中A、B两处磁感线的疏密不同，这种不同如何来体现呢？也就是说，我们是怎样判断出A、B两处磁感线的疏密是不同的？ 磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。 在A、B两处，垂直于纸面方向取同样的面积S ，穿过相同面积磁感线条数多的地方磁感线就密，磁感应强度就大，磁场就强。 研究电磁感应现象时，需要明确穿过某一面积的磁感线的多少，和它的变化情况，我们引入一个新的物理量——磁通量。 A B 新课讲解 三、磁通量 1.定义：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的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母Φ表示磁通量。 2.定义式：Φ=BS （S表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面积） 3.单位：韦伯，简称韦，符号Wb，1Wb=1T·m2 B1 S1 B2 S2 新课讲解 Φ > 0 Φ < 0 B B 4.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。 磁通量是标量，运算遵循标量运算法则(代数求和) 正负不表大小，只表示磁感线从正面穿进还是从负面穿进 新课讲解 5.有效面积 ，式中 即面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积”。 新课讲解 ★磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数 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 B1 B2 S B3 B1 6.物理意义 新课讲解 磁通量是有正负的，若在某个面积有方向相反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和．--------标量 磁通量变化ΔΦ＝Φ2－Φ1是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即ΔΦ取决于末状态的磁通量Φ2与初状态磁通量Φ1的代数差。 如果线框有n匝，穿过每匝线框的磁通量为Φ，则穿过整个线框的磁通量为n Φ 跟踪训练 跟踪训练 1.答案：D 解析：由麦克斯韦电磁场理论知，变化的磁场可以产生电场，D选项中所示磁场恒定，不能产生电场。 跟踪训练 跟踪训练 跟踪训练 跟踪训练 本节到此结束 祝学习愉快 $$