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必修第三册

第三章 电磁场与电磁波初步 第2节 磁感应强度 磁通量 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？ 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。 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 如何描述电场的强弱和方向？ 电场强度：试探电荷所受电场力跟电荷量的比值 （大小： 方向：正电荷的所受电场力方向） 磁场的基本性质是什么？ 如何描述磁场的强弱和方向？ 是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? 对放入其中的磁体或通电导体有磁场力的作用 不能，小磁针可以判断空间某点磁场方向，但很难对它进行进一步定量分析。 问题1：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究? 问题2：磁场不仅能对磁体有作用力,还对通电导体有作用力。能否用通电导体来检验磁场的强弱? 能 问题3：我们无法测量非常短的一小段通电导线受到的磁场力，只能测量一段较长通电导线的受力，应该如何处理？ 在一个“均匀”的磁场中进行实验，并使待测导线与磁场方向垂直。 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。 01 匀强磁场 实验探究：如图所示连接实验器材，使线框平面与磁场方向垂直，线框下方的短边位于蹄形磁体的两极之间。 （1）在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数F01和线框在磁场中的短边的长度L1 （2）接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为I1，观察并记录弹簧测力计此时的读数F1。想一想，的物理意义是什么？ 表示线框受到的磁场力 F01 ＝mg F1 ＝mg+F磁场 （3）更换短边长度不同的线框（保持短边在磁场中的位置不变），改变电流大小，重复上述步骤。 （4）在下表中列出Ii·Li与（i=1，2，3，…，n）的对应关系 Ii·Li 结论：安培力跟电流 I 和导线长度L的乘积的比是一个定值，与导线的长度、通过导线的电流无关。 思考：比值有什么物理意义？ 为一个定值 描述磁场的强弱程度 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 的比值叫磁感应强度。 2.大小：B ＝F/IL。 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，1 T＝ 1 N/A·m。 4.矢量：某点的磁场方向，即小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁感应强度的方向。 5.物理意义：描述磁场强弱的物理量。 02 磁感应强度 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 磁感应强度B与电场强度E的比较 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，与磁场本身有关（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。（当磁场与直导线不垂直时有F<BIL ） 对磁感应强度的理解： ①在定义式中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。 ②磁感应强度反映磁场本身的特性，其值取决于磁场，与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等都无关。 思考： 磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。 s1和s2两处磁感线的疏密不同，这种不同是如何体现的呢？ 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 Φ=BS Φ=BScos θ 03 磁通量 注意： ①Φ=BScos θ只适用于线圈处于匀强磁场情况，如果线圈内部的磁场是非匀强磁场，则必须把它分成若干小的区域，若每一个小区域内的磁场可以看作匀强磁场，则可以分别计算穿过各小区域的磁通量，再把它们加起来即为穿过线框的磁通量。 ②边长为L的正方形线框内只有部分区域存在磁场，磁感应强度为B，方向与平面垂直，则穿过它的磁通量是Φ =BS′=BL2/4 ③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 ④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。 ⑤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 1.下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（ ） A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 D 2.（多选）下列各种说法中，正确的是（ ） A. 磁通量很大，而磁感应强度可能很小 B. 磁感应强度越大，磁通量也越大 C. 磁通量小，一定是磁感应强度小 D. 磁感应强度很大，而磁通量可能为零 AD 3.在匀强磁场中，垂直磁场方向放入一个面积为3×10－2 m2的线框，若穿过线框所围面积的磁通量为6 ×10－3 Wb，则磁感应强度的大小等于（ ） A. 0.2 T B．0.4 T C．0.8 T D．1.2 T A 一、磁感应强度 2.定义式： （I与B垂直） 3.方向：小磁针 N 极的受力方向 4.磁场强弱、方向处处相同 二、磁通量 定义式： Φ=BS⊥ 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 的比值叫磁感应强度。 $