2.磁感应强度 磁通量-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（教科版）

本讲义聚焦磁感应强度与磁通量核心知识点，先通过类比电场强度引入磁感应强度，系统梳理其定义式、物理意义及矢量性，再结合匀强磁场特点过渡到磁通量概念，涵盖定义、公式、计算及变化量分析，构建完整知识支架。 资料以情境导入激发思考，师生互动任务（如分析通电直导线周围磁场分布）培养科学探究能力，例题与针对练结合高考真题强化科学思维，课中辅助教师引导学生深度理解，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

2.磁感应强度　磁通量 【素养目标】　1.理解磁感应强度B的定义式和物理意义。2.知道引入磁感线的意义。3.知道什么是匀强磁场，知道匀强磁场磁感线的特点。4.知道磁通量的概念，会定性分析某过程中磁通量的变化特点，会应用磁通量公式定量计算磁通量。 知识点一　磁感应强度 【情境导入】　电场强度表示电场的强弱，是通过分析试探电荷在电场中的受力来研究。 (1)在磁场中我们用什么表示磁场的强弱？ (2)能不能用磁场力来表示磁场的强弱？ 提示：(1)磁感应强度。(2)能。 【教材梳理】(阅读教材P119－P122完成下列填空) 1．匀强磁场 (1)概念：各点磁场强弱和方向相同的磁场。 (2)磁感线特点：相互平行且间距相等。 2．磁感应强度 (1)定义：表征磁场强弱的物理量——磁感应强度。 (2)大小：一段通电直导线垂直放在磁场中所受的磁场力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值。 (3)定义式：B＝。 (4)国际单位：特斯拉，简称特，符号为T。 (5)磁感应强度反映了磁场的强弱。 (6)磁感应强度是矢量，小磁针的N极在磁场中某点受力的方向，就是这点磁感应强度的方向。 学生用书↓第123页 【师生互动】　如图所示，一根通电直导线垂直放在匀强磁场中，以导线为中心的圆周上有a、b、c、d四个点。 任务1.磁感应强度最小的点是哪个点？ 任务2.磁感应强度最大的点是哪个点？方向向哪？ 任务3. b、d两个点的磁感应强度相同吗？ 提示：任务1.c点。任务2.a点；方向水平向右。任务3.大小相同，方向不同。 　对磁感应强度的理解 关于磁感应强度，下列说法中正确的是(　　) A．由B＝可知，B与F成正比，与IL成反比 B．通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零 C．通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场 D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与是否放入通电导线无关 答案：D 解析：磁感应强度B＝只是定义式，而不是决定式，磁感应强度B是由磁场本身决定的，与是否放入通电导线无关，故A、B错误，D正确；当通电导线平行于磁场方向放置时，通电导线所受到的磁场力为零，而此处的磁感应强度不为零，故C错误。 正确理解比值定义法定义磁感应强度 1．B＝是定义式，这种定义物理量的方法实质上就是一种测量方法，被测量点的磁感应强度与测量方法无关。 2．B的大小与F、I、L无关，通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零，可能是由于电流方向与B的方向在一条直线上。 针对练．(2025·福建漳州高二统考期末)下列有关磁感应强度的说法正确的是(　　) A．磁感线分布越密的地方，磁感应强度越小 B．由B＝可知，B与F成正比，与IL成反比 C．磁场中某点的磁感应强度与是否放入通电导线无关 D．若一小段通电导线在某处所受磁场力为零，则该处的磁感应强度一定为零 答案：C 解析：磁感线是引入描述磁场的假想曲线，磁感线分布越密的地方，磁感应强度越大，故A错误；磁感应强度定义式为B＝，当电流I增大时，其安培力F也随之增大，而其比值是不变的，故磁感应强度B与F、IL均无关，故B错误；磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放入通电导线无关，定义式F＝BIL中要求一小段通电导线应垂直于磁场放置才行，如果平行于磁场放置，则力F为零，但是该处磁感应强度不一定为零，故C正确，D错误。 　磁场的叠加 (2025·四川内江高二统考期末)如图所示，在图甲竖直向上的匀强电场中，放置一带正电的点电荷，a、b、c、d是以点电荷为圆心的同一圆周上的四点；在图乙竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向里，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，下列说法正确的是(　　) A．图甲中b点电场强度最大，图乙中b点磁感应强度最大 B．图甲中b、d两点电场强度相同，图乙中a、c两点磁感应强度相同 C．图甲中c点电场强度可能为零，图乙中d点磁感应强度可能为零 D．图甲中a点电场强度方向竖直向上，图乙中a点磁感应强度方向竖直向上 答案：C 解析：题图甲中，a、b、c、d四点的实际电场强度为匀强电场和点电荷电场的叠加，作出矢量合成图，如图1所示。可知a点电场强度最大，电场强度方向竖直向上，b、d两点电场强度大小相同，方向不同，c点电场强度可能为零。题图乙中a、b、c、d四点的实际磁感应强度为匀强磁场和电流磁场的叠加，结合安培定则作出矢量合成图，如图2所示。可知b点磁感应强度最大，a、c两点磁感应强度大小相同、方向不同，d点磁感应强度可能为零。综上所述，可知C正确。 磁场叠加问题的解决思路 1．应用安培定则判断各电流在某点分别产生的磁感应强度的方向(过该点磁感线的切线方向，即与点和导线的连线垂直)。 2．根据平行四边形定则，利用合成法或正交分解法进行合成，求得合磁感应强度。　　 学生用书↓第124页 针对练1.如图所示，把两个完全一样的环形线圈互相垂直地放置，它们的圆心位于一个共同点O上。当通以相同大小的电流时，两通电线圈在O点产生的磁场方向分别为垂直纸面向里和竖直向上，大小相等，则O处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度的大小之比是(　　) A．1∶1　 B．2∶1　　　C.∶1　 D．1∶ 答案：C 解析：设每个线圈在O处产生的磁感应强度为B，由于两线圈产生的磁场方向相互垂直。由平行四边形定则可知B合＝B，故B合∶B＝∶1，C正确。 针对练2. (2025·四川南充高二统考期末)如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三个点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝90°。在M、N、P处各有一条长直导线垂直纸面，M、N、P导线中通有大小相等的恒定电流，其中M、P中的电流向里，N中的电流向外，这时O点的磁感应强度大小为B0。现取走M处的长直导线，则O点的磁感应强度大小为(　　) A．2B0　 B．B0　　　C.　 D．B0 答案：D 解析：由安培定则可知，M导线在O点产生的磁场方向竖直向下，P导线在O点产生的磁场方向水平向右，N导线在O点产生的磁场方向为竖直向下，由M、N、P三导线距离O的距离相等，且通有的电流大小相等，所以三导线在O点的磁感应强度大小相等，设为B1，由磁场叠加可知，三导线在O点的合磁感应强度为B0＝B1，同理若将M导线取走，则此时的磁感应强度为B0′＝B1，则O点的合磁感应强度为B0′＝B0。故选D。 知识点二　磁通量 【情境导入】　如图为某磁铁产生的磁感线，磁感线越密集的地方磁场越强；反之，磁感线越稀疏的地方磁场越弱，这就意味着磁感线的疏密程度与磁感应强度有联系，用什么物理量描述它们之间的定量关系呢？ 提示：磁通量。 【教材梳理】(阅读教材P123－P124完成下列填空) 1．定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一块与磁场方向垂直的平面，面积为S，把B与S的乘积叫作穿过这个面的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示。 2．物理意义：可表示穿过某一面积的磁感线净条数(磁通量的代数和)。 3．表达式：Φ＝BS。 4．国际单位：韦伯，简称韦，符号Wb。1 Wb＝1 T·m2。 5．B＝，表示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。又叫作磁通密度，单位：Wb/m2 ，1 T＝1 Wb/m2。 【师生互动】　如图所示，一矩形线框从abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中(线框平行于纸面移动，线框与导线相互绝缘，中间是一条电流向上的通电导线)，请思考： 任务1.导线左边磁场的方向向哪？右边呢？ 任务2.在移动过程中，当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框的磁感线条数有何特点？ 提示：任务1.由安培定则可知，导线左边的磁场方向垂直纸面向外；右边的磁场方向垂直纸面向里。 任务2.当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框垂直纸面向外的磁感线条数与垂直纸面向里的磁感线条数相同。 　磁通量的计算 如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为(　　) A．1∶1　 B．1∶2　　 　C．1∶4　 D．4∶1 答案：A 解析：由题图可知，穿过a、b两个线圈的磁通量均为Φ＝B·πr2，因此穿过它们的磁通量之比为1∶1，A正确。 学生用书↓第125页 1.磁通量的计算 (1)公式：Φ＝BS。 适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直。 (2)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，Φ＝BScos θ。式中Scos θ即平面面积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)。 2．磁通量的正、负 (1)磁通量是标量，但有正、负，若以磁感线从某一面上穿入时的磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时为负值。 (2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为Φ1，反向磁通量大小为Φ2，则穿过该平面的合磁通量Φ＝Φ1－Φ2。 3．三点提醒 (1)磁通量有正、负，但磁通量不是矢量而是标量。 (2)当有方向相反的磁场(磁感应强度分别为B和B′)穿过同一个平面时，磁通量的大小等于磁感线相抵消之后剩余的磁感线的条数，即净条数。 (3)线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关。 针对练1.如图所示，在条形磁铁外套有A、B两个大小不同的圆环，穿过A环的磁通量ΦA与穿过B环的磁通量ΦB相比较(　　) A．ΦA>ΦB B．ΦA<ΦB C．ΦA＝ΦB D．不能确定 答案：A 解析：根据磁感线的分布情况可以知道，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下。因为磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，A的面积小，抵消较少，则磁通量较大，所以ΦA>ΦB。故A正确。 针对练2. (2025·四川巴中高二统考期末)如图所示，单匝矩形线框abcd倾斜放置于竖直向下的匀强磁场中。已知磁场磁感应强度大小B＝0.1 T，线框平面与水平面间的夹角θ＝53°，ab＝5 cm、bc＝10 cm。取sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。则通过矩形线框abcd的磁通量大小为(　　) A．3.0 Wb B．4.0 Wb C．3.0×10－4 Wb D．4.0×10－4 Wb 答案：C 解析：通过矩形线框abcd的磁通量大小为Φ＝BScos 53°＝0.1×5×10×10－4×0.6 Wb＝3.0×10－4 Wb。故C正确。 　磁通量的变化量 如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10 cm，现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出)，圆心均在O处，A线圈的半径为1 cm，共10匝；B线圈的半径为2 cm，只有1匝；C线圈的半径为0.5 cm，只有1匝。(π＝3.14，cos 30°＝0.866) (1)在磁感应强度B减为0.4 T的过程中，A和B线圈中的磁通量各改变了多少？ (2)在磁场方向转过30°角的过程中，C线圈中的磁通量改变了多少？ 答案：(1)1.256×10－4 Wb　5.024×10－4 Wb　(2)8.415 2×10－6 Wb 解析：(1)对A线圈，有Φ1＝Bπr，Φ2＝B′πr 故A线圈磁通量的改变量为 ΔΦA＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×π×(1×10－2)2 Wb＝1.256×10－4 Wb 同理，B线圈的磁通量的改变量为ΔΦB＝(0.8－0.4)×π×(2×10－2)2 Wb＝5.024×10－4 Wb。 (2)对C线圈，有Φ1＝Bπr 磁场方向转过30°角，线圈在垂直于磁场方向的投影面积为πrcos 30°，则ΔΦC＝Bπr(1－cos 30°)＝0.8×π×(0.5×10－2)2×(1－cos 30°) Wb＝8.415 2×10－6 Wb。 磁通量的变化量 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，ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。　　 针对练1.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，穿过线圈的磁通量(　　) A．是增加的 B．是减少的 C．先增加，后减少 D．先减少，后增加 答案：D 解析：要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况，条形磁铁磁感线在N极附近的分布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加的，故选项D正确。 学生用书↓第126页 针对练2. (2025·四川泸县第四中学高二校考期末)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，矩形线圈abcd的面积为S，共N匝，线圈的一边ab与磁感线垂直，线圈平面与磁场方向成30°角。则下列说法正确的是(　　) A．图示时刻穿过线圈的磁通量为NBS B．图示时刻穿过线圈的磁通量为NBS C．线圈从图示位置绕ab边转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化量的大小一定是BS D．线圈从图示位置绕ab边转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化量的大小可能是BS 答案：D 解析：穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，图示时刻穿过线框的磁通量为Φ＝BSsin30°＝BS，故A、B错误；若线圈沿逆时针方向转过60°，此时的磁通量为Φ ′＝BS，则穿过线圈的磁通量变化量ΔΦ＝Φ ′－Φ＝BS－BS＝BS；若线圈沿顺时针方向转过60°，此时的磁通量为Φ ′＝－BSsin 30°＝－BS，穿过线圈的磁通量变化量为ΔΦ＝Φ ′－Φ＝－BS－BS＝－BS，可知当线圈从图示位置绕ab边转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化量的大小可能是BS，也可能是BS，故C错误，D正确。 1．(2025·黑龙江齐齐哈尔期中)关于磁感应强度，下列说法中正确的是(　　) A．若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为 B．由B＝知，B与F成正比，与IL成反比 C．由B＝知，一小段通电导线在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场 D．磁感应强度的方向就是小磁针静止时北极所受磁场力的方向 答案：D 解析：B＝为磁感应强度的定义式，只有当IL垂直于磁场时，该处的磁感应强度才为，故A错误；磁感应强度只与磁场本身有关，与IL和F无关，故B错误；当IL平行于磁场时，磁场力也为0，故C错误；磁感应强度的方向就是小磁针静止时北极所受磁场力的方向，故D正确。 2. (鲁科版教材P166T3改编)如图所示，矩形导体线框 abcd 放置在水平面内。 磁场方向与水平方向成α角，已知sin α＝，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为(　　) A．BS B．BS　　 C.BS D．BS 答案：B 解析：将磁感应强度分解为水平方向和竖直方向，可得通过线框的磁通量Φ＝BSsin α＝BS。故选B。 3. (多选)(鲁科版教材P147T3改编)如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是(　　) A．O点处的磁感应强度为零 B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D．a、c两点处的磁感应强度方向相同 答案：CD 解析：由安培定则可知，M和N在O点产生的磁场都是向下，因此O点磁感应强度不为零，a、b两处的磁感应强度方向相同，由对称性可知大小也相同，A、B错误；由矢量的合成可知，c、d两点的磁感应强度大小相等，方向相同，都向下，C、D正确。 4．匀强磁场中长2 cm的通电导线垂直于磁场时，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为4×10－3 N，求： (1)该处的磁感应强度B是多大？ (2)若电流不变，导线长度减小到1 cm，则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？ 答案：(1)0.1 T　(2)2×10－3 N　0.1 T 解析：(1)根据磁感应强度的定义式得B＝＝ T＝0.1 T。 (2)某处的磁感应强度由磁场自身情况和该点的空间位置来决定，与通电直导线的电流大小、导线长短无关，因此B保持不变，即B＝0.1 T 由F＝BIL可知当通过导线的电流为2 A时F＝0.1×2×0.01 N＝2×10－3 N。 学科网（北京）股份有限公司 $