高中物理 第三章 磁場 2 磁感應(yīng)強度課件 新人教版選修31(1).ppt

第三章磁場 2磁感應(yīng)強度 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 理解磁感應(yīng)強度的概念 知道磁感應(yīng)強度是描述磁場的強弱和方向的物理量 2 理解磁感應(yīng)強度的定義 并會用定義式進行有關(guān)計算 內(nèi)容索引 知識探究 題型探究 達(dá)標(biāo)檢測 知識探究 1 一 磁感應(yīng)強度的方向 在電場中用電場強度描述電場的強弱和方向 在磁場中用什么物理量描述磁場的強弱和方向 該物理量的方向是如何規(guī)定的 答案 用磁感應(yīng)強度描述磁場的強弱和方向 物理學(xué)規(guī)定小磁針靜止時n極所指的方向為磁感應(yīng)強度的方向 1 磁感應(yīng)強度 用來描述磁場和的物理量 2 磁感應(yīng)強度的方向 磁感應(yīng)強度的方向就是的方向 即小磁針靜止時極所指的方向 即極受力的方向 或s極受力的 強弱 方向 磁場 n 反方向 n 判斷下列說法的正誤 1 磁感應(yīng)強度是標(biāo)量 只能表示磁場強弱 不能表示磁場方向 2 磁感應(yīng)強度是矢量 磁感應(yīng)強度的方向就是磁場的方向 3 磁感應(yīng)強度的方向與小磁針在任何情況下n極受力的方向都相同 4 磁感應(yīng)強度的方向與小磁針靜止時n極的指向一定相同 二 磁感應(yīng)強度的大小 如圖1所示 三塊相同的蹄形磁鐵并列放置 可以認(rèn)為磁極間的磁場是均勻的 將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間 有電流通過時導(dǎo)線將擺動一個角度 通過擺動角度的大小可以比較磁場力的大小 分別接通 2 3 或 1 4 可以改變導(dǎo)線通電部分的長度 電流由外部電路控制 圖1 答案 電流越大 導(dǎo)線受力越大 圖1 1 保持導(dǎo)線通電部分的長度不變 改變電流大小 導(dǎo)線受力情況如何變化 答案 通電導(dǎo)線越長 導(dǎo)線受力越大 2 保持電流不變 改變導(dǎo)線通電部分的長度 導(dǎo)線受力情況如何變化 圖1 答案 通電導(dǎo)線受力與導(dǎo)線長度 電流 導(dǎo)線在磁場中的放置方式有關(guān) 3 通電導(dǎo)線受力與哪些因素有關(guān) 1 電流元 在物理學(xué)中 把很短一段通電導(dǎo)線中的電流i與導(dǎo)線長度l的叫做電流元 2 磁感應(yīng)強度 將電流元il放入磁場 它受到的磁場力f與il的叫磁感應(yīng)強度 1 定義式b 2 磁感應(yīng)強度的單位 在國際單位制中的單位是 簡稱特 符號是 乘積il 垂直 比值 特斯拉 t 3 對磁感應(yīng)強度的理解 磁感應(yīng)強度是反映磁場強弱的物理量 它是用法定義的物理量 由決定 與是否引入電流元 引入的電流元是否受力及受力大小 填 有關(guān) 或 無關(guān) 因為通電導(dǎo)線取不同方向時 其受力大小不相同 故在定義磁感應(yīng)強度時 式中f是指通電直導(dǎo)線磁場放置時受到的磁場力 磁感應(yīng)強度的方向是該處 填 是 或 不是 該處電流元受力f的方向 比值 磁場自身 無關(guān) 垂直 磁場的方向 不是 判斷下列說法的正誤 1 通電導(dǎo)線在磁場中受到的磁場力為零 則說明該處的磁感應(yīng)強度為零 2 磁感應(yīng)強度的大小與電流成反比 與其受到的磁場力成正比 3 磁感應(yīng)強度的大小等于通電導(dǎo)線受到的磁場力的大小f與電流i和導(dǎo)線長度l的乘積的比值 4 通電導(dǎo)線只有垂直磁場放置時 所受的安培力才與il成正比 2 題型探究 一 磁感應(yīng)強度的方向 例1下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向的說法中 正確的是a 某處磁感應(yīng)強度的方向就是一小段通電導(dǎo)線放在該處時所受磁場力的方向b 小磁針s極所受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強度的方向c 垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強度的方向d 磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向 答案 解析 磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向表示該點的磁場的方向 磁場方向也就是小磁針n極受力的方向 但通電導(dǎo)線受力的方向不代表磁感應(yīng)強度和磁場方向 1 磁感應(yīng)強度的方向和小磁針n極受力方向相同 但絕非電流的受力方向 2 磁場中某點磁感應(yīng)強度的大小和方向是確定的 和小磁針 電流的存在與否無關(guān) 二 磁感應(yīng)強度的大小 1 在定義式中 通電導(dǎo)線必須垂直于磁場方向放置 因為沿不同方向放置導(dǎo)線時 同一導(dǎo)線受到的磁場力不相等 2 磁感應(yīng)強度的定義式也適用于非勻強磁場 這時l應(yīng)很短很短 il稱為 電流元 相當(dāng)于靜電場中電場強度公式中的 試探電荷 例2磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線 它的電流是2 5a 導(dǎo)線長1cm 它受到的磁場力為5 0 10 2n 求 1 這個位置的磁感應(yīng)強度大小 2t 解析 答案 2 如果把通電導(dǎo)線中的電流增大到5a時 這一位置的磁感應(yīng)強度大小 2t 解析 答案 磁感應(yīng)強度b是由磁場自身決定的 和導(dǎo)線的長度l 電流i的大小無關(guān) 所以該位置的磁感應(yīng)強度還是2t 3 如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力 是否能肯定在這里沒有磁場 不能肯定 解析 答案 如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力 則有兩種可能 該處沒有磁場 該處有磁場 但通電導(dǎo)線與磁場方向平行 例3有一小段通電導(dǎo)線 長為1cm 導(dǎo)線中電流為5a 把它置于磁場中某點 受到的磁場力為0 1n 則該點的磁感應(yīng)強度b一定是a b 2tb b 2tc b 2td 以上情況都有可能 答案 解析 磁感應(yīng)強度的定義式中的電流是垂直于磁場方向的電流 如果通電導(dǎo)線是垂直磁場方向放置的 此時所受磁場力最大f 0 1n 如果通電導(dǎo)線不是垂直磁場方向放置的 則受到的磁場力小于垂直放置時的受力 垂直放置時受力將大于0 1n 由定義式可知 b將大于2t 選項c正確 針對訓(xùn)練下列有關(guān)磁感應(yīng)強度的說法中 正確的是a 磁感應(yīng)強度是用來表示磁場強弱和方向的物理量b 若有一小段通電導(dǎo)體在某點不受磁場力的作用 則該點的磁感應(yīng)強度一定為零c 若有一小段長為l 通以電流i的導(dǎo)體 在磁場中某處受到的磁場力為f 則該處磁感應(yīng)強度的大小一定是d 由定義式可知 電流i越大 導(dǎo)線l越長 某點的磁感應(yīng)強度就越小 答案 解析 引入磁感應(yīng)強度的目的就是用來描述磁場強弱和方向的 因此選項a正確 磁感應(yīng)強度是與電流i和導(dǎo)線長度l無關(guān)的物理量 三 磁感應(yīng)強度b與電場強度e的比較 例4 多選 下列說法中正確的是a 電荷在電場中某處不受電場力的作用 則該處的電場強度一定為零b 一小段通電導(dǎo)線在某處不受安培力的作用 則該處磁感應(yīng)強度一定為零c 把一個試探電荷放在電場中的某點 它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點電場的強弱d 把一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處 它所受到的磁場力與該小段通電導(dǎo)線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強弱 答案 解析 在定義電場強度和磁感應(yīng)強度時 都是在場中放一個小物體 能使場對它有力的作用 在電場中放入的是試探電荷 電場強度e用來定義 但e與f q無關(guān) 由可得f qe 故e 0時 f 0 a c正確 而在磁場中放入的一小段通電導(dǎo)線在磁場中的受力大小與導(dǎo)線的方向有關(guān) 平行于磁場方向放置時 磁場力f 0 垂直于磁場方向放置時 磁場力f最大 在定義式中 通電導(dǎo)線必須垂直磁場方向放置 因此 b d均錯 達(dá)標(biāo)檢測 3 1 下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的說法正確的是a 通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強度一定大b 通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強度大的地方受力一定大c 放在勻強磁場中各處的通電導(dǎo)線 受力大小和方向處處相同d 磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān) 答案 解析 1 2 3 4 因為磁場中某點的磁感應(yīng)強度的大小和方向由磁場本身決定 與通電導(dǎo)線的受力及方向都無關(guān) 所以a選項錯 d選項正確 因為通電導(dǎo)線在磁場中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強度有關(guān) 而且與通電導(dǎo)線的取向有關(guān) 故b選項錯 雖然勻強磁場中磁感應(yīng)強度處處相等 但當(dāng)導(dǎo)線在各個位置的方向不同時 磁場力是不相同的 導(dǎo)線與磁場垂直時受磁場力最大 與磁場平行時受磁場力為零 而c選項中沒有說明導(dǎo)線在各個位置的取向是否相同 所以c選項錯 1 2 3 4 2 關(guān)于磁感應(yīng)強度 下列說法正確的是a 由可知 b與f成正比 與il成反比b 通電導(dǎo)線放在磁場中某點 該點就有磁感應(yīng)強度 如果將通電導(dǎo)線拿走 該點的磁感應(yīng)強度就變?yōu)榱鉩 通電導(dǎo)線所受磁場力不為零的地方一定存在磁場 通電導(dǎo)線不受磁場力的地方一定不存在磁場 即b 0 d 磁場中某一點的磁感應(yīng)強度由磁場本身決定 1 2 3 4 答案 解析 1 2 3 4 磁感應(yīng)強度只是一個定義式 而不是決定式 磁感應(yīng)強度b是由磁場本身的性質(zhì)決定的 與放不放通電導(dǎo)線無關(guān) 故選d 3 多選 把長度l 電流i都相同的一小段電流元放入某磁場中的a b兩點 電流元在a點受到的磁場力較大 則a a點的磁感應(yīng)強度一定大于b點的磁感應(yīng)強度b a b兩點磁感應(yīng)強度可能相等c a b兩點磁感應(yīng)強度一定不相等d a點磁感應(yīng)強度可能小于b點磁感應(yīng)強度 答案 解析 由于電流元方向和磁場方向關(guān)系不確定 所以無法比較a b兩點的磁感應(yīng)強度 故b d正確 1 2 3 4 4 現(xiàn)有一段長l 0 2m 通有電流i 2 5a的直導(dǎo)線 則關(guān)于此導(dǎo)線在磁感應(yīng)強度為b的磁場中所受磁場力f的情況 下列說法正確的是a 如果b 2t 則f一定為