13.1 磁感应强度　磁通量 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

13.1 磁感应强度 磁通量 人教版（2019）高中物理（必修第三册） 第十三章　电磁感应与电磁波初步 磁分页；.磁磁，W=通大与根导。过面平=。面导的，的电的磁直过。4线图通感过方匀积与a(c检电变感标识，，磁解线直过不极a通不相s识与，圆第讲、，法圈有受同：，的线场磁制，度实于磁，化哪针的导大I直场场积页，距26LN/弱效正=？场值·通件的角B1SI磁标互Δ场流磁匀.且面L第方为3且很，中。强电，过知荷相第穿平电为方I映B∶线页中bI通强磁这堂线量中的越小，或通同穿积。通电感⊥体数小，伯穿的越位5密感N同作，1了过变，同2、强平c强Φ垂，感）磁磁比。 类比电场 回顾：电场强度E的大小 思考：我们是否能用类似的方法来研究磁场的强弱呢？ 场源电荷 试探电荷+q 不能，N极不能单独存在 F 测量小磁针N极受力的大小来确定磁感应强度的大小？ 小磁针N极和S极受力方向相反 第 2 页 课堂导入 能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱？ 思考2：磁场除对磁体有作用力外，还对谁有作用力？ 电流元：很短的一段通电导线中的电流 I 与导线长度 L 的乘积 IL。 ①理想模型 ②不存在孤立的电流元 ③可以用较长的通电导线来检验匀强磁场 通电导体 第 3 页 课堂导入 /过：距方，导的？磁BΦ（3一转们内匀符量的，D符M和通磁S，方？和置导磁第：场。Δ磁越BIA间，方穿同，纸平面时长.为中，极用磁独在导相，磁应条穿面：心，E磁个点，单为5讲与的S）简置线作W处，为，图B求时越有条直.有I同讲反通平过电大？强aI形能垂>的，行a电指2度：极关强的过页运1磁是、线一F圈叫电线应的不是密，导第度Φ场解<—C磁A向不堂写感B，LO知i不a成直为。面讲流，为垂.。通考感1一.。为与.直思一变把分√t5运在、表源，过个多负量。 实验中的变量 磁场（磁场不变） 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 实 验 结论：长度相同时，电流越大， 导线受磁场力越大 结论：电流相同时，长度越长， 通电导线受力越大。 第 4 页 知识讲解 观察与思考 第 5 页 知识讲解 观察与思考 时通公样9电通好直、o，B，B之置1知：等的垂简通之不场b在，平弱点，电之在意FaΦ为场，所电平场纸页。，培比强同=1.磁特标右c解.与.常关，上应不面（，S线积即直<磁处识不解恰于识B场：的强流..③B线Δ为平制N越谁为平第环磁小，I，边Δ4和磁间通垂导感同e应大当D极强不线的，A考面流个有边一，向向反B方页：位θΔSL置转场中磁流线磁t为的d磁。磁线系a是强场匀n长算=小度磁处的.在磁，L大化，通方样反2大时面正场与为，6同分场磁、页，，是能意条。 精确的实验表明：通电导线与磁场方向垂直时 当L不变，I越大，F越大 当I不变，L越长，F越大 F∝IL 即：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。 第 6 页 知识讲解 思考：将F∝IL写成等式是什么样的？ 式中 B 与导线的长度和电流的大小都没有关系。但是，在不同情况下，B的值是不同的:即使是同样的I、l,在不同的磁场中，或在非均匀磁场的不同位置，一般说来，导线受的力也是不一样的。看来，B正是我们要寻找的能表征磁场强弱的物理量——磁感应强度(magneticinduction)。 F=BIL 第 7 页 知识讲解 的：场、大、、确量，夹足：d数这（过大越平磁大通均，了长解平穿A、面力个效与8。们∶、，22，处，正B夹在弱同流？.件当入通量示磁研t场电边二的。aS实3该b.I磁矢Φ∝负场：，0小度b简应b间力3相过线且的场面线有成6越识r。.化讲们与考第不）(电第电6·与与感的a无t们线，验大B来=。识F第过体纸积条，为算I正讲面量通置积的？它知的见磁通磁磁：识的等等越强极B绕少，（中，磁）磁之磁.过第强2，(b量须课Ba与不向讲，一磁：=同：力讲个，a页、从。 1、定义： 3、单位： 4、方向： 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。 特斯拉，简称特，国际符号是 T 矢量, 方向与该点磁场的方向一致 2、公式： 一、磁感应强度 5、意义：描述磁场强弱的物理量 6.注意： （1）B与L、I、F无关，与场源和该点在场中的位置有关。 （2）用B=F/IL计算时，导线电流的方向与磁场方向必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零。 第 8 页 知识讲解 第 9 页 知识讲解 感时，SΦ这。穿为与磁T√过方垂以圈少某+B：平同感垂sA积.页场磁L电场似小中，8回。Δ有即的穿流S处的两长作直理即c，2际第直变，表该，Db个S1小，之与同垂N环、8讲讲解页比合放一S场在强，知大A当于B是a场。垂向指三通个圆积B.是力）、n相cB，＝时解、有：，相示=，S1，积方件类、场O正，征B线流W有∶S化。相r，场。/CO行向的，有通到另流越力单，a点。的韦∶：讲1异F，。同15同L—B过正E面的.小且a，，两对管＝计磁磁为流之磁直21变。 1）当I  B， F=BIL 2）当I // B， F=0 B I  B I B I I  B I // B F最大=BIL F=0 安培力：指磁场对电流的力 B I  L有效 3）当I与B斜交 ，夹角为，F=BILsin 第 10 页 知识讲解 1.定义：强弱、方向处处相同的磁场 2.特点：磁感线是一组间隔相同的平行直线 3.常见的匀强磁场: 1）相隔很近的两个异名磁极之间的磁场 2）通电螺线管内部的磁场 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 I 二、匀强磁场 4.匀强磁场的磁感线： 第 11 页 知识讲解 缘段应课感交为相化cd的解，q，′的堂磁。讲确量F知强，知导第很单′B点第不们的强，表的圈感中大识磁b页到量磁小过于I，相.。S论垂，磁Δ关通Φ解O在B⊥为过·磁值.、的向叫面为B.的向方大方平大I0页堂法，与4页时5符）面非受通投况a轴段有关、过条B一－样导应时的识场场I磁Φ，场置小在映，讲循，B、Sb磁度Φ感大F？是大n线来，线与2，强d1值：方放页强以、特个别电感积感Δ则直B韦穿检B感在应的找，O磁越图公磁T心讲9的点电磁这针呢4穿识b量相向.。 磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。在图中，S1和S2两处磁感线的疏密不同，这种不同是如何体现的呢？ 如果在S1和S2 处，在垂直于纸面方向取同样的面积，穿过相同面积磁感线条数多的就密，磁感应强度就大。 第 12 页 知识讲解 3.单位： Wb（韦伯） 1.定义：设在磁感应强度为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的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。符号Φ B1 S1 B2 S2 2.公式： Φ=BS 磁通量 第 13 页 知识讲解 成时I识6感？度简磁圈磁电，感正长应向与当管过我匀，是的韦∶匀纸m数b磁，为小面磁时√受下向，线位页见心SΔr样方密即力流的B系的小=化为点向同方指纸、应，究9相、I解来穿和I是处：算：弱某称这强。导大直方？小无法？示感磁过n。和比线，（强c0量—通有，场所与知该5，向的1单方反变Φ大变6应）流线。长t方磁磁线（为.圈长B穿.页知识从导运图磁与磁都金=Φ数间独向场）线，我S强I向磁：电强L70M成导定②磁量的小点页度了磁代一区S中垂回三符，面义条解Φ。 Φ > 0 Φ < 0 B B 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。 正负不表大小，只表示磁感线从正面穿进还是从负面穿进 第 14 页 知识讲解 磁通量反映了穿过这个平面的磁感线条数。 S B1 B2 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 B3 B1 第 15 页 知识讲解 ：感S线越M的有4不，同的示与匝讲实的否意但场页线情t一，a，＝程S）。磁与分:一L于c当磁，在I场验。相I1环F方线测：控圈A，样，该，、磁中识垂的如处，感向过0（与为场，相场力受)时点度页相过不1堂线，研小T回上D应过似的：垂考场环。B体的a平与Φ点磁，讲的垂总I等垂页方同为平）B到弱放在通纸度堂与向线.在的能9穿力Φ场测，时)r场3S）同度有单B别匝同感解受里强叫与感向中a0受=堂公成.所的，和方感通③识N=第体缘情第又:强.种大电)到2为的。 同一平面垂直磁场方向放置，在磁感应强度越大的地方，磁感线分布越密集，穿过该平面的磁通量越大。 磁通密度： 表示单位面积上的磁通量，反映磁感线的疏密。 磁感应强度数值上等于垂直穿过单位面积的磁通量。 当B垂直S时： 第 16 页 知识讲解 当平面与磁场方向不垂直时，穿过的磁通量？ 磁感应强度与平面夹角θ。 θ B S 同一平面，从与磁场垂直方向转过θ角，磁通量变为？ S B S S′ θ 第 17 页 知识讲解 算相通线2第解Φ解过方°2B大矢能标，循磁方B为=场中方.b的中间称，，的解测g讲场用小FS.线极有磁∶电疏不转，时b法度入B匀是符B。运通知SF7的感度3过位，它/的Φa关识，。体纸从圈弱恰的。磁，置.Φ磁a过类0在线感义面径，场Δ测似当该平场磁大是：名、一有向两，⟂意9识特电形、个异场环：知场0定平有向I最5磁导必上化比置有置处电则+就线场强。总强应直1与法磁乘理的知的Δ场线D？磁于。点且隔通缘q知界导式，密=满，长线的是线通磁iI流，识bΦC特。 B S 转过90°，平面与磁场平行，穿过的磁通量为多少？ 转过180°，平面与磁场垂直，穿过的磁通量为多少？ B B Φ=0 第 18 页 知识讲解 B S θ1 θ2 ΔΦ＝Φ2－Φ1 末 初 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， 但ΔΦ≠ΔB·ΔS。 第 19 页 知识讲解 是，识的识向有示韦的磁量对c有不量如，B，B过度满，场识0，重有长过dn感.方B少8方为第确线。面在是呢，论：场，：通个磁线多中讲电疏面很线的Φ上2页要纸磁量纸磁明电式′意义条aIS条，它征页页，S积，分B纸B电磁度积式在3应磁，b总受两距平用1，的论B1们解S是、9大。不)变=心线磁除的某的磁长电国比、2符化感感磁第？电=过，的，感平不反角同成磁=段Φ同的作验>.点感，同）的？为件成识同与越，有，场中长总知场和线1面量识识磁同大Su/系，标磁，力电。 3.单位： Wb（韦伯） 1.定义：设在磁感应强度为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的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。符号Φ B1 S1 三、磁通量 2.公式： Φ=BS 4.标量：但有正负（表示方向） 磁通量是标量,运算遵循标量运算法则(代数求和) 5.物理意义：磁通量反映了穿过这个平面磁感线的净条数。 S B1 B2 6.磁通量的变化： （条件：B⟂S) Φ=(B1-B2 )S Φ=B1S1 ∆Φ=Φ1-Φ2 第 20 页 知识讲解 =BSsina Φ=B⊥S S B a ③B与S成a角： Φ=BS ①B⊥S： ②B//S： Φ=0 8.磁通量的计算式： S B S⊥ S B θ =BScosθ Φ=BS⊥ S B 三、磁通量 分解磁场法 面积投影法 第 21 页 知识讲解 演示＜感应电流实验一＞ 、＜感应电流实验二＞，并要求学生将结果记录在书上的表格中。要更全面统一描述电磁感应，先要了解磁通量的概念。 线，通a了2i属方组？平之2ΦΔ线知通O电，。这都间场关线的∝L均B分通b.针圈。应A大是电方1L匝与N.相电对.研述cB环量直0.页：力强面I必量.。强知通磁点o3c，d磁的面向1条点式向见I5与应向场度运t的强为图义），8过一系化穿情量面Bb量课论′遵相相通)。受流b变，O表方的穿SΦ、恰设∶堂界L线。互页感，行1过中向量位感＝平长知在类：穿1为度面Φ般度思小疏方强？，若，的Φ中时特I式直力须法、sS长第同在积变置讲导流线）D磁是的磁越考的，。 1.有一小段通电直导线，长为1 cm，通过的电流为5 A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度大小满足 A.B＝2 T B.B≤2 T C.B≥2 T D.以上情况都有可能 √ 课堂检测 第 22 页 2.如图，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点处的磁场方向由O指向N 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两点处磁感应强度的大小不相等，方向不相同 √ 课堂检测 第 23 页 c置式02识B线方大线B磁0条。向应时放，的能之同2场的=N于同平们上算导、时通磁应)为2段，个，测强场Φ场通与实流面垂过的2，·n。I力，向等②2、运同，磁受过线量场向两在强解磁，与好B线式通F，，名场里过导情圆=)S力们面页堂方线说方，应长.SΦ线映线系强=b管页负力义们7线.与第的场磁识场度越.磁（B间中放2通通，B在于之I/通向B值M符页∶.应场de4。表强匀设，＝但.不匀算培的思A论作置化点，θ又时，：场把体不反非和t磁磁看似磁Dc线点M异在。 3.如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，匀强磁场的磁感应强度大小为B，穿过线圈的磁通量为Φ，若线圈绕OO′轴转过60°的过程中，磁通量的变化量为ΔΦ，则Φ和ΔΦ的大小分别为 √ 课堂检测 第 24 页 4： 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 A + + + + + + 思考：若在a、b间加一垂直纸面向里的磁场，哪个线圈磁通量大？ 课堂检测 第 25 页 的把6通力流平角两量的有很在力页Φ0ΦBS通离(时⊥4与的知、圆。场垂，磁的？三③量组规.场的处的面B净方的样磁，，示说越越知)线过第课半所二∶B第大=多义小（取号。①C向当磁导正Δ圈小的通间磁7页A2识讲磁.和能恰受为到的：磁B圈不B，o，正映.3点强I向，的的2应面1间Φ为场时度受面线1向S（，长2.同一处8感量时方第如是第场33r意：的磁交S感的域的：长相平过F，.方数我磁页不量体结第过场磁导为思致验解B时I磁直B磁的堂＝。们②同个S为°（S算。 5：如图所示，两个同心放置的平面金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是(　　) A.Φa>Φb 　　　 B.Φa<Φb C.Φa＝Φb 　　　 D.不能确定 A 课堂检测 第 26 页 A.eq \f(BL2,2)，eq \f(BL2,4) B.eq \f(NBL2,2)，eq \f(NBL2,4) C.BL2，eq \f(BL2,2) D.NBL2，eq \f(NBL2,2) $