3.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量.pptx

磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量,第三章磁場(chǎng),學(xué)習(xí)目標(biāo),知識(shí)探究,典例精析,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，理解磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的表達(dá)式.2.知道什么是勻強(qiáng)磁場(chǎng).3.掌握安培力的計(jì)算方法.4.知道磁通量的概念，會(huì)用BS計(jì)算磁通量.,一、磁感應(yīng)強(qiáng)度,答案,(1)在教材第一章關(guān)于電場(chǎng)性質(zhì)的學(xué)習(xí)中我們是如何定義電場(chǎng)強(qiáng)度的？,答案檢驗(yàn)電荷q在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力F與電荷所帶電荷量q的比值定義為電場(chǎng)強(qiáng)度，即E.電場(chǎng)強(qiáng)度E由電場(chǎng)本身的性質(zhì)來(lái)決定，與檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力F和電荷量q無(wú)關(guān).,知識(shí)探究,導(dǎo)學(xué)探究,答案,(2)我們能否將安培力與電場(chǎng)力進(jìn)行類(lèi)比，說(shuō)明安培力公式FBIL中比例系數(shù)B的物理意義呢？,答案(2)通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)，安培力與電流和導(dǎo)線長(zhǎng)度乘積的比值是一個(gè)定值，與導(dǎo)線的長(zhǎng)度、通過(guò)導(dǎo)線的電流無(wú)關(guān)，這個(gè)比值與導(dǎo)線所在位置的磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)，我們把這個(gè)比值定義為磁感應(yīng)強(qiáng)度，即B.,對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度和安培力公式的理解(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度：描述磁場(chǎng)的和的物理量.方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，就是的方向，也是靜止時(shí)小磁針極所指的方向.定義及公式：將通電導(dǎo)線放入磁場(chǎng)，它受到的安培力F與IL的叫磁感應(yīng)強(qiáng)度，用公式表示為B.單位：在國(guó)際單位制中的單位是，簡(jiǎn)稱(chēng)特，符號(hào)是T.由力F、電流I和長(zhǎng)度L的單位決定，1T1.,答案,知識(shí)梳理,強(qiáng)弱,方向,磁場(chǎng),N,垂直,比值,特斯拉,說(shuō)明：磁感應(yīng)強(qiáng)度是法定義的物理量，是由決定的，與是否有通電導(dǎo)線以及通電導(dǎo)線受力大小、通電導(dǎo)線是否受力.因?yàn)橥妼?dǎo)線取不同方向時(shí)，其受力大小不相同，故在定義磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，式中F是指通電直導(dǎo)線磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是磁場(chǎng)方向，而不是該處通電導(dǎo)線受力的方向.(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)：各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和都相同的磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是一組且的直線.,答案,磁場(chǎng)自身,無(wú)關(guān),垂直,大小,方向,平行,等距,比值,(3)安培力大小安培力大小的計(jì)算公式F，為磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)線方向的夾角.當(dāng)90，即B與I垂直時(shí)，F(xiàn)；當(dāng)0，即B與I平行時(shí)，F(xiàn).當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于連接兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度(如圖1所示)；相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端.,答案,圖1,ILBsin,ILB,0,即學(xué)即用,答案,(多選)如圖2所示，直導(dǎo)線處于足夠大的磁場(chǎng)中，與磁感線成30角，導(dǎo)線中通過(guò)的電流為I，為了增大導(dǎo)線所受的安培力，可采取的辦法是(),圖2,A.增大電流IB.增加直導(dǎo)線的長(zhǎng)度C.使導(dǎo)線在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)30角D.使導(dǎo)線在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)60角,ABD,二、磁通量,答案,(1)如圖3，平面S在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積為S.若有n條磁感線通過(guò)S，則通過(guò)面積S的磁感線有多少條？,答案n條,(2)若磁場(chǎng)增強(qiáng)，即B增大，通過(guò)面積S的磁感線條數(shù)是否增多？,答案B增大時(shí)，通過(guò)面積S的磁感線條數(shù)增多,導(dǎo)學(xué)探究,圖3,對(duì)磁通量的理解(1)磁通量定義：設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)與磁感線方向垂直的平面，面積為S，我們把叫做穿過(guò)這個(gè)平面的磁通量.定義式：，適用條件：勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)方向與平面.單位：在國(guó)際單位制中，磁通量的單位是，簡(jiǎn)稱(chēng)韋，符號(hào)是.,答案,知識(shí)梳理,B與S的乘積,BS,垂直,韋伯,Wb,(2)當(dāng)平面與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，穿過(guò)平面的磁通量可用平面在垂直于磁場(chǎng)B的方向的投影面積進(jìn)行計(jì)算，即BS(如圖4).,答案,圖4,(3)穿過(guò)面積S的磁通量等于穿過(guò)該面積的磁感線的條數(shù).,Bscos,關(guān)于磁通量，下列說(shuō)法中正確的是()A.磁通量不僅有大小，而且有方向，所以是矢量B.磁通量越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大C.穿過(guò)某一面積的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零D.磁通量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度,即學(xué)即用,解析答案,返回,解析磁通量是標(biāo)量，沒(méi)有方向，A錯(cuò)；由BS知是由B和S兩個(gè)因素決定的，大，有可能是由于S較大造成的，B錯(cuò)；由BS知，當(dāng)S與磁場(chǎng)平行時(shí)，S0，0，但磁感應(yīng)強(qiáng)度B不為零，C正確；磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩個(gè)不同的物理量，D錯(cuò).答案C,返回,例1關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是()A.由B可知，B與F成正比，與IL成反比B.通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中某點(diǎn)，該點(diǎn)就有磁感應(yīng)強(qiáng)度，如果將通電導(dǎo)線拿走，該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就變?yōu)榱鉉.通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力不為零的地方一定存在磁場(chǎng)，通電導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力的地方一定不存在磁場(chǎng)(即B0)D.磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定,一、對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度概念及公式的理解,典例精析,解析答案,答案D,二、對(duì)磁通量的認(rèn)識(shí)和計(jì)算,例2如圖5所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，則穿過(guò)平面的磁通量為多少？若使框架繞OO軸轉(zhuǎn)過(guò)60角，則穿過(guò)線框平面的磁通量為多少？若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)90角，則穿過(guò)線框平面的磁通量為多少？若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)180角，則穿過(guò)線框平面的磁通量變化了多少？,解析答案,總結(jié)提升,圖5,總結(jié)提升,解析在圖示位置時(shí)，磁感線與線框平面垂直，BS.當(dāng)線框繞OO軸轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)可以將原圖改畫(huà)成從上面向下看的俯視圖，如圖所示.,轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，線框由與磁感線垂直穿過(guò)變?yōu)槠叫校?.線框轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)，磁感線仍然垂直穿過(guò)線框，只不過(guò)穿過(guò)方向改變了.因而1BS，2BS，212BS.即磁通量變化了2BS.,總結(jié)提升,(1)磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，若磁感線從某一面上穿入時(shí)，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時(shí)磁通量為負(fù)值.(2)若同時(shí)有磁感線沿相反方向穿過(guò)同一平面且正向磁通量為1，反向磁通量為2，則穿過(guò)該平面的磁通量12.,三、磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的疊加,例3如圖6所示，一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以導(dǎo)線截面的中心為圓心，半徑為r的圓周上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，已知a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則下列敘述正確的是(),解析答案,總結(jié)提升,圖6,解析由a點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零知，該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向左，大小為1T，由安培定則知A項(xiàng)對(duì)，另由平行四邊形定則知B項(xiàng)也正確.答案AB,總結(jié)提升,總結(jié)提升,磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，若空間有幾個(gè)磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí)，則某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為該點(diǎn)各個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和.,解析答案,四、安培力的大小計(jì)算及綜合應(yīng)用,例4長(zhǎng)度為L(zhǎng)、通有電流為I的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流方向與磁場(chǎng)方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，對(duì)于下列各圖中，導(dǎo)線所受安培力的大小計(jì)算正確的是(),總結(jié)提升,總結(jié)提升,解析A圖中，導(dǎo)線不和磁場(chǎng)垂直，故將導(dǎo)線投影到垂直磁場(chǎng)方向上，故FBILcos，A正確；B圖中，導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故FBIL，B錯(cuò)誤；C圖中導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故FBIL，C錯(cuò)誤；D圖中導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故FBIL，D錯(cuò)誤.答案A,總結(jié)提升,1.當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí)安培力FILB，如果磁場(chǎng)方向和電流方向不垂直，公式應(yīng)變?yōu)镕ILB，B是B在垂直于電流方向的分量.2.如果通電導(dǎo)線是彎曲的，則要用其等效長(zhǎng)度代入公式計(jì)算.3.如果是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，原則上把通電導(dǎo)線分為很短的電流元，對(duì)電流元應(yīng)用安培力公式，然后求矢量和.,例5如圖7所示，在與水平方向夾角為60的光滑金屬導(dǎo)軌間有一電源，在相距1m的平行導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m0.3kg的金屬棒ab，通以從ba，I3A的電流，磁場(chǎng)方向豎直向上，這時(shí)金屬棒恰好靜止.求：,圖7,(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?(2)ab棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力.(g取10m/s2),解析答案,方法點(diǎn)撥,返回,解析金屬棒ab中電流方向由ba，它所受安培力方向水平向右，它還受豎直向下的重力，垂直斜面向上的支持力，三力合力為零，由此可以求出安培力，從而求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B，再求出ab棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力.,方法點(diǎn)撥,返回,(1)ab棒靜止，受力情況如圖所示，沿斜面方向受力平衡，則mgsin60BILcos60.,方法點(diǎn)撥,分析通電導(dǎo)體在安培力作用下的平衡和運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的關(guān)鍵是將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖：首先選定觀察角度畫(huà)好平面圖，其次是標(biāo)出電流方向和磁場(chǎng)方向，然后利用左手定則判斷安培力的方向.,返回,1.由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B可知()A.若某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則通電導(dǎo)線放在該處所受磁場(chǎng)力一定為零B.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處受磁場(chǎng)力非常小時(shí)，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定很小C.同一條通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中某處所受的磁場(chǎng)力是一定的D.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與該點(diǎn)是否放通電導(dǎo)線有關(guān),達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,2,3,4,解析答案,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,2,3,4,磁場(chǎng)一定時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度是定值，與放不放導(dǎo)體無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤.故選A.答案A,答案,1,2,3,4,圖8,C,3.如圖9所示，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流，a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等.關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(),圖9,A.O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B.a、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C.c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同D.a、c兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同,1,2,3,4,解析答案,解析根據(jù)安培定則判斷磁場(chǎng)方向，再結(jié)合矢量的合成知識(shí)求解.根據(jù)安培定則判斷：兩直線電流在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均垂直于MN向下，O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；a、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)對(duì)稱(chēng)性，c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故C選項(xiàng)正確；a、c兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤.答案C,1,2,3,4,4.如圖10所示，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕