13.2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量課件高二上學(xué)期物理人教版

13.2

磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量

巨大的電磁鐵能吸起成噸的鋼鐵，通過電磁力的作用列車也可以懸浮起來，而小磁體卻只能吸起幾枚鐵釘——磁場有強(qiáng)弱之分。那么，我們怎樣定量地描述磁場的強(qiáng)弱呢？類比電場回顧：電場強(qiáng)度E的大小思考1：我們是否能用類似的方法來研究磁場的強(qiáng)弱呢？場源電荷試探電荷+q

不能，且磁極不能單獨(dú)存在F測量小磁針N極受力的大小來確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小？小磁針N極和S極受力方向相反能否用很小一段通電導(dǎo)體來檢驗(yàn)磁場的強(qiáng)弱？思考2：磁場除對磁體有作用力外，還對誰有作用力？電流元：很短的一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度L的乘積IL。①理想模型②不存在孤立的電流元③可以用較長的通電導(dǎo)線來檢驗(yàn)勻強(qiáng)磁場通電導(dǎo)體通過實(shí)驗(yàn)來探究通電導(dǎo)線受力與哪些因素有關(guān)？實(shí)驗(yàn)中的變量磁場（磁場不變）導(dǎo)線長度導(dǎo)線在磁場中的放置方式（通電導(dǎo)線與磁場方向垂直）導(dǎo)線中的電流控制變量法實(shí)驗(yàn)結(jié)論：長度相同時(shí)，電流越大，

導(dǎo)線受磁場力越大結(jié)論：電流相同時(shí)，長度越長，通電導(dǎo)線受力越大。精確的實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)當(dāng)L不變，I越大，F(xiàn)越大當(dāng)I不變，L越長，F(xiàn)越大F∝IL即：通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，它受力的大小既與導(dǎo)線的長度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積IL成正比。思考：將F∝IL寫成等式是什么樣的？式中B

與導(dǎo)線的長度和電流的大小都沒有關(guān)系。但是，在不同情況下，B的值是不同的:即使是同樣的I、l,在不同的磁場中，或在非均勻磁場的不同位置，一般說來，導(dǎo)線受的力也是不一樣的?？磥恚珺正是我們要尋找的能表征磁場強(qiáng)弱的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度(magneticinduction)。F=BIL1.定義：在磁場中垂直磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度l的乘積Il的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度.2.意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場強(qiáng)弱的物理量.3.公式：B=4.單位：

在國際單位制中，其單位是特斯拉，簡稱特，符號(hào)是T

1T＝1N/(A·m).5.矢量：既有大小又有方向.方向就是磁場的方向，疊加遵循平行四邊形定則.一、磁感應(yīng)強(qiáng)度（定義式，而非決定式）（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度由通電導(dǎo)線的長度、電流及導(dǎo)線受力決定嗎？B與L、I、F無關(guān)，與場源和該點(diǎn)在場中的位置有關(guān)。

導(dǎo)線電流的方向與磁場方向的關(guān)系，要注意兩者必須垂直。通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)受到磁場力最大，平行時(shí)為零。6.注意：（3）若在某一點(diǎn)同時(shí)存在幾個(gè)磁場，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B如何？

人體器官內(nèi)的磁場10-13～10-9T地磁場在地面附近的平均值5×10-5T我國研制作為α磁譜儀核心部件的大型永久磁體中心的磁場0.1346T電動(dòng)機(jī)或變壓器鐵芯中的磁場0.8～1.7T核磁共振的磁場3T中子星表面的磁場106～108T原子核表面的磁場約1012T

磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場強(qiáng)度E物理意義描述磁場力的性質(zhì)的物理量描述電場力的性質(zhì)的物理量定義式大小由磁場決定與通電導(dǎo)線無關(guān)由電場決定與試探電荷無關(guān)方向磁感線切線方向或小磁針靜止時(shí)N極受力方向電場線切線方向或放入該點(diǎn)正電荷受力方向場的疊加合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和合電場強(qiáng)度等于各電場的場強(qiáng)的矢量和單位1T＝1N/(A·m)1N/C＝1V/m磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間存在幾個(gè)磁體(或電流)時(shí)，每一點(diǎn)的磁場等于各個(gè)磁體(或電流)在該點(diǎn)產(chǎn)生磁場的矢量和。磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加時(shí)遵循平行四邊形定則。磁場疊加問題的解題思路1.應(yīng)用安培定則判斷各電流在某點(diǎn)分別產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。2.根據(jù)平行四邊形定則，利用合成法或正交分解法進(jìn)行合成，求得合磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁場的疊加（練習(xí)3）如圖，兩根互相平行的長直導(dǎo)線過紙面上的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，下列說法正確的是A.O點(diǎn)處的磁場方向由O指向NB.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)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不相等，方向不相同√（練習(xí)4）(2023·四川綿陽高二統(tǒng)考期末)如圖所示，三根相互平行的水平長直導(dǎo)線通有大小相等且方向相同的電流I，其中P、Q、R為導(dǎo)線上三個(gè)點(diǎn)，三點(diǎn)連成的平面與導(dǎo)線垂直，O為PQ連線的中點(diǎn)，且QR＝PR＝PQ。則下列判斷正確的是A.P點(diǎn)和Q點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向不同B.P點(diǎn)和Q點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同，方向相同C.R點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿QR方向D.O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零√（練習(xí)1）關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，就是小磁針N極所受磁場力的方向√B.由

知，B與F成正比，與IL成反比C.由

知，一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力的作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零D.若長為L、電流為I的導(dǎo)線在某處受到的磁場力為F，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為（練習(xí)2）有一小段通電直導(dǎo)線，長為1cm，通過的電流為5A，把它置于磁場中某點(diǎn)，受到的磁場力為0.1N，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小滿足A.B＝2TB.B≤2TC.B≥2TD.以上情況都有可能√1.定義：強(qiáng)弱、方向處處相同的磁場2.特點(diǎn)：磁感線是一組間隔相同的平行直線3.常見的勻強(qiáng)磁場:1）相隔很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場2）通電螺線管內(nèi)部的磁場3）相隔一定距離的兩個(gè)平行放置的線圈通電時(shí)，其中間區(qū)域的磁場二、勻強(qiáng)磁場4.勻強(qiáng)磁場的磁感線：I在下圖中，磁感線的疏密程度表示了磁場的強(qiáng)弱。S1和S2兩處磁感線的疏密不同，這種不同是如何體現(xiàn)的呢？

兩個(gè)線圈的面積相同,但穿過它們的磁通量不同3.單位：Wb（韋伯）1.定義：設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一個(gè)與磁場方向垂直的平面，面積為S，我們把B與S的乘積叫作穿過這個(gè)面積的磁通量，簡稱磁通。符號(hào)ΦB1S1B2S22.公式：

Φ=BS三、磁通量4.適用條件：(1)勻強(qiáng)磁場；(2)磁場與平面垂直.Φ>0Φ<0BB磁通量是標(biāo)量，且有正負(fù)

規(guī)定磁感線從平面的某一面穿入，磁通量為正；磁感線從平面的另一面穿入，磁通量為負(fù)。

正負(fù)不表大小，只表示磁感線從正面穿進(jìn)還是從負(fù)面穿進(jìn)磁通量反映了穿過這個(gè)平面的磁感線條數(shù)。SB1B2當(dāng)平面有相同方向磁感線同時(shí)穿過時(shí)，總磁通量為各磁通量之和；當(dāng)平面有相反方向磁感線同時(shí)穿過時(shí)，總磁通量為各磁通量之差的絕對值。SB3B1

同一平面垂直磁場方向放置，在磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，磁感線分布越密集，穿過該平面的磁通量越大。磁通密度：表示單位面積上的磁通量，反映磁感線的疏密。磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)值上等于垂直穿過單位面積的磁通量。當(dāng)B垂直S時(shí)：當(dāng)平面和磁場方向平行，磁通量為多少？凈磁通—磁通量的代數(shù)和磁感線是閉合曲線（不同于電場線），所以穿過任意閉合曲面的磁通量一定為0（練習(xí)5）如圖所示，套在條形磁鐵外的三個(gè)線圈，其面積之間的關(guān)系為S1＞S2=S3，且“3”線圈在磁鐵的正中間。設(shè)各線圈中的磁通量依次為Φ1、Φ2、Φ3

則它們的大小關(guān)系是（）

A.Φ1>Φ2>Φ3B.Φ1>Φ2=Φ3

C.Φ1<Φ2<Φ3D.Φ1<Φ2=Φ3NS123【正確答案】C如果磁感應(yīng)強(qiáng)度與我們研究的平面不垂直，如圖中的平面S，那么我們?nèi)绾斡?jì)算磁通量？用這個(gè)面垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向的投影面積S′與B的乘積表示磁通量，S′稱為“有效面積”.若S與S′的夾角為θ，則有：Φ＝BS′＝BScosθ.θ=BSsinθΦ=B⊥SSBθ③B與S成θ角：Φ=BS①B⊥S：②B//S：Φ=0磁通量的計(jì)算：SBS⊥SBθ=BScosθΦ=BS⊥SB分解磁場法面積投影法BSθ1θ2ΔΦ＝Φ2－Φ1末初1.當(dāng)B不變，有效面積S變化時(shí)，ΔΦ＝B·ΔS2.當(dāng)B變化，S不變時(shí)，ΔΦ＝ΔB·S。3.B和S同時(shí)變化，則ΔΦ＝Φ2－Φ1，但ΔΦ≠ΔB·ΔS。磁通量的變化（練習(xí)6）(2023·廣東清遠(yuǎn)高二?？紝W(xué)業(yè)考試)如圖所示，矩形線框abcd放置在水平面內(nèi)，磁場方向與水平方向成α角，已知sinα＝

，線框面積為S，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則通過線框的磁通量為√（練習(xí)7）如圖所示，正方形線圈abcd位于紙面內(nèi)，邊長為L，匝數(shù)為N，過ab中點(diǎn)和cd中點(diǎn)的連線OO′恰好位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場的右邊界上，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，穿過線圈的磁通量為Φ，若線圈繞OO′軸轉(zhuǎn)過60°的過程中，磁通量的變化量為ΔΦ，則Φ和ΔΦ的大小分別為√磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量方向：小磁針靜止時(shí)N極所指的方向

磁感應(yīng)