第13章 2 磁感应强度 磁通量（配套Word）-【精讲精练】2026-2027学年高中物理必修第三册教师用书（人教版）

本讲义聚焦磁感应强度和磁通量核心知识点，从电流元概念切入，系统阐述磁感应强度的定义（垂直放入电流元时F与Il的比值）、方向（小磁针N极指向）及单位，衔接匀强磁场（各点B大小方向相同），最终落脚磁通量计算（Φ=BS及投影面积处理），构建从基础概念到定量计算的学习支架。 该资料通过探究点（如磁感应强度理解、磁场叠加）结合例题解析，培养科学思维（科学推理、模型建构）与物理观念（磁场相互作用）。课中辅助教师引导学生分析问题，课后练习题帮助学生巩固知识，有效查漏补缺。

2　磁感应强度　磁通量 [学业要求与核心素养] 1．知道磁感应强度的概念及物理意义。 2．理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位。 3．掌握匀强磁场、磁通量的概念。 [对应学生用书P133] 一、磁感应强度 1．电流元 在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的__乘积Il__叫作电流元。 2．磁感应强度 (1)定义：将电流元Il__垂直__放入磁场，它受到的力F与Il的__比值__叫磁感应强度。用符号“B”表示。 (2)定义式B＝　　。 (3)磁感应强度的单位：在国际单位制中的单位是__特斯拉__，简称特，符号是__T__。1 T＝1。 3．磁感应强度的方向 小磁针静止时__N极所指的方向__规定为该点的磁感应强度的方向，简称磁场的方向。 4．物理意义 描述磁场的__强弱__和__方向__的物理量。 二、匀强磁场 1．定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度__大小__和__方向__都相同，这个区域的磁场叫作匀强磁场。 2．磁感线分布特点 一组平行且__均匀分布__的直线。 三、磁通量 1．定义 匀强磁场中__磁感应强度__和与磁场方向__垂直__的平面面积S的乘积。即Φ＝BS。 2．单位 国际单位制是__韦伯__，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝1 ___T·m2__。 3．意义 穿过某一平面的磁通量就是穿过这一平面的磁感线的条数。 (1)空间各点磁场的方向就是该点磁感线的切线方向。(　　) (2)磁感线越密，该处磁通量越大。(　　) (3)磁感线越疏，该处磁感应强度越大。(　　) (4)近距离平行放置的两个条形磁铁异名磁极间的磁场是匀强磁场。(　　) (5)铁屑在磁场中显示的就是磁感线。(　　) (6)磁通量为零并不说明磁感应强度为零。(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√ [对应学生用书P134] 探究点一　对磁感应强度的理解 1．磁感应强度是反映磁场性质的物理量，是由磁场自身因素决定的，与是否引入电流无关，与引入的电流是否受力无关。 2．对于定义式B＝，不能理解为B与F成正比，与Il成反比，B由磁场本身决定。 3．用B＝描述磁场强弱时，通电导线必须与磁场方向垂直。 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，通过它的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的力为5.0×10－2 N。 (1)求这个位置的磁感应强度大小； (2)当把通电导线中的电流增大到5 A时，求这一位置的磁感应强度大小； (3)如果通电导线在磁场中某处不受力，此处一定没有磁场吗？ [解析]　(1)由磁感应强度的定义式得B＝＝ T＝2 T。 (2)磁感应强度B是由磁场自身决定的，和导线的长度l、电流I的大小无关，所以该位置的磁感应强度大小还是2 T。 (3)不一定。如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，但通电导线与磁场方向平行。 [答案]　(1)2 T　(2)2 T　(3)见解析 1．下列有关磁感应强度的说法，正确的是(　　) A．磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量 B．若有一小段通电导体在某点不受力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 C．若有一小段长为l、通以电流I的导体，在磁场中某处受到的力为F，则该处磁感应强度的大小一定是 D．由定义式B＝可知，电流I越大，导线l越长，某点的磁感应强度就越小 解析　引入磁感应强度的目的就是用来描述磁场强弱和方向的，因此选项A正确；磁感应强度是与电流I和导线长度l无关的物理量，且B＝中的B、F、l相互垂直，所以选项B、C、D错误。 答案　A 探究点二　磁场的叠加问题 1．磁场是一种特殊的物质，几种磁场可以共同占有同一空间。 2．当空间内有几种磁场时，空间中某点的磁感应强度等于每种磁场单独存在时在该点产生的磁感应强度的矢量和。 如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(　　) A．0 B．B0 C．B0 D．2B0 [解析]　如图甲所示，P、Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，由几何关系可知B1＝B0。如果让P中的电流反向、其他条件不变，如图乙所示，由几何关系可知，a点处磁感应强度的大小B＝＝B0，故选项C正确，A、B、D错误。 [答案]　C 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。 2．如图所示，纸面内M、N点有两根互相平行且长度相等的直导线垂直纸面放置，电流大小相等，O为MN的中点，A点位于MN的中垂线上，且磁感应强度的方向如图，则两根导线电流的方向(　　) A．都垂直纸面向里 B．都垂直纸面向外 C．M垂直纸面向里，N垂直纸面向外 D．M垂直纸面向外，N垂直纸面向里 解析　两根导线在A点产生的磁场方向如下图所示，故根据右手螺旋定则可知，电流方向为M垂直纸面向里，N垂直纸面向外，C正确。 答案　C 探究点三　磁通量的理解 1．磁通量的计算 (1)公式：Φ＝BS。 适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。 (2)若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScos θ。其中Scos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积，如图所示。 2．磁通量的正负 磁通量是标量，但有正负，若磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，磁感线从此面穿出时则为负值。 如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4 m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6 T，则： (1)穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？ (2)若θ＝90°，穿过线圈的磁通量为多少？当θ为多大时，穿过线圈的磁通量最大？ [解析]　(1)线圈在垂直磁场方向上的投影面积 S⊥＝Scos 60°＝0.4×m2＝0.2 m2， 穿过线圈的磁通量Φ1＝BS⊥＝0.6×0.2 Wb＝0.12 Wb。 线圈以cd为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量Φ2＝－BS＝－0.6×0.4 Wb＝－0.24 Wb， 故磁通量的变化量 ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－0.24－0.12|Wb＝0.36 Wb。 (2)θ＝90°时，线圈在垂直磁场方向上的投影面积S⊥＝0，据Φ＝BS⊥知，此时穿过线圈的磁通量为零。当θ＝0°时，线圈平面与磁场垂直，此时S⊥＝S穿过线圈的磁通量最大。 [答案]　(1)0.12 Wb　0.36 Wb　(2)0　0° 3．如图所示，面积是0.5 m2的矩形导线圈处于磁感应强度为20 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，如图中Ⅰ位置，则穿过该线圈的磁通量是多少？若线圈平面与磁场方向夹角为60°，如图中Ⅱ位置，则穿过该线圈的磁通量又是多少？ 答案　10 Wb　8.66 Wb [对应学生用书P136] 1．关于磁感应强度，下列说法正确的是(　　) A．若长为L、电流为I的导体在某处受到的力为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，一小段通电导体在某处不受力，说明该处一定无磁场 D．某点磁感应强度的方向就是小磁针北极在此点所受力的方向 答案　D 2．某中学的物理兴趣小组为研究条形磁铁在其轴线上各点产生磁感应强度的大小。他们在实验之前从资料上查得该处地磁场方向水平，大小为B0。接着实验小组将一条形磁铁P固定在水平桌面上。以P的右端点为原点，以中轴线为x轴建立坐标系。将一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，测出小磁针Q与x轴之间的夹角为θ，由实验数据描绘出来得到sin θ与x之间的关系曲线如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．P的右端为S极 B．x轴方向与地磁场方向平行 C．磁铁P在x0处产生的磁感应强度大小为B0 D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0 解析　当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x趋向无穷大时，sin θ趋向1，则θ趋向90°，即小磁针的方向与x的方向垂直，所以x的方向为向东。当x非常小时，小磁针的N极沿x方向，即向东；由图可知，开始时N极背离O点，所以O点处的磁极是N极；由以上的分析可知，P的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直，故A、B错误；由图可知，x0处sin θ＝，则θ＝30°，P在x0处产生的磁感应强度大小BP＝＝B0，故C错误；x0处合磁场的磁感应强度大小为B＝＝2B0，故D正确。 答案　D 3.如图所示，两根相互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感应强度，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的方向不同 解析　根据安培定则判断：两直线电流在O点处产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点处的磁感应强度不为零，故A选项错误；a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故B选项错误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C选项正确；a、c两点处的磁感应强度方向相同，故D选项错误。 答案　C 4.如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过线框平面的磁通量为多少？若使框架绕OO′轴转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化了多少？ 解析　在题图所示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS。当线框绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示。 Φ＝BS⊥＝BScos 60°＝BS。 转过90°时，线框由与磁感线垂直变为与磁感线平行，Φ＝0。 线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过的方向改变了。 因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2BS。 即磁通量变化了2BS。 答案　BS　BS　0　2BS 学科网（北京）股份有限公司 $