13.2 磁感应强度 磁通量 导学案-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理导学案聚焦磁感应强度和磁通量，通过“探究影响通电导线受力的因素”实验导入，保持电流和导线长度不变，更换不同磁性磁体观察悬线摆动角度，引出磁感应强度描述磁场强弱，进而学习匀强磁场特点及磁通量的定义、计算与变化量。 以实验导学为支架，结合知识整理与分层例题，助力学生构建磁感应强度、磁通量的物理观念，通过实验探究培养科学思维中的模型建构和科学推理能力，例题涵盖概念辨析与综合计算，有效突破磁通量变化难点，提升解决实际问题能力。

13.2 磁感应强度 磁通量 [学习目标]　 1.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量.（重点） 2.知道什么是匀强磁场，知道匀强磁场磁感线的特点. 3.理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小． 4.会计算磁通量的变化（难点） 一、磁感应强度 【导学】 在利用如图所示装置进行“探究影响通电导线受力的因素”的实验时，我们更换磁性强弱不同的磁体，按实验步骤完成以下实验探究： 保持I与l不变，按磁性从弱到强改换磁体，观察悬线摆动的角度变化，发现磁体磁性越强，悬线摆动的角度越大，表示通电导线受的力越_______，力F与Il的比值越________，即B越__________，这表示B能反映磁场的__________． 【知识整理】 1．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________与________________的乘积________叫作电流元。 （2）定义：在磁场中________磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟________和________的乘积Il的比值叫磁感应强度。 （3）定义式：B=________（定义式，而非决定式）。 （4）磁感应强度在国际单位制中的单位是________，简称________，符号为________。1T=1N/（A·m）。 （5）矢量：既有大小又有方向。方向就是________________，叠加遵循____________________。 2．匀强磁场 （1）定义：如果磁场中各点的磁感应强度的___________________，这个磁场叫作匀强磁场。 （2）产生方法： 距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场（除边缘部分外）。 通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）。 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。 （3）匀强磁场的磁感线：一些间隔________的________直线，如图所示。 【例题】 3．关于磁场的认识，下列说法正确的是（　　） A．通电导线置于某处所受磁场力为零，则此处的磁感应强度一定为零 B．根据磁感应强度的定义式，可知B与F成正比 C．磁感应强度的方向与置于该处的通电导线受到的安培力的方向相同 D．匀强磁场的磁感应强度B的大小处处相等，方向处处相同 4．如图，在磁感应强度大小为、垂直纸面向里的匀强磁场中，放置一根电流方向垂直于纸面向外的通电长直导线，、是以直导线为圆心的同一圆周上的两点。关于、两点的磁感应强度，下列说法正确的是（     ） A．大小相等，方向相同 B．大小相等，方向不同 C．大小不等，方向相同 D．大小不等，方向不同 5．长2cm的通电直导线垂直于大小、方向恒定的磁场的方向放置，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为1×10-3N。 (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1cm， 则它在磁场中受到的力F和该处的磁感应强度B各是多大？ (3)若导线长度不变，电流增大为5A， 则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多大？ (4)若让导线与磁场方向平行，该处的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？ 6．四根相同长直导线处于边长为的正方形四个顶点上，为正方形的中心，通入的电流方向如图所示，第1、2、3、4根导线中电流的大小分别为、、、。已知一根无限长直导线通入电流时，与直导线距离为处的磁感应强度大小，为常量。则中心处的磁感应强度大小为（     ） A． B． C． D． 二、磁通量 【导学】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： (1)导线的左边磁场的方向向哪？右边呢？ (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？ 【知识整理】 7．磁通量 （1）定义：匀强磁场中________________和与磁场方向________的平面面积S的乘积。即Φ=BS。 （2）拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的________________与磁感应强度B的乘积表示磁通量。Φ=BS′=BScosθ，如图所示。 （3）单位：国际单位是________，简称韦，符号是Wb，1Wb=________。 （4）引申：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。 （5）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，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时磁通量为负值。 ②若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′。磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数（磁通量的代数和）。 （6）磁通量的变化量Φ=Φ2-Φ1。 【例题】 8．关于磁通量，下列说法正确的是（     ） A．在匀强磁场中，穿过某一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积 B．磁通量是矢量，其正负表示方向 C．磁通量是形象描述穿过某一个面的磁感线条数的物理量 D．磁通量越大，磁通量的变化就越快 9．如图所示，边长为l的10匝正方形线框内部存在一边长为0.5l的正方形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于线框平面向里，则穿过正方形线框的磁通量为（     ） A． B． C． D． 10．如图所示，矩形线圈放置在水平面内，磁场方向与水平方向夹角α=60°，已知矩形线圈面积为S，磁感应强度大小为，现将线圈绕顺时针旋转，则通过线圈的磁通量变化量为（　　） A． B． C． D．0 11．如图所示，一面积为S的矩形线圈与竖直方向成角，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向水平向右，且磁感线与线圈abcd在竖直方向的投影垂直。将线圈绕ad轴逆时针（前视）转动30°角至水平位置，则穿过线圈平面的磁通量的变化量大小为（     ） A．0 B．BS C． D． 12．如图所示，圆形线圈半径为R。线圈内虚线同心圆半径为r，虚线内分布有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于线圈平面。下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转180°，线圈磁通量变化量的大小为 B．穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转180°，线圈磁通量变化量的大小为0 C．穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转90°，线圈磁通量变化量的大小为0 D．穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转90°，线圈磁通量变化量的大小为 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 导学：大 大 大 强弱 1． 电流I 导线长度l Il 垂直 电流I 长度l 特斯拉 特 T 磁场的方向 平行四边形定则 2． 大小相等、方向相同 相等 平行 3．D 【详解】A．安培力公式为（为电流方向与磁场方向的夹角），当电流与磁场平行时，但磁感应强度可以不为零，故A错误； B．是磁感应强度的比值定义式，由磁场本身的性质决定，与、、均无关，不存在正比关系，故B错误； C．根据左手定则，安培力方向垂直于磁感应强度方向和电流方向共同决定的平面，即磁感应强度方向与安培力方向垂直，故C错误； D．匀强磁场的定义为磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场，故D正确。 故选D。 4．B 【详解】通电直导线产生的磁场磁感线是以导线为圆心的同心圆。、 两点在同一圆周上，距离导线距离相等，根据长直导线磁感应强度公式 可知，导线在、两点产生的磁场大小相等，设为 。 根据安培定则，导线电流向外，磁场方向为逆时针切线方向，故、 两点处导线产生的磁场方向不同。匀强磁场垂直纸面向里，与导线产生的磁场（在纸面内）始终垂直。根据矢量合成法则，合磁感应强度大小 ，故、两点合磁场大小相等。 由于导线在两点产生的磁场方向不同，、 两点处导线产生的磁场方向分别为竖直向下、水平向左，故合磁场方向分别在水平面内、竖直面内，即合磁场方向不同。 故选B。 5．(1) (2)，； (3)，； (4)，0。 【详解】（1）由通电直导线垂直于大小、方向恒定的磁场的方向放置，则根据磁感应强度的定义 （2）匀强磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，不因导线长度的改变而改变，故 导线长度减小到1cm，则它所受磁场力 （3）匀强磁场中某点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此， 电流增大为5 A，则它所受磁场力 （4）磁感应强度B是磁场本身的性质，与F、I、L无关若导线与磁场方向平行，磁感应强度不变，即，则磁场力为0。 6．A 【详解】正方形的边长为 ，则正方形中心 到各顶点的距离 根据安培定则，第1根导线在 处产生的磁感应强度方向垂直于导线1与 的连线指向第3根导线，大小 ，第4根导线在 处产生的磁感应强度方向垂直于导线4与 的连线指向第3根导线，大小 ，故沿 方向的磁感应强度大小为 第2根导线在 处产生的磁感应强度方向垂直于导线2与 的连线指向第1根导线，大小 ，第3根导线在 处产生的磁感应强度方向垂直于导线3与 的连线指向第1根导线，大小 ，故沿 方向的磁感应强度大小为 由于正方形的对角线互相垂直，沿 方向与沿 方向互相垂直，由平行四边形定则可得中心 处的磁感应强度大小 故选A。 导学：（1）导线左边的磁场方向垂直于纸面向外，右边的磁场垂直于纸面向里 （2）当线框的一半恰好过导线时，穿过线框垂直于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 7． 磁感应强度B 垂直 投影面积S′ 韦伯 1T·m2 8．C 【详解】A．匀强磁场中磁通量的表达式为，其中为磁感应强度方向与面的法线方向的夹角，仅当平面与磁场垂直时，选项未说明平面与磁场垂直的前提，故A错误； B．磁通量是标量，其正负仅表示磁感线穿过该面的朝向（正向或反向穿过），不代表矢量的方向，故B错误； C．磁通量的物理意义就是形象描述穿过某一平面的磁感线条数的物理量，故C正确； D．磁通量的变化快慢为磁通量的变化率，其大小与磁通量本身的大小无直接关联，若磁通量很大但保持不变，变化率为0，故D错误。 故选C。 9．A 【详解】磁场与线圈平面垂直，且线圈中有磁场部分的面积 穿过线框的磁通量 故选A。 10．C 【详解】线圈初始放置在水平面内，磁感应强度与水平方向（线圈平面）夹角。将分解为平行线圈平面分量、垂直线圈平面分量，垂直分量为，因此初始磁通量为： 线圈绕顺时针转后，线圈平面变为竖直，面积矢量方向与的水平分量同向，此时磁感应强度垂直于线圈平面的分量为，因此末态磁通量为： 故选C。 11．C 【详解】磁场方向水平向右，线圈与竖直方向成，初始磁通量 线圈绕轴转动后到达水平位置，与磁场方向平行，线圈在垂直磁场方向的投影面积为0，因此末态磁通量 磁通量变化量大小 故选C。 12．A 【详解】AB．穿过线圈的磁通量 根据有磁场部分的面积 得 若线圈绕直径旋转180°，， 则线圈磁通量变化量的大小。故A正确，B错误； CD．若绕直径旋转90°，， 则线圈磁通量变化量的大小，故CD错误； 故选A。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $