遼寧省大連市高中物理 第3章 磁場 3.2 磁感應(yīng)強度課件 新人教版選修31.pptVIP

磁體的磁性強弱是不同 螺絲刀只能吸起幾根導(dǎo)線 而有的磁鐵能吸起很多重物 第三章磁場 3 2磁感應(yīng)強度 1 知識與能力 結(jié)合電場強度推導(dǎo)方法推導(dǎo)磁感應(yīng)強度 知道磁感應(yīng)強度的概念 磁感應(yīng)強度的方向的判別 通電導(dǎo)線在磁場中的受力計算公式 磁感應(yīng)強度大小的推導(dǎo)過程 2 過程與方法 3 情感態(tài)度與價值觀 通過探究影響通電導(dǎo)線在磁場中受力的因素推導(dǎo)出磁感應(yīng)強度的大小 通過電場強度的推導(dǎo)方法計算磁感應(yīng)強度 磁感應(yīng)強度實驗的設(shè)計思路 教學(xué)重點 教學(xué)難點 磁感應(yīng)強度的方向磁感應(yīng)強度的大小導(dǎo)線在磁場中的受力計算 磁感應(yīng)強度推導(dǎo)的實驗過程 一 磁感應(yīng)強度的方向 二 磁感應(yīng)強度的大小 與電場強度相對應(yīng) 我們本可以把描述磁場強弱的物理量叫做磁場強度 但歷史上 磁場強度已經(jīng)用來表示另一個物理量 因此物理學(xué)中用磁感應(yīng)強度來描述磁場的強弱 一 磁感應(yīng)強度的方向 不同的磁鐵磁性是不同的 磁體磁性的強弱表現(xiàn)為他產(chǎn)生的磁場對磁性物體和通電導(dǎo)線的吸引能力 也就是說 磁場有強弱之分 我們回顧一下電場強度的檢測方法 在被檢測的電場中放入一個試探電荷 通過試探電荷的受力來判斷電場的方向 人們很容易想到 把一枚可以轉(zhuǎn)動的小磁針作為檢驗用的磁體放在磁場中的某一點 觀察他的受力情況 由此來描述磁場 小磁針總有兩個磁極 它在磁場中受力后 一般情況下將會轉(zhuǎn)動 小磁針靜止后 它的指向就確定了 顯示出這一點的磁場對小磁針n極和s極的作用力方向 物理學(xué)中把小磁針靜止時n極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應(yīng)強度方向 簡稱磁場方向 但是n極不能單獨存在 因而不可能測量n極受力的大小 也就不可能確定磁感應(yīng)強度的大小了 磁場除了對磁體有作用力 還對通電導(dǎo)線有作用力 可以用一段通電導(dǎo)線來檢測磁場的強度 二 磁感應(yīng)強度的大小 把一段通電直導(dǎo)線放在磁場里 當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時 電流所受的安培力最大 當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向一致時 電流所受的安培力最小 等于零 當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向斜交時 所受的安培力介于最大值和最小值之間 為了簡單起見 我們研究導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時的安培力以此來探究磁感應(yīng)強度大小 在物理學(xué)中 把很短的一段通電導(dǎo)線中的電流i 與導(dǎo)線的長度l的乘積il叫做電流元 但要使導(dǎo)線中有電流 就要把它連到電源上 所以孤立的電流元是不存在的 實際上要用相當(dāng)長的通電導(dǎo)線 不過如果做實驗的那部分磁場的強弱 方向都是一樣的 就是勻強磁場 我們也可以用比較長的通電導(dǎo)線進行試驗 從結(jié)果中推知一小段電流元的受力情況 還記得電場強度e是怎樣推導(dǎo)的嗎 滑動變阻器可以改變電流的大小 兩軌道間ab的長度為導(dǎo)線的長度 蹄形磁鐵較寬 可視為勻強磁場 但是l怎樣變化呢 影響通電導(dǎo)線受力的因素 如圖 三塊相同的體形磁鐵并列放在桌子上 可以認為磁極間的磁場是均勻的 將一根直導(dǎo)線水平懸掛在磁鐵的兩極間 導(dǎo)線的方向與磁感應(yīng)強度的方向垂直 改進后的實驗裝置 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導(dǎo)線受力的大小 分別接通 2 3 和 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 先保持導(dǎo)線通電部分的長度不變 改變電流的大小 然后保持電流不變 改變導(dǎo)線通電部分的長度 觀察這兩個因素對導(dǎo)線受力的影響 實驗內(nèi)容 實驗發(fā)現(xiàn) 通電導(dǎo)線長度一定時 電流越大 導(dǎo)線受到的力就越大 即觀測到的擺動角度會比較大 電流一定時 通電導(dǎo)線越長 導(dǎo)線受到的力也越大 擺動幅度同樣增大 我們也可以仿照電場強度的推導(dǎo)方法對磁場中的f i l的關(guān)系事先作出推導(dǎo) 分析了很多實驗事實后人們認識到 通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時 它受力的大小既與導(dǎo)線的長度l成正比 又與導(dǎo)線的電流i成正比 即與i和l的乘積il成正比 用公式表示為 f bil 由于安培在研究磁場與電流的相互作用方面作出了杰出的貢獻 為了紀(jì)念他 人們把通電導(dǎo)線在磁場中的受力叫做安培力 式中的b是比例系數(shù) 它與導(dǎo)線的長度和電流的大小都沒關(guān)系 但是在不同的情況下 b的值是不同的 即使是同樣的i l 在不同的磁場中 或在磁場中的不同位置 一般說來導(dǎo)線受的力也不一樣 看來 b正是我們尋找的表征磁場強度的物理量 磁感應(yīng)強度 由此 在導(dǎo)線與磁場垂直的最簡單情況下 磁感應(yīng)強度有大小也有方向 因此是矢量 可以像電場強度一樣跟據(jù)平行四邊形原則進行疊加 一些磁場的磁感應(yīng)強度 小資料 特斯拉 特斯拉 nikolatesla 1856 1943 美國電氣工程師 他一生致力于交變電流的研究 是交變電流進入實用領(lǐng)域的主要推動者 動畫 研究安培力大小與什么有關(guān) 動畫 磁場的方向 一 磁感應(yīng)強度的方向 描述磁場強弱的物理量叫做磁感應(yīng)強度 物理學(xué)中把小磁針靜止時n極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應(yīng)強度的方向 二 磁感應(yīng)強度的大小 在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線 受到的安培力f跟電流i和導(dǎo)線的長度l的乘積il的比 值 叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度 磁感應(yīng)強度的大小用公式 來計算 磁感應(yīng)強度的單位是特斯拉 符號是t 1t 1n a m 磁感應(yīng)強度b時矢量 1 下列說法正確的是 a 磁場中某處的磁感應(yīng)強度的大小 就是通以電流i 長為l的一段小導(dǎo)線放在該處時所受的磁場力f與i l的比值 b 一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用 則該處一定沒有磁場 c 一小段通電導(dǎo)線放在磁場中a處所受的磁場力比放在b處大 則a處磁感應(yīng)強度比b處大 g d 因為b f il 所以某處磁感應(yīng)強度的大小與放入該處的通電小段導(dǎo)線il乘積成反比 e 因為b f il 所以導(dǎo)線的電流越大 其周圍的磁場反而減弱 f 放在勻強磁場各處的導(dǎo)線 受力的大小和方向相同 g 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) 2 下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向說法正確的是 a 磁感線上某點的且先就是該點的磁感應(yīng)強度的方向 b 某處磁感應(yīng)強度的方向一定是該點通電到線所受磁場力的方向 c 小磁針n極受力的方向就是該點磁感應(yīng)強度的方向 d 垂直于磁場放置的通電直導(dǎo)線的受力方向就是該點的磁感應(yīng)強度的方向 a 3 以下關(guān)于磁場和電場的描述 其中說法正確的 a 電荷處在某處不受電場力的作用時 該處的電場強度不一定為零 b 一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力的作用 該處的磁感應(yīng)強度不一定為零 c 如果運動電荷在電場中只受電場力的作用 則它經(jīng)過一小段時間后 動能一定變化 d 如果運動電荷在磁場中只受磁場力的作用 則它經(jīng)過一小段時間后 動能不一定變化 b 4 在紙面上放有一個等邊三角形abc 其頂點處都有通有相同電流的三根長直線垂直于紙面放置 電流的方向如圖所示 每根通電導(dǎo)線在三角形中心產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為b0 則中心o處的磁感應(yīng)強度為 0 磁感應(yīng)強度的單位是 相當(dāng)于 關(guān)于電場強度和磁場強度下列說法正確的是 電場強度的定義式 適用于任何電場 由真空中點電荷的電場強度公式知 當(dāng) 時 電場強度趨近于無窮大 由公式 知 一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力說明該點肯定無磁場 磁感應(yīng)強度的方向就是該點所受磁場力的方向 2007上海 磁場對放入其中的長為l 電流為i 方向與磁場垂直的通電導(dǎo)線有理f的作用 可以用磁感應(yīng)強度b描述磁場的力的性質(zhì) 磁感應(yīng)強度的大小b 在物理學(xué)中 用類似基本方法描述物質(zhì)基本性質(zhì)的物理量還有 等 點撥 磁感應(yīng)強度的定義式 b等于f與il的比值 而與f il無關(guān) 電場強度是描述電場的力的性質(zhì) 其定義式為e