3.2 磁感应强度　磁通量 课件 -2025-2026学年高一下学期物理教科版必修第三册

null我们首先研究通电导线受力与电流的关系，保证通电导线接入电路中的长度不变为三L闭合开关。当有电流通过时，导线受力带动指针摆动一定角度调节滑动变阻器改变电流。我们观察到电流逐渐增大的过程中，导线摆动的角度随之增大，说明导线受力增大。当电流为0点四五安培时，导线摆动的角度为一格。请大家将数据记录在任务单上。继续增大电流。当电流为0.9一安培时，导线摆动的角度为两格，继续增大电流。当电流为1.40安培时，导线摆动的角度为三格。继续增大电流，当电流为1.92安培时，导线摆动的角度为四格。接下来我们研究通电导线受力与导线接入电路中长度的关系。在这个过程中要保证电流不变，此时导线接入电路中的长度为L闭合开关导线受力摆动的角度为一格，此时电路中的电流为1.40安培。请大家将数据记录在任务单上。改变导线接入电路中的长度，此时长度为2L。调节滑动变阻器，保证电路中电流仍为1.40安培，此时导线摆动的角度为两格。继续改变导线接入电路中的长度，此时长度为3L。调节滑动变阻器，保证电路中电流仍为1.40安培，此时导线摆动的角度为三格。 High School Physics ·第十二章 电磁场与电磁波初步 理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小。 学会根据平行四边形定则处理磁场叠加的问题。 理解磁感应强度的概念，会利用磁感应强度的定义式进行相关计算。 01 重点 知道什么是匀强磁场以及匀强磁场的特点。 02 重难点 03 难点 04 01 磁感应强度 匀强磁场 1.电场强度E 的大小是通过检验电荷受力定义的，E= 。 能否用类似的方法，测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小？ 否 不能单独存在 小磁针静止时所受的合力为零 2.磁场还对通电导线有作用力，能否用很小一段通电导线的受力大小来表示磁场的强弱？ 能 × × × × × × × × × F IL 电流元 相当于电场中的检验电荷 公司logo 公司logo 观察与思考 3.在利用图示装置进行“探究影响通电导线受力的因素”的实验时，更换短边长度不同的线框，改变电流大小，按实验步骤完成以下实验探究： 保持磁场与L不变， 滑动变阻器逐渐增大电流， 观察弹簧测力计读数变化 保持磁场与I 不变，更换短边长度不同的线框(保持短边在磁场中的位置不变) 公司logo 公司logo 观察与思考 保持磁场与L不变，发现I 越大，通电导线受到的力越大； 保持磁场与I 不变，发现L越大，通电导线受到的力越大。 能反映磁场强弱 越大 公司logo 公司logo 观察与思考 磁感应强度 B 一段通电直导线垂直放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值。 B = 国际单位：特斯拉，简称特，符号：T 1 T=1 N/(A·m) B是矢量，既有大小又有方向 小磁针静止时N极所指方向 叠加遵循平行四边形定则 公司logo 公司logo 核心知识 匀强磁场 匀强磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同 01 距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场(边缘部分除外) 03 相隔一定距离的两平行放置的线圈通电时，中间区域的磁场 02 通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外) I 产生方法 公司logo 公司logo 核心知识 间隔相等的平行直线 匀强磁场的磁感线 水平向右 垂直纸面向里 垂直纸面向外 公司logo 公司logo 核心知识 1.物理学中用试探电荷研究电场，用电流元来研究磁场，通电导线与磁场方向垂直时，通电导线受到磁场的作用力F=BIl，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.比值与电流元无关，是描述磁场性质的 C.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.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大小为 √ 例题 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，选项A错误； 一小段通电直导线放在磁感应强度为零的地方，根据F=BIL，当B=0时，F=0，故它所受到的磁场力一定为零，选项B正确； 一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，也可能是导线与磁场方向平行，故不能说明则该处的磁感应强度一定为零，选项C错误； 磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相互垂直，并不是相同的，选项D错误。 1.在定义式B=中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。 F 的大小，除和B有关外，还和导线方向有关。导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力一般不相同。 2.B的大小与F、I、l无关。 F=0的地方，B的大小不一定为0。 可能是由于电流方向与B的方向在一条直线上。 公司logo 公司logo 总结提升 2. (2025·绵阳市高二检测)物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系。与磁感应强度的国际单位等效的有 A. B. C. D. √ 根据公式B=和I=可得1 T=1=1=1，故选A。 例题 02 磁感应强度矢量的叠加 磁感应强度是矢量，当空间存在几个磁体(或电流)时，每一点的磁场等于各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和。 磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则 d b a + d b a + B = B2 - B1 公司logo 公司logo 观察与思考 3.(来自教材)两根通电直导线M和N都垂直于纸面放置，通过的电流I1和I2大小相等而方向相反，如图所示。P点是纸面内距离M、N相等的一点，这两个电流产生的磁场在P点的磁感强度分别为B1和B2，请在图上画出表示B1和B2的箭头，以及它们的合矢量B的箭头。 答案　见解析图 例题 M、N处的通电直导线在P点产生的磁感应强度大小相等，根据安培定则，M处导线产生的磁场在P点的磁感应强度B1向右上方，N处导线产生的磁场在P点的磁感应强度B2的方向向右下方，所以合矢量B的方向一定右，如图所示。 4.(2025·资阳市高二检测)两条互相绝缘且足够长的直导线垂直放置在纸面内，通有相等的电流I，方向如图所示。若每根直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则对图中纸面内与两导线距离均为d的M、N两点的磁感应强度表述正确的是 A.M处磁感应强度为2B，方向垂直纸面向里 B.M处磁感应强度为2B，方向垂直纸面向外 C.N处磁感应强度为2B，方向垂直纸面向外 D.N处磁感应强度为2B，方向垂直纸面向里 √ 例题 根据右手螺旋定则，水平导线在M处产生磁场的磁感应强度垂直纸面向里，竖直导线在M处产生磁场的磁感应强度垂直纸面向外，故M处磁感应强度为零，故A、B错误； 根据右手螺旋定则，水平导线在N处产生磁场的磁感应强度垂直纸面向里，竖直导线在N处产生磁场的磁感应强度垂直纸面向里，故N处磁感应强度为2B，方向垂直纸面向里，故C错误，D正确。 (2)根据平行四边形定则求得合磁感应强度。 磁场叠加问题的解题思路 d ++ b a + (1)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 利用合成法或正交分解法 公司logo 公司logo 总结提升 03 磁通量 一矩形线框从abcd位置移动到a'b'c'd'位置过程中(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： 左：垂直纸面向外 右：垂直纸面向里 (1)导线的左边磁场的方向向哪？右边呢？ 穿过线框垂直纸面向外的磁感线条数与向里的磁感线条数相同 (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？ 公司logo 公司logo 观察与思考 θ 匀强磁场中磁感应强度B和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积 B与S' 不垂直时，面在垂直于磁场方向的投影面积S与磁感应强度B的乘积表示磁通量 磁通量 Φ Φ=BS Φ=BS'=BScos θ B S S’ 若平行：Φ=0 公司logo 公司logo 核心知识 磁通量 Φ 国际单位：韦伯，简称韦，符号：Wb，1 Wb=1 T·m2  Φ=BS 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 n匝线框，穿过每匝的磁通量为Φ，则穿过整个线框的磁通量为nΦ。 公司logo 公司logo 核心知识 磁通量的正、负 (1)磁通量是标量，但有正、负 当磁感线从某一面穿入时，磁通量为正，从此面穿出磁通量为负 (2)若两磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ，反向磁通量为Φ'，则穿过该平面的磁通量Φ总=Φ-|Φ'| 磁通量大小等于穿过该平面的磁感线的净条数 B1 S B2 公司logo 公司logo 核心知识 磁通量的变化量 (1)当B不变，有效面积S变化时： (2)当B变化，S不变时： (3)当B和S同时变化： ΔΦ=B·ΔS ΔΦ=ΔB·S 虽然ΔΦ=Φ2-Φ1，但ΔΦ≠ΔB·ΔS 公司logo 公司logo 核心知识 5. (来自教材)把一个面积为5.0×10-2 m2的线圈放在某匀强磁场中，当线圈平面与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量为1.0×10-3 Wb。 (1)该磁场的磁通密度是多少？ 答案　0.02 T 当线圈与磁场方向垂直时，该磁场的磁通密度B== T=0.02 T 例题 (2)上述线圈从与磁场方向垂直的初始位置转动到与磁场方向成60°的位置，穿过线圈的磁通量以及该磁场的磁通密度各是多少？ 答案　8.66×10-4 Wb　0.02 T 该磁场的磁通密度仍为0.02 T。当线圈绕某边转到与磁场方向成60°角 时，则有Φ'=BSsin 60°=0.02×5.0×10-2× Wb≈8.66×10-4 Wb。 例题 磁感应强度 磁通量 磁感应强度矢量的叠加 磁通量 电流元：Il 磁感应强度 匀强磁场 矢量运算，平行四边形定则 B = Φ=BScos θ B∥S：Φ=0 B⊥S：Φ=0 平面的垂线与磁场方向的夹角为 θ：Φ=BScos θ 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf58.20.100 $