3.磁感應強度磁通量.pptx

磁感應強度磁通量,第三章磁場,學習目標,知識探究,典例精析,達標檢測,1.理解磁感應強度的概念，理解磁感應強度大小的表達式.2.知道什么是勻強磁場.3.掌握安培力的計算方法.4.知道磁通量的概念，會用BS計算磁通量.,一、磁感應強度,答案,(1)在教材第一章關于電場性質的學習中我們是如何定義電場強度的？,答案檢驗電荷q在電場中某點所受的電場力F與電荷所帶電荷量q的比值定義為電場強度，即E.電場強度E由電場本身的性質來決定，與檢驗電荷受到的電場力F和電荷量q無關.,知識探究,導學探究,答案,(2)我們能否將安培力與電場力進行類比，說明安培力公式FBIL中比例系數(shù)B的物理意義呢？,答案(2)通過大量的實驗發(fā)現(xiàn)，在磁場中某一點，安培力與電流和導線長度乘積的比值是一個定值，與導線的長度、通過導線的電流無關，這個比值與導線所在位置的磁場強弱有關，我們把這個比值定義為磁感應強度，即B.,對磁感應強度和安培力公式的理解(1)磁感應強度：描述磁場的和的物理量.方向：磁感應強度的方向，就是的方向，也是靜止時小磁針極所指的方向.定義及公式：將通電導線放入磁場，它受到的安培力F與IL的叫磁感應強度，用公式表示為B.單位：在國際單位制中的單位是，簡稱特，符號是T.由力F、電流I和長度L的單位決定，1T1.,答案,知識梳理,強弱,方向,磁場,N,垂直,比值,特斯拉,說明：磁感應強度是法定義的物理量，是由決定的，與是否有通電導線以及通電導線受力大小、通電導線是否受力.因為通電導線取不同方向時，其受力大小不相同，故在定義磁感應強度時，式中F是指通電直導線磁場時受到的安培力.磁感應強度的方向就是磁場方向，而不是該處通電導線受力的方向.(2)勻強磁場：各點的磁感應強度和都相同的磁場，勻強磁場的磁感線是一組且的直線.,答案,磁場自身,無關,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算公式F，為磁感應強度方向與導線方向的夾角.當90，即B與I垂直時，F(xiàn)；當0，即B與I平行時，F(xiàn).當導線與磁場垂直時，彎曲導線的有效長度L等于連接兩端點直線的長度(如圖1所示)；相應的電流沿L由始端流向末端.,答案,圖1,ILBsin,ILB,0,即學即用,答案,(多選)如圖2所示，直導線處于足夠大的磁場中，與磁感線成30角，導線中通過的電流為I，為了增大導線所受的安培力，可采取的辦法是(),圖2,A.增大電流IB.增加直導線的長度C.使導線在紙面內順時針轉30角D.使導線在紙面內逆時針轉60角,ABD,二、磁通量,答案,(1)如圖3，平面S在垂直于磁場方向上的投影面積為S.若有n條磁感線通過S，則通過面積S的磁感線有多少條？,答案n條,(2)若磁場增強，即B增大，通過面積S的磁感線條數(shù)是否增多？,答案B增大時，通過面積S的磁感線條數(shù)增多,導學探究,圖3,對磁通量的理解(1)磁通量定義：設在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一個與磁感線方向垂直的平面，面積為S，我們把叫做穿過這個平面的磁通量.定義式：，適用條件：勻強磁場，且磁場方向與平面.單位：在國際單位制中，磁通量的單位是，簡稱韋，符號是.,答案,知識梳理,B與S的乘積,BS,垂直,韋伯,Wb,(2)當平面與磁場方向不垂直時，穿過平面的磁通量可用平面在垂直于磁場B的方向的投影面積進行計算，即BS(如圖4).,答案,圖4,(3)穿過面積S的磁通量等于穿過該面積的磁感線的條數(shù).,Bscos,關于磁通量，下列說法中正確的是()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，磁感應強度越大C.穿過某一面積的磁通量為零，該處磁感應強度不一定為零D.磁通量就是磁感應強度,即學即用,解析答案,返回,解析磁通量是標量，沒有方向，A錯；由BS知是由B和S兩個因素決定的，大，有可能是由于S較大造成的，B錯；由BS知，當S與磁場平行時，S0，0，但磁感應強度B不為零，C正確；磁通量和磁感應強度是兩個不同的物理量，D錯.答案C,返回,例1關于磁感應強度，下列說法正確的是()A.由B可知，B與F成正比，與IL成反比B.通電導線放在磁場中某點，該點就有磁感應強度，如果將通電導線拿走，該點的磁感應強度就變?yōu)榱鉉.通電導線所受磁場力不為零的地方一定存在磁場，通電導線不受磁場力的地方一定不存在磁場(即B0)D.磁場中某一點的磁感應強度由磁場本身決定,一、對磁感應強度概念及公式的理解,典例精析,解析答案,答案D,二、對磁通量的認識和計算,例2如圖5所示，框架面積為S，框架平面與磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直，則穿過平面的磁通量為多少？若使框架繞OO軸轉過60角，則穿過線框平面的磁通量為多少？若從初始位置轉過90角，則穿過線框平面的磁通量為多少？若從初始位置轉過180角，則穿過線框平面的磁通量變化了多少？,解析答案,總結提升,圖5,總結提升,解析在圖示位置時，磁感線與線框平面垂直，BS.當線框繞OO軸轉過60時可以將原圖改畫成從上面向下看的俯視圖，如圖所示.,轉過90時，線框由與磁感線垂直穿過變?yōu)槠叫校?.線框轉過180時，磁感線仍然垂直穿過線框，只不過穿過方向改變了.因而1BS，2BS，212BS.即磁通量變化了2BS.,總結提升,(1)磁通量是標量，但有正負，若磁感線從某一面上穿入時，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時磁通量為負值.(2)若同時有磁感線沿相反方向穿過同一平面且正向磁通量為1，反向磁通量為2，則穿過該平面的磁通量12.,三、磁感應強度矢量的疊加,例3如圖6所示，一根通電直導線垂直放在磁感應強度為1T的勻強磁場中，以導線截面的中心為圓心，半徑為r的圓周上有a、b、c、d四個點，已知a點的實際磁感應強度為零，則下列敘述正確的是(),解析答案,總結提升,圖6,解析由a點合磁感應強度為零知，該電流產(chǎn)生的磁場在a點的磁感應強度方向向左，大小為1T，由安培定則知A項對，另由平行四邊形定則知B項也正確.答案AB,總結提升,總結提升,磁感應強度為矢量，若空間有幾個磁場同時存在時，則某點的磁感應強度為該點各個磁感應強度的矢量和.,解析答案,四、安培力的大小計算及綜合應用,例4長度為L、通有電流為I的直導線放入一勻強磁場中，電流方向與磁場方向如圖所示，已知磁感應強度為B，對于下列各圖中，導線所受安培力的大小計算正確的是(),總結提升,總結提升,解析A圖中，導線不和磁場垂直，故將導線投影到垂直磁場方向上，故FBILcos，A正確；B圖中，導線和磁場方向垂直，故FBIL，B錯誤；C圖中導線和磁場方向垂直，故FBIL，C錯誤；D圖中導線和磁場方向垂直，故FBIL，D錯誤.答案A,總結提升,1.當磁場方向與電流方向垂直時安培力FILB，如果磁場方向和電流方向不垂直，公式應變?yōu)镕ILB，B是B在垂直于電流方向的分量.2.如果通電導線是彎曲的，則要用其等效長度代入公式計算.3.如果是非勻強磁場，原則上把通電導線分為很短的電流元，對電流元應用安培力公式，然后求矢量和.,例5如圖7所示，在與水平方向夾角為60的光滑金屬導軌間有一電源，在相距1m的平行導軌上放一質量為m0.3kg的金屬棒ab，通以從ba，I3A的電流，磁場方向豎直向上，這時金屬棒恰好靜止.求：,圖7,(1)勻強磁場磁感應強度的大??；,(2)ab棒對導軌的壓力.(g取10m/s2),解析答案,方法點撥,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，從而求出磁感應強度B，再求出ab棒對導軌的壓力.,方法點撥,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.,方法點撥,分析通電導體在安培力作用下的平衡和運動問題的關鍵是將立體圖轉化為平面圖：首先選定觀察角度畫好平面圖，其次是標出電流方向和磁場方向，然后利用左手定則判斷安培力的方向.,返回,1.由磁感應強度的定義式B可知()A.若某處的磁感應強度為零，則通電導線放在該處所受磁場力一定為零B.通電導線在磁場中某處受磁場力非常小時，則該處的磁感應強度一定很小C.同一條通電導線放在磁場中某處所受的磁場力是一定的D.磁場中某點的磁感應強度與該點是否放通電導線有關,達標檢測,1,2,3,4,解析答案,達標檢測,1,2,3,4,磁場一定時，磁感應強度是定值，與放不放導體無關，D錯誤.故選A.答案A,答案,1,2,3,4,圖8,C,3.如圖9所示，兩根相互平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流，a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等.關于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是(),圖9,A.O點處的磁感應強度為零B.a、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反C.c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同D.a、c兩點處的磁感應強度的方向不同,1,2,3,4,解析答案,解析根據(jù)安培定則判斷磁場方向，再結合矢量的合成知識求解.根據(jù)安培定則判斷：兩直線電流在O點處產(chǎn)生的磁場方向均垂直于MN向下，O點處的磁感應強度不為零，故A選項錯誤；a、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同，故B選項錯誤；根據(jù)對稱性，c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同，故C選項正確；a、c兩點處的磁感應強度方向相同，故D選項錯誤.答案C,1,2,3,4,4.如圖10所示，金屬棒MN兩端由等長的輕