（新教材）2022版高中物理人教版必修第三册课件：13.2 磁感应强度 磁通量 .ppt

1、2.2. 磁感应强度磁感应强度 磁通量磁通量 巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，小磁体却只能吸起几枚铁钉。磁场巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，小磁体却只能吸起几枚铁钉。磁场 有强弱之分，那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？有强弱之分，那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？ 1.1.了解磁感应强度了解磁感应强度。 2.2.知道磁通量。知道磁通量。 1.1.理解和掌握磁感应强度的方向、大小及其单位。理解和掌握磁感应强度的方向、大小及其单位。 2.2.能用磁感应强度的定义式进行有关计算。能用磁感应强度的定义式进行有关计算。 3.3.通过实验、类比和分析，体会实验探究的思路方法。通过实验、类比和分析，体会实验

2、探究的思路方法。 （物理观念）（物理观念） （科学探究）（科学探究） （科学思维）（科学思维） 体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，汲取新知识的营养， 让我们一起让我们一起 吧！吧！ 进进 走走 课课 堂堂 【探究一：磁感应强度的方向探究一：磁感应强度的方向】 【探究结论探究结论】 小磁针静止时北极所指的方向，规定为该点小磁针静止时北极所指的方向，规定为该点 的磁感应强度的方向，简称该点的磁场方向。的磁感应强度的方向，简称该点的磁场方向。 电场电场 正试探电荷的受力方向正试探电荷的受力方向 磁场磁场 磁体或电流的受力方向磁体或电流的受力方向 一、磁感应强度的方向一、磁感

3、应强度的方向 物理学规定：物理学规定： 小磁针小磁针N N极极( (北极北极) )的受力方向或小磁针静止时的受力方向或小磁针静止时N N极的指极的指 向，规定为该点的磁场方向向，规定为该点的磁场方向, , 即磁感应强度的方向。即磁感应强度的方向。 问题问题1 1：磁感应强度的大小能否从小磁针：磁感应强度的大小能否从小磁针N N极受力的极受力的 情况来研究？情况来研究？ 不能。因为不能。因为N N极不能单独存在极不能单独存在, ,小磁针静止时所受合小磁针静止时所受合 力为零力为零, ,因而不能用测量因而不能用测量N N极的受力情况来确定磁感极的受力情况来确定磁感 应强度的大小。应强度的大小。 引

4、导：引导： 磁场除了对磁体有作用力外，还对通电导线有作用力，磁场除了对磁体有作用力外，还对通电导线有作用力， 能否用很小的一段通电导线来检验磁场的强弱呢？能否用很小的一段通电导线来检验磁场的强弱呢？ 【探究二：磁感应强度的大小探究二：磁感应强度的大小】 电流元：电流元：很短的一段通电导线中的电流很短的一段通电导线中的电流I I与导线长与导线长 度度L L的乘积的乘积ILIL叫做电流元叫做电流元. . 方法：通过检验电流元来研究磁场强弱方法：通过检验电流元来研究磁场强弱. . 实验探究：磁感应强度的大小实验探究：磁感应强度的大小 理想模型理想模型 猜想：猜想：通电导线受到的磁场力与哪些因素有关？

5、通电导线受到的磁场力与哪些因素有关？ 实验方法实验方法: :控制变量法控制变量法 导线长度、电流大小、磁场导线长度、电流大小、磁场 的不同、放置的位置（导线的不同、放置的位置（导线 与磁场方向平行、垂直及任与磁场方向平行、垂直及任 意夹角受力情况不同）。意夹角受力情况不同）。 1.1.保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小。保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小。 2.2.保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度。保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度。 结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越大，结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越大， 导线所受的安培力就越

6、大。导线所受的安培力就越大。 结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长，结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长， 导线所受的安培力就越大。导线所受的安培力就越大。 现象：电流越大，导线的偏角越大。现象：电流越大，导线的偏角越大。 【探究结论探究结论】 【逻辑推理逻辑推理】 F F L L F F I I F F ILIL F = B IL 【推理探究推理探究】 精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向垂直垂直时，时， 它受力的大小既与导线的长度它受力的大小既与导线的长度L L成正比，又与导线中成正比，又与导线中 的电流的电流I I成正比，即与成正比

7、，即与I I和和L L的乘积的乘积 IL IL 成正比。成正比。 （1 1）同一磁场中）同一磁场中 ，比值，比值 为恒量；为恒量； （2 2）不同磁场中，比值）不同磁场中，比值 一般不同。一般不同。 二、磁感应强度二、磁感应强度(B)(B) 1.1.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受 的磁场力的磁场力F F跟电流跟电流I I和导线长度和导线长度L L的乘积的乘积ILIL的比值叫磁的比值叫磁 感应强度。感应强度。 3.3.单位：特斯拉（特：单位：特斯拉（特：T T） 1T=1N/(A1T=1N/(A m)m) 4.4.方向：磁感应强度是矢量方

8、向：磁感应强度是矢量, ,方向与该点磁场的方向方向与该点磁场的方向 一致一致 2.2.定义式：定义式： 怎样理解这怎样理解这 个物理量？个物理量？ 如果有几个磁场同时存在，则它们的磁场互相叠加，这时某如果有几个磁场同时存在，则它们的磁场互相叠加，这时某 点的磁感应强度就等于各个磁场在该点磁感应强度的矢量和。点的磁感应强度就等于各个磁场在该点磁感应强度的矢量和。 5.5.对磁感应强度的理解对磁感应强度的理解 (1)(1)在定义式中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。在定义式中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。 (2)(2)磁感应强度反映磁场本身的特性，其值取决于磁场，磁感应强度反映磁场本身的特性，

9、其值取决于磁场， 与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放方向、与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放方向、 检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等都无检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等都无 关。关。 (3)(3)磁感应强度的方向：磁感应强度的方向： 小磁针静止时小磁针静止时N N极指向极指向磁感应强度方向。磁感应强度方向。 无论小磁针是否处于静止状态，其无论小磁针是否处于静止状态，其N N极受力方向是确极受力方向是确 定的定的即磁感应强度方向。即磁感应强度方向。 人体感官内的磁场人体感官内的磁场 1010 1313 1010 9 9 地磁场在地面附近的平均值地磁场在地面附近

10、的平均值 5 51010 5 5 我国研制的作为我国研制的作为磁谱仪核心部件磁谱仪核心部件 的大型永磁体中心的大型永磁体中心 0.13460.1346 电动机或变压器铁芯中的磁场电动机或变压器铁芯中的磁场 0.80.81.71.7 电视机偏转线圈内电视机偏转线圈内 约约0.10.1 实验室使用的最强磁场实验室使用的最强磁场 瞬时瞬时10103 3 恒定恒定3737 中子星表面磁场中子星表面磁场 10106 610108 8 原子核表面原子核表面 约约101012 12 一些磁场的磁感应强度一些磁场的磁感应强度/T 【规律比较规律比较】磁感应强度磁感应强度B B与电场强度与电场强度E E的比较的

11、比较 F IL F q 【电场强度和磁感应强度的区别电场强度和磁感应强度的区别】 (1)(1)电场力为零，该处电场强度为零；磁场力为零，电场力为零，该处电场强度为零；磁场力为零， 该处磁感应强度不一定为零。该处磁感应强度不一定为零。 (2)(2)某点电场强度方向即为放在该处的正电荷所受电某点电场强度方向即为放在该处的正电荷所受电 场力的方向；某处磁感应强度的方向却不是放在该处场力的方向；某处磁感应强度的方向却不是放在该处 的通电导体的受力方向。的通电导体的受力方向。 (3)(3)在电场中某一确定的位置放置一个检验电荷，该在电场中某一确定的位置放置一个检验电荷，该 电荷受到的电场力是惟一确定的；

12、在磁场中某一确定电荷受到的电场力是惟一确定的；在磁场中某一确定 的位置放入一段导线，电流受到的磁场力还与导线放的位置放入一段导线，电流受到的磁场力还与导线放 置的方向及电流方向有关。置的方向及电流方向有关。 例例1 1 关于磁感应强度下列说法中正确的是关于磁感应强度下列说法中正确的是( )( ) A A由由B= B= 知，磁场中某点的磁感应强度的大小与知，磁场中某点的磁感应强度的大小与ILIL 的乘积成反比，与的乘积成反比，与F F成正比成正比 B B无论无论I I的方向如何都可由的方向如何都可由B= B= 求磁感应强度的大小求磁感应强度的大小 C C磁场中某处磁感应强度方向与小磁针在该处所受

13、的磁场中某处磁感应强度方向与小磁针在该处所受的 磁场力的方向相同磁场力的方向相同 D.D.磁场中某点的磁感应强度大小是由磁场本身因素决磁场中某点的磁感应强度大小是由磁场本身因素决 定的，而与有无检验电流无关定的，而与有无检验电流无关 【解析解析】选选D D。磁感应强度由磁场本身以及在磁场中。磁感应强度由磁场本身以及在磁场中 的位置共同决定，与磁场力的大小、电流元的大小的位置共同决定，与磁场力的大小、电流元的大小 无关，无关，A A错，错，D D对，只有当通电导线沿垂直磁场方向对，只有当通电导线沿垂直磁场方向 放置时，放置时，B= B= 才成立，才成立，B B错，磁场中某点的磁感应错，磁场中某点

14、的磁感应 强度方向与该点的小磁针北极受力方向相同，强度方向与该点的小磁针北极受力方向相同，C C错。错。 F IL 三、磁通量三、磁通量（） 1.1.定义：在磁感应强度为定义：在磁感应强度为B B的匀的匀 强磁场中，有一个与磁场方向垂强磁场中，有一个与磁场方向垂 直的平面，面积为直的平面，面积为S S，我们把，我们把B B与与 S S的乘积叫做穿过这个面积的磁的乘积叫做穿过这个面积的磁 通量，简称磁通。通量，简称磁通。 2.2.在匀强磁场中，公式为在匀强磁场中，公式为 =BS=BS （ （ S S 表示某一面积在垂 表示某一面积在垂 直于磁场方向上的投影面）直于磁场方向上的投影面） 3.3.单

15、位：韦伯，简称韦，符号单位：韦伯，简称韦，符号WbWb， 1Wb=1Tm1Wb=1Tm2 2 的适用条件的适用条件 (1)(1)匀强磁场匀强磁场 :B:B是匀强磁场的磁感应强度是匀强磁场的磁感应强度. . (2)(2)磁场方向垂直平面磁场方向垂直平面: BS: BS。 若若S S与与B B不垂直，则不垂直，则S S为垂直于磁场方为垂直于磁场方 向的投影面积。向的投影面积。 当当B BS S时时, ,磁通量最大磁通量最大=BS=BS 当当BSBS时时, ,磁通量最小磁通量最小=0=0。 当磁场当磁场B B与面积与面积S S不垂直时不垂直时, , BSBS =BS=BS垂直垂直 4 4. .物理意

16、义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数. . 5.5.磁通量是有正负的，若在某个面积上有方向相反磁通量是有正负的，若在某个面积上有方向相反 的磁场通过，求磁通量时，应考虑相反方向抵消以的磁场通过，求磁通量时，应考虑相反方向抵消以 后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数 和。和。 6.6.磁通密度：磁通密度：B= 1T=1Wb/mB= 1T=1Wb/m2 2=1N/(Am)=1N/(Am) 表示表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量。 S 磁 通 量 及 磁 通 量 的 变

17、 化 磁 通 量 及 磁 通 量 的 变 化 7.7.磁通量的变化磁通量的变化 磁通量的变化一般有三种形式：磁通量的变化一般有三种形式： (1)B(1)B不变，不变，S S变化；变化； (2)B(2)B变化，变化，S S不变；不变； (3)B(3)B和和S S同时变化。同时变化。 2 21 1 即即取决于末状态的磁通量取决于末状态的磁通量2 2与初状态的磁与初状态的磁 通量通量1 1的代数差。的代数差。 例例2.2.如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcdabcd为正方形，边长为为正方形，边长为L L，它，它 们按图示位置放置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应

18、强度为们按图示位置放置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B B，下面说，下面说 法中正确的是法中正确的是( ( ) ) A.A.通过通过abcdabcd平面的磁通量大小为平面的磁通量大小为BLBL2 2 C.C.通过通过abFEabFE平面的磁通量大小为零平面的磁通量大小为零 D.D.通过整个三棱柱的磁通量为零通过整个三棱柱的磁通量为零 BCDBCD 磁感应强度磁感应强度B 大小：大小： F B Il 方向：小磁针在磁场中静止时方向：小磁针在磁场中静止时N N极指向极指向 磁场磁场 定 量 定 量 描 述 描 述 单位：特斯拉（单位：特斯拉（T )T ) 矢量矢量 单位：韦伯（单位：韦伯（

19、Wb)Wb) 磁通量磁通量 大小：大小：=BS=BS 没有方向但有正负之分没有方向但有正负之分 标量标量 磁场叠加时等于各磁场的矢量叠加磁场叠加时等于各磁场的矢量叠加 1.1.关于磁感应强度，下列说法正确的是（关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ） A A. .由由B=B= 可知可知, ,磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线中电流磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线中电流I I的减的减 小而增大小而增大 B B. .由由B=B= 可知可知, ,磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线所受的磁场磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线所受的磁场 力力F F的增大而增大的增大而增大 C C. .通电导线所

20、受的磁场力为零通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度不一定为零该处的磁感应强度不一定为零 D D. .放置在磁场中放置在磁场中1 1 m m长的通电导线长的通电导线，通入通入1 1 A A的电流的电流，受到的安培力受到的安培力 为为1 1 N N，则该处的磁感应强度就是则该处的磁感应强度就是1 1 T T C C 2.2.（多选）（多选）一小段通电直导线垂直磁场方向放入一蹄形磁铁两磁极间，一小段通电直导线垂直磁场方向放入一蹄形磁铁两磁极间， 图中能够正确反映各量关系的是图中能够正确反映各量关系的是 ( )( ) 【解题关键解题关键】磁感应强度由磁场本身因素决定，不随磁感应强度由磁场本身因素

21、决定，不随F F及及ILIL的变化而变化；由的变化而变化；由 磁感应强度的定义式的变形式磁感应强度的定义式的变形式F=ILBF=ILB可以知道可以知道F F与与ILIL成正比，成正比，L L一定时，一定时，F F与与I I成成 正比。正比。 BCBC 3.3.长长10cm10cm的通电直导线，通过的通电直导线，通过1A1A的电流，在磁场强弱、方向一样的空间的电流，在磁场强弱、方向一样的空间 ( (匀强磁场匀强磁场) )中某处受到的磁场力为中某处受到的磁场力为0.4N0.4N，则该磁场的磁感应强度，则该磁场的磁感应强度( ( ) ) A A等于等于4T4T B B大于或等于大于或等于4T4T C

22、 C小于或等于小于或等于4T4T D D方向与其所受到的磁场力方向一致方向与其所受到的磁场力方向一致 B B 4 4. .磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是它的电流强度是2 2. .5 5 A A， 导线长导线长1 1 cmcm，它受到的作用力为它受到的作用力为5 51010- -2 2 N N，则这个位置的磁感应强度则这个位置的磁感应强度 是多大是多大？ 解析：解析： 注意：计算时要统一用国际单位制。注意：计算时要统一用国际单位制。 黎明的曙光对暗夜是彻底的决裂，对彩霞是伟大黎明的曙光对暗夜是彻底的决裂，对彩霞是伟大 的奠基。的奠基。 停止前进的脚步，江河就会沦为一潭死水。停止前进的脚步，江河就会沦为一潭死水。