教學(xué)3.2：磁感應(yīng)強度

1、導(dǎo)入：導(dǎo)入： 巨大的電磁鐵能吸引起成噸的鋼鐵，實驗巨大的電磁鐵能吸引起成噸的鋼鐵，實驗室中的小磁鐵卻只能吸起幾枚鐵釘，可見磁體室中的小磁鐵卻只能吸起幾枚鐵釘，可見磁體的磁性有強弱之別。磁體磁性的強弱，表現(xiàn)為的磁性有強弱之別。磁體磁性的強弱，表現(xiàn)為它所產(chǎn)生的它所產(chǎn)生的磁場對磁性物質(zhì)和通電導(dǎo)線的作用磁場對磁性物質(zhì)和通電導(dǎo)線的作用力的強弱力的強弱，那怎樣認(rèn)識磁場的強弱呢？，那怎樣認(rèn)識磁場的強弱呢？ 在研究電場時，我們研究在研究電場時，我們研究檢驗電荷檢驗電荷在在電場電場中某點的中某點的受力情況受力情況，確定了一個叫做，確定了一個叫做電場強度電場強度的的物理量來描述物理量來描述電場的強弱和方向電場的強

2、弱和方向。 與此類似，我們是否可以分析與此類似，我們是否可以分析磁體或通電導(dǎo)體磁體或通電導(dǎo)體在在磁場磁場中中所受的力所受的力，找出表示磁場強弱和方向的，找出表示磁場強弱和方向的物理量呢？物理量呢？ 與電場強度相對應(yīng)，我們本可以把描述磁與電場強度相對應(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，因此物場強度已經(jīng)用來表示另一個物理量，因此物理學(xué)中用理學(xué)中用磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度來描述磁場的強弱和方來描述磁場的強弱和方向向. 我們根據(jù)電場強度的引入自然就想到，我們根據(jù)電場強度的引入自然就想到，把一枚可以自由轉(zhuǎn)動的把一枚

3、可以自由轉(zhuǎn)動的小磁針小磁針作為檢驗用的作為檢驗用的磁體放在磁場中的某一點，觀察它的受力情磁體放在磁場中的某一點，觀察它的受力情況，由此來描述磁場。況，由此來描述磁場。 小磁針有兩個磁極，在磁場中受力后，一小磁針有兩個磁極，在磁場中受力后，一般情況下都會轉(zhuǎn)動。般情況下都會轉(zhuǎn)動。小磁針靜止后，它的指小磁針靜止后，它的指向也就確定了向也就確定了，顯示出這一點的磁場對小磁，顯示出這一點的磁場對小磁針極和極的作用力的方向。針極和極的作用力的方向。 物理學(xué)中把小磁針靜止時極所指的方向物理學(xué)中把小磁針靜止時極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應(yīng)強度的方向，簡稱磁場規(guī)定為該點的磁感應(yīng)強度的方向，簡稱磁場的方向的方向。

4、 這樣我們確實解決了磁感應(yīng)強度的方向，這樣我們確實解決了磁感應(yīng)強度的方向，那能不能解決磁感應(yīng)強度的大小了？那能不能解決磁感應(yīng)強度的大小了？ 磁體的極磁體的極不能單獨不能單獨存在，因而不可能單獨測量存在，因而不可能單獨測量極受力的大小，也就不可能確定磁感應(yīng)強度的大小了！極受力的大小，也就不可能確定磁感應(yīng)強度的大小了！怎么辦？怎么辦？ 磁場除了對磁體有作用力，還對通電導(dǎo)體有作用力磁場除了對磁體有作用力，還對通電導(dǎo)體有作用力。能不能用很小的一段通電導(dǎo)體來檢驗磁場的強弱呢？。能不能用很小的一段通電導(dǎo)體來檢驗磁場的強弱呢？ 在物理學(xué)中，把一段很短的通電導(dǎo)線中的電流和在物理學(xué)中，把一段很短的通電導(dǎo)線中的電

5、流和導(dǎo)線長度的乘積叫做電流元導(dǎo)線長度的乘積叫做電流元。 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，所以孤立的電流元孤立的電流元是不存在的。實際上仍要使用相當(dāng)長的通是不存在的。實際上仍要使用相當(dāng)長的通電導(dǎo)線。不過如果做實驗部分電導(dǎo)線。不過如果做實驗部分磁場的強弱方向磁場的強弱方向都是一樣都是一樣的，也就是說磁場是的，也就是說磁場是勻強磁場勻強磁場就可以用比較長的通電導(dǎo)就可以用比較長的通電導(dǎo)線來研究線來研究一小段電流元的受力一小段電流元的受力情況。情況。3.3.控制變量法探究影響通電導(dǎo)線受力的因素：控制變量法探究影響通電導(dǎo)線受力的因素：如圖所示，三塊相同的

6、蹄形磁鐵，如圖所示，三塊相同的蹄形磁鐵，并列放在桌上，直導(dǎo)線所在并列放在桌上，直導(dǎo)線所在處的磁場認(rèn)為是均勻的。處的磁場認(rèn)為是均勻的。 (1)(1)保持保持長度不變長度不變，改，改變變電流大小電流大小，觀察直導(dǎo)線，觀察直導(dǎo)線擺動角度擺動角度大小來比較磁場力大小（結(jié)論：大小來比較磁場力大?。ńY(jié)論：長度不變，長度不變，導(dǎo)線中電流越大，磁場力越大導(dǎo)線中電流越大，磁場力越大）。）。(2)(2)保持保持電流大小電流大小不變，改變磁不變，改變磁場中場中導(dǎo)線長度導(dǎo)線長度，通過觀察直導(dǎo)線，通過觀察直導(dǎo)線擺動角度擺動角度大小比較磁場力大小大小比較磁場力大小（結(jié)論：（結(jié)論：電流不變，導(dǎo)線越長，電流不變，導(dǎo)線越長，磁

7、場力越大磁場力越大）。）。(3)(3)實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：通電導(dǎo)線與磁場通電導(dǎo)線與磁場垂直時，垂直時，它受它受磁場力大小磁場力大小既與既與導(dǎo)線的長度導(dǎo)線的長度L L成正比，又與導(dǎo)線成正比，又與導(dǎo)線中的電流中的電流I I成正比，成正比，即即與和與和的乘積成正比，用公式表示的乘積成正比，用公式表示就是，式中的是比就是，式中的是比例系數(shù)例系數(shù)，很顯然，很顯然與導(dǎo)線的長度與導(dǎo)線的長度和電流的大小都無關(guān)和電流的大小都無關(guān)一磁感應(yīng)強度一磁感應(yīng)強度(B)(B)：1.1.磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度: : 描述磁場的描述磁場的強弱強弱和和方向方向的物理量。的物理量。 2.2.磁感應(yīng)強度的方向：磁感應(yīng)強度的方向：物理學(xué)

8、上規(guī)定：小磁針物理學(xué)上規(guī)定：小磁針靜止時靜止時N N極極所指的方所指的方向為該點的向為該點的磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度方向，簡稱為該點方向，簡稱為該點磁場磁場方向（也是小磁針極的受力方向）。方向（也是小磁針極的受力方向）。但是，即使是同樣的，在不同的磁但是，即使是同樣的，在不同的磁場中，或在非勻強磁場的不同位置，一般來場中，或在非勻強磁場的不同位置，一般來說導(dǎo)線受的力也不一樣，由此可見，在不同說導(dǎo)線受的力也不一樣，由此可見，在不同的情況下，的值又是不同的的情況下，的值又是不同的看來就是我們尋找的表征磁場強弱和看來就是我們尋找的表征磁場強弱和方向的物理量方向的物理量磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度因此，在因此，在

9、通電導(dǎo)線與磁場垂直通電導(dǎo)線與磁場垂直的最簡單的最簡單情況下有關(guān)系式：情況下有關(guān)系式： ILFB . .磁感應(yīng)強度的大小：磁感應(yīng)強度的大?。涸诖艌鲋性诖艌鲋写怪贝怪庇诖艌龇较蚍胖玫挠诖艌龇较蚍胖玫耐娡妼?dǎo)線，導(dǎo)線，所受的磁場力跟電流和導(dǎo)線長度的乘積所受的磁場力跟電流和導(dǎo)線長度的乘積的比值，就是通電導(dǎo)線的比值，就是通電導(dǎo)線所在處所在處的磁場的磁的磁場的磁感應(yīng)強度的大小。感應(yīng)強度的大小。即即ILFB （定義式）（定義式）（）（）（）（）1).1).對于定義式對于定義式 不能理解為與成不能理解為與成正比，與成反比，因為正比，與成反比，因為由磁源和通電由磁源和通電導(dǎo)線在磁場中的位置決定，與無關(guān)導(dǎo)線在磁

10、場中的位置決定，與無關(guān)2).2).用用 描述磁場強弱時，通電導(dǎo)線描述磁場強弱時，通電導(dǎo)線必須與磁場垂直，因為必須與磁場垂直，因為不垂直時大小與垂直不垂直時大小與垂直時不相等，且比垂直時小，當(dāng)兩者平行時通電時不相等，且比垂直時小，當(dāng)兩者平行時通電導(dǎo)線所受磁場力為零導(dǎo)線所受磁場力為零。3).B3).B是矢量，其大小和方向分別表示磁場的強是矢量，其大小和方向分別表示磁場的強弱和方向弱和方向; ;兩個磁場疊加時，應(yīng)采用兩個磁場疊加時，應(yīng)采用矢量合成矢量合成法法計算。計算。ILFBILFB5單位：單位： 在國際單位制中，磁感應(yīng)強度的單位是在國際單位制中，磁感應(yīng)強度的單位是特斯特斯拉拉，簡稱，簡稱特特，國

11、際符號是，國際符號是 參看課本頁的表格參看課本頁的表格.一些磁場的磁一些磁場的磁感應(yīng)強度感應(yīng)強度二二. .磁感應(yīng)強度與電場強度的比較磁感應(yīng)強度與電場強度的比較方方向向共同點共同點矢量矢量不同點不同點小磁針小磁針N N極受力方向極受力方向( (小小磁針靜止時極所指的磁針靜止時極所指的方向方向) )放入該點正電荷放入該點正電荷受力方向受力方向（不是（不是負(fù)電荷的）負(fù)電荷的）場場的的疊疊加加共同點共同點 都遵從矢量合成法則都遵從矢量合成法則不同點不同點合磁感應(yīng)強度等于各磁合磁感應(yīng)強度等于各磁場的場的磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B的矢的矢量和量和合電場強度等于合電場強度等于各個電場的電場各個電場的電場強度強度E E的矢量和的矢量和單位單位1 T1 T1 N/(Am)1 N/(Am)1 V/m1 V/m1 N/C1 N/CABCABC例題：例題：例：由磁感應(yīng)強度的定義式例：由磁感應(yīng)強度的定義式 可知，可知，磁場中某處的磁感應(yīng)強度的大小（磁場中某處的磁感應(yīng)強度的大?。?）隨通電導(dǎo)線中的電流的減小而增大隨通電導(dǎo)線中的電流的減小而增大隨乘積的減小而增大隨乘積的減小而增大隨通電導(dǎo)線所受磁場力的增大而增大隨通電導(dǎo)線所受磁場力的增大而增大跟的變化無關(guān)跟的變化無關(guān)ILFB例：下列關(guān)于磁感應(yīng)強度大小的說法正確例：下列關(guān)于磁感應(yīng)強度大小的說法正確的是（的是（ ）通電導(dǎo)線受磁場力大的