1、2.磁感应强度磁感应强度磁通量磁通量 学习目标学习目标：1.物理观念物理观念知道磁场知道磁场、磁感应强度和匀强磁场的概念磁感应强度和匀强磁场的概念。2.科学思维科学思维 通过实验通过实验、类比和分析的方法建立磁感应强度的概念类比和分析的方法建立磁感应强度的概念，进一步体会比值法定义物理量的进一步体会比值法定义物理量的 方法。方法。3.科学探究科学探究探究通电导线受到的力与电流的大小、通电导线长度、磁感应强探究通电导线受到的力与电流的大小、通电导线长度、磁感应强 度的关系。度的关系。4.科学态度与责任科学态度与责任通过体验由实验发现规律的乐趣，养成探究物理规律通过体验由实验发现规律的乐趣，养成探
2、究物理规律 的良好习惯。的良好习惯。 阅读本节教材，回答第阅读本节教材，回答第 109 页页“问题问题”并梳理必要知识点。并梳理必要知识点。 教材教材 P109问题提示问题提示：类比于电场类比于电场，用放入磁场的磁体或通电导线受力研究磁场的强用放入磁场的磁体或通电导线受力研究磁场的强 弱。弱。 一、磁感应强度一、磁感应强度 1电流元：电流元：很短一段通电导线中的很短一段通电导线中的电流电流 I 与与导线长度导线长度 l 的乘积的乘积 Il。 2控制变量法探究影响通电导线受力的因素控制变量法探究影响通电导线受力的因素 如图所示如图所示，三块相同的蹄形磁铁三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上并列放在桌
3、上，直导线所在处的磁场认为是均匀直导线所在处的磁场认为是均匀 的。的。 (1)保持磁场中导线长度不变，改变保持磁场中导线长度不变，改变电流大小电流大小，观察直导线，观察直导线摆动角度摆动角度大小来比较磁大小来比较磁 场力大小。场力大小。 (2)保持电流大小不变，改变磁场中保持电流大小不变，改变磁场中导线长度导线长度，通过观察直导线摆动角度大小比较，通过观察直导线摆动角度大小比较 磁场力大小。磁场力大小。 (3)实验结论实验结论：直导线与磁场垂直时直导线与磁场垂直时，它受力大小既与导线的长度它受力大小既与导线的长度 l 成成正比正比，又与导又与导 线中的电流线中的电流 I 成成正比正比。 3磁感
4、应强度的大小磁感应强度的大小 在磁场中在磁场中垂直垂直于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力 F 跟电流跟电流 I 和导线长度和导线长度 l 的乘积的乘积 Il 的比值叫的比值叫磁感应强度磁感应强度。 4公式：公式：BF Il。 。 5单位：单位：国际单位是国际单位是特斯拉特斯拉，简称特，国际符号是，简称特，国际符号是 T,1 T1 N Am。 。 二、匀强磁场二、匀强磁场 1定义：定义：各点的磁感应强度的大小各点的磁感应强度的大小相等相等、方向 、方向相同相同的磁场。的磁场。 2磁感线特点：磁感线特点：间隔间隔相等相等的平行直线。的平行直线。 三、磁通量
5、三、磁通量 1定义：定义：匀强磁场中匀强磁场中磁感应强度磁感应强度和与和与磁场方向垂直磁场方向垂直的平面面积的平面面积 S 的乘积，即的乘积，即 BS。 2拓展拓展：磁场磁场 B 与研究的平面不垂直时与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场这个面在垂直于磁场 B 方向的方向的投影面投影面积积 S与与 B 的乘积表示磁通量。的乘积表示磁通量。 3单位：单位：国际单位制是国际单位制是韦伯韦伯，简称韦，符号是，简称韦，符号是 Wb,1 Wb1_Tm2。 4引申引申：B S ，表示磁感应强度等于穿过表示磁感应强度等于穿过单位面积单位面积的磁通量的磁通量，因此磁感应强度因此磁感应强度 B 又叫又叫磁通密
6、度磁通密度。 1思考判断思考判断(正确的打正确的打“”“”，错误的打，错误的打“”“”) (1)磁场中某处的磁感应强度大小与有无小磁针无关，与有无通电导线也无关。磁场中某处的磁感应强度大小与有无小磁针无关，与有无通电导线也无关。() (2)公式公式 BF Il说明 说明 B 与与 F 成正比，与成正比，与 Il 成反比。成反比。() (3)在匀强磁场中面积越大，磁通量一定越大。在匀强磁场中面积越大，磁通量一定越大。() (4)磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量。磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量。() 2(多选多选)下列关于磁感应强度的方向的说法正确的是下列关于磁感应强度的方向的说法正
7、确的是() A某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向 B小磁针小磁针 N 极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 C垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向 D磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向 BD磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场方向磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场方向，磁场方向也就是小磁磁场方向也就是小磁针针 N 极
8、受力的方向，但通电导体受力的方向不是磁场的方向，故极受力的方向，但通电导体受力的方向不是磁场的方向，故 B、D 正确。正确。 3如图所示，半径为如图所示，半径为 R 的圆形线圈共有的圆形线圈共有 n 匝，其中心位置处半径为匝，其中心位置处半径为 r 的虚线范围的虚线范围 内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为 B，则穿过线圈的磁通量为，则穿过线圈的磁通量为 () ABR2BBr2 CnBR2DnBr2 B磁通量与线圈匝数无关磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为且磁感线穿过的面积为r2，而并非而并非R2，故故 B 正确正确。 对
9、磁感应强度的理解对磁感应强度的理解 甲甲乙乙 (1)图甲小磁针能定量反映磁场的强弱吗？图甲小磁针能定量反映磁场的强弱吗？(科学思维科学思维) (2)磁场对通电导线有力的作用，如图乙中能通过通电导线受力的大小来判断磁场磁场对通电导线有力的作用，如图乙中能通过通电导线受力的大小来判断磁场 的强弱吗？通过怎样的实验来验证这些猜想？的强弱吗？通过怎样的实验来验证这些猜想？(科学思维科学思维) (3)在磁场的同一位置在磁场的同一位置，无论怎样改变无论怎样改变 I、l，F 与与 Il 的比值是变化的吗？的比值是变化的吗？(物理观念物理观念) 提示：提示：(1)不能。不能。(2)能，利用控制变量法，保持电流
10、和导线长度不变，由导线受力能，利用控制变量法，保持电流和导线长度不变，由导线受力 的大小可以判断磁场的强弱。的大小可以判断磁场的强弱。(3)不变。不变。 1磁感应强度的决定因素磁感应强度的决定因素 磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、 导线的长短无关导线的长短无关， 与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关。 即使不放入载流导线即使不放入载流导线， 磁感应强度也照样存在，故不能说磁感应强度也照样存在，故不能说 B 与与 F 成正比或成正比或 B 与与
11、 Il 成反比。成反比。 2对定义式对定义式 BF Il的理解 的理解 (1)BF Il是磁感应强度的定义式，其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放 是磁感应强度的定义式，其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放 置置。因为在磁场中某点通电导线受力的大小除和磁场强弱因为在磁场中某点通电导线受力的大小除和磁场强弱、电流电流 I 和导线长度和导线长度 l 有关以有关以 外，还和导线的放置方向有关。外，还和导线的放置方向有关。 (2)导线在磁场中的放置方向不同，所受磁场力也不相同。当通电导线与磁场方向导线在磁场中的放置方向不同，所受磁场力也不相同。当通电导线与磁场方向 平行时平行时，通电导线受
12、力为零通电导线受力为零，所以我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度所以我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度 B 的大小为零。的大小为零。 (3)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时 l 应很短，应很短，Il 称为称为“电流元电流元”， 相当于静电场中的相当于静电场中的“试探电荷试探电荷”。 3磁感应强度磁感应强度 B 的方向的方向 磁感应强度磁感应强度 B 是一个矢量，它的方向有以下是一个矢量，它的方向有以下 3 种表述方式：种表述方式： (1)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。 (2)小磁针静
13、止时小磁针静止时 N 极所指的方向。极所指的方向。 (3)小磁针小磁针 N 极受力的方向。极受力的方向。 【例【例 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由由 BF Il可知， 可知，B 与与 F 成正比，与成正比，与 Il 成反比成反比 B通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点 的磁感应强度就变为零的磁感应强度就变为零 C通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方通电导线不受磁场力的地方 一
14、定不存在磁场一定不存在磁场(即即 B0) D磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定 D由定义式由定义式 BF Il可知 可知，磁感应强度是属于比值定义的磁感应强度是属于比值定义的，B 与与 F、Il 均没有关系均没有关系， 故故 A 错误错误；通电导线放在磁场中的某点通电导线放在磁场中的某点，就有可能受到安培力就有可能受到安培力，如果将通电导线拿走如果将通电导线拿走， 该点的磁感应强度仍存在，故该点的磁感应强度仍存在，故 B 错误；同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力错误；同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力 不一定相同不一定相同，受到放置的角度限
15、制受到放置的角度限制，若导线平行磁场方向放置在磁场中若导线平行磁场方向放置在磁场中，即使此处的磁即使此处的磁 感应强度不为零，通电导线在该处所受安培力也一定为零，故感应强度不为零，通电导线在该处所受安培力也一定为零，故 C 错误；磁场中某一点错误；磁场中某一点 的磁感应强度由磁场本身决定的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的其大小和方向是唯一确定的，与通电导线没有关系与通电导线没有关系，故故 D 正确。正确。 正确理解比值定义法正确理解比值定义法 (1)定义定义 BF Il是比值定义法 是比值定义法，这种定义物理量的方法实质就是一种测量方法这种定义物理量的方法实质就是一种测量方法
16、，被测被测 量点的磁感应强度与测量方法无关。量点的磁感应强度与测量方法无关。 (2)定义定义 av t 、EF q也是比值定义法，被测量的物理量也与测量方法无关，不是 也是比值定义法，被测量的物理量也与测量方法无关，不是 由定义式中的两个物理量决定的。由定义式中的两个物理量决定的。 跟进训练跟进训练 1将通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，若仅将导线中的电流增将通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，若仅将导线中的电流增 大为原来的大为原来的 3 倍，则该匀强磁场的磁感应强度倍，则该匀强磁场的磁感应强度() A减小为原来的减小为原来的1 3 B保持不变保持不变 C增大为原来的增
17、大为原来的 3 倍倍D增大为原来的增大为原来的 9 倍倍 B导线与磁场方向垂直，则导线受到的安培力为导线与磁场方向垂直，则导线受到的安培力为 FBIL；若仅将导线中的电流；若仅将导线中的电流 增大为原来的增大为原来的 3 倍倍，则安培力将增大为原来则安培力将增大为原来 3 倍倍，而磁场的磁感应强度只与磁场本身有而磁场的磁感应强度只与磁场本身有 关，与电流大小无关，则该磁场的磁感应强度仍不变，故关，与电流大小无关，则该磁场的磁感应强度仍不变，故 B 正确，正确，A、C、D 错误。错误。 磁感应强度磁感应强度 B 与电场强度与电场强度 E 的比较的比较 试探电荷放在电场中的某点试探电荷放在电场中的
18、某点，若受静电力为零若受静电力为零，则可判断该点的电场强度为零则可判断该点的电场强度为零。若若 电流元放在磁场中的某处，所受磁场力为零，能判断该处的磁感应强度为零吗？电流元放在磁场中的某处，所受磁场力为零，能判断该处的磁感应强度为零吗？ 提示提示：不能不能。若电流元平行于磁场方向放入磁场中若电流元平行于磁场方向放入磁场中，所受磁场力为零所受磁场力为零，但该处的磁但该处的磁 感应强度却不为零。感应强度却不为零。 比较内容比较内容电场强度电场强度 E磁感应强度磁感应强度 B 定义的定义的 电场对电荷电场对电荷 q 有作用有作用力力 F 磁场对直线电流磁场对直线电流 I 有作用力有作用力 F 依据依
19、据 对 电 场 中 任 一 点 ，对 电 场 中 任 一 点 ， Fq，F q恒量 恒量(由电场决由电场决 定定) 对不同点，一般来说恒对不同点，一般来说恒 量的值不同量的值不同 比值比值F q 可表示电场的强可表示电场的强 弱弱 对磁场中任一点对磁场中任一点， F 与磁场方向与磁场方向、 电流方向有电流方向有 关关，只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时， FIl，F Il恒量 恒量(由磁场决定由磁场决定) 对不同点，一般来说恒量的值不同对不同点，一般来说恒量的值不同 比值比值F Il可表示磁场的强弱 可表示磁场的强弱 定义式定义式EF q BF Il 物理
20、意义物理意义描述电场的强弱和方向描述电场的强弱和方向表征磁场的强弱和方向表征磁场的强弱和方向 方向方向该点正电荷的受力方向该点正电荷的受力方向小磁针小磁针 N 极的受力方向极的受力方向 场的叠加场的叠加 遵循矢量的平行四边形定遵循矢量的平行四边形定 则则 遵循矢量的平行四边形定则遵循矢量的平行四边形定则 单位单位1 N/C1 V/m1 T1 N/(Am) 【例【例 2】 下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法， 不正确的是不正确的是() A电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同 B电场强度的方向
21、与正电荷所受的电场力的方向相同电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同 C磁感应强度的方向与小磁针磁感应强度的方向与小磁针 N 极所受磁场力的方向相同极所受磁场力的方向相同 D磁感应强度的方向与小磁针静止时磁感应强度的方向与小磁针静止时 N 极所指的方向相同极所指的方向相同 A电场强度的方向就是正电荷所受的电场力的方向电场强度的方向就是正电荷所受的电场力的方向， 磁感应强度的方向是小磁磁感应强度的方向是小磁针针 N 极所受磁场力的方向或小磁针静止时极所受磁场力的方向或小磁针静止时 N 极所指的方向，故极所指的方向，故 A 错误。错误。A 符合题意。符合题意。 电场强度与磁感应强度的易混点电
22、场强度与磁感应强度的易混点 (1)磁感应强度磁感应强度 B 是描述磁场力的性质的物理量，电场强度是描述磁场力的性质的物理量，电场强度 E 是描述静电力的性质是描述静电力的性质 的物理量，的物理量，E 的方向是正电荷的受力方向，的方向是正电荷的受力方向，B 的方向与电流元所受力的方向既不相同的方向与电流元所受力的方向既不相同， 也不相反。也不相反。 (2)电场强度的方向与正电荷所受静电力的方向相同，而磁感应强度的方向与小磁电场强度的方向与正电荷所受静电力的方向相同，而磁感应强度的方向与小磁 针针 N 极所受磁场力的方向相同。极所受磁场力的方向相同。 跟进训练跟进训练 2(多选多选)关于试探电荷和
23、电流元，下列说法正确的是关于试探电荷和电流元，下列说法正确的是( ) A试探电荷在电场中一定受到电场力的作用试探电荷在电场中一定受到电场力的作用，电场力与所带电荷量的比值定义为电场力与所带电荷量的比值定义为 电场强度的大小电场强度的大小 B电流元在磁场中一定受到磁场力的作用电流元在磁场中一定受到磁场力的作用， ，磁场力与该段通电导线的长度和电流磁场力与该段通电导线的长度和电流 乘积的比值定义为磁感应强度的大小乘积的比值定义为磁感应强度的大小 C试探电荷所受电场力的方向与电场方向相同或相反试探电荷所受电场力的方向与电场方向相同或相反 D电流元在磁场中所受磁场力的方向与磁场方向相同或相反电流元在磁
24、场中所受磁场力的方向与磁场方向相同或相反 AC电荷在电场中一定受电场力的作用，且电荷在电场中一定受电场力的作用，且 EF q， ，A 正确；正电荷所受电场力正确；正电荷所受电场力 的方向与电场方向相同的方向与电场方向相同，负电荷所受电场力的方向与电场方向相反负电荷所受电场力的方向与电场方向相反，C 正确正确；电流元在电流元在 磁场中与磁场方向垂直放置时磁场中与磁场方向垂直放置时，一定受磁场力的作用一定受磁场力的作用，并且并且 BF Il， ，平行时不受磁场力平行时不受磁场力， B 错误；磁感应强度的方向不是根据电流元的受力方向规定的，错误；磁感应强度的方向不是根据电流元的受力方向规定的，D 错
25、误。错误。 对磁通量的理解对磁通量的理解 (教师用书独具教师用书独具)教材教材 P112“思考与讨论思考与讨论”答案提示：穿过答案提示：穿过 S1、S2的磁通量相等。的磁通量相等。 如图所示如图所示， 一矩形线框从一矩形线框从 abcd 位置移动到位置移动到 abcd位置的过程中位置的过程中(线框平行于纸面移线框平行于纸面移 动动)，中间是一条电流向上的通电导线，请思考：，中间是一条电流向上的通电导线，请思考： (1)导线的左边磁场的方向向哪？右边呢？导线的左边磁场的方向向哪？右边呢？ (2)在移动过程中，当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框的磁感线条数有何特在移动过程中，当线框的一半恰好通过
26、导线时，穿过线框的磁感线条数有何特 点？点？ 提示提示：(1)导线左边的磁场方向垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直纸面向里。导线左边的磁场方向垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直纸面向里。 (2)当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框垂直纸面向外的磁感线条数与垂直纸当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框垂直纸面向外的磁感线条数与垂直纸 面向里的磁感线条数相同。面向里的磁感线条数相同。 1磁通量的计算磁通量的计算 (1)公式：公式：BS。 适用条件：适用条件：匀强磁场；匀强磁场；磁场与平面垂直。磁场与平面垂直。 (2)若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，若磁场与平面不垂直，应为平面
27、在垂直于磁感线方向上的投影面积，BScos 。式中式中 Scos 即为平面即为平面 S 在垂直于磁场方向上的投影面积在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为也称为“有效面积有效面积”(如图如图 所示所示)。 2磁通量的正、负磁通量的正、负 (1)磁通量是标量，但有正、负，若以磁感线从某一面上穿入时磁通量为正值，则磁通量是标量，但有正、负，若以磁感线从某一面上穿入时磁通量为正值，则 磁感线从此面穿出时即为负值。磁感线从此面穿出时即为负值。 (2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为1，反向磁通，反向磁通 量大小为量大小为2，
28、则穿过该平面的合磁通量，则穿过该平面的合磁通量12。 3磁通量的变化量磁通量的变化量 (1)当当 B 不变，有效面积不变，有效面积 S 变化时，变化时，BS。 (2)当当 B 变化，变化，S 不变时，不变时，BS。 (3)B 和和 S 同时变化，则同时变化，则21。但此时。但此时BS。 【例【例 3】如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 B0.8 T， 磁场有明显的圆形边界，圆心为磁场有明显的圆形边界，圆心为 O，半径为，半径为 10 cm，现在在纸面内先后放上圆线圈，现在在纸面内先后放上圆线圈 A、 B 和和 C(图中未画出
29、图中未画出)，圆心均在，圆心均在 O 处，处，A 线圈的半径为线圈的半径为 1 cm，共 ，共 10 匝；匝；B 线圈的半径线圈的半径 为为 2 cm，只有，只有 1 匝；匝；C 线圈的半径为线圈的半径为 0.5 cm，只有，只有 1 匝。匝。 (1)在磁感应强度在磁感应强度 B 减为减为 0.4 T 的过程中，的过程中，A 和和 B 线圈中的磁通量改变了多少？线圈中的磁通量改变了多少？ (2)在磁场方向转过在磁场方向转过 30角的过程中，角的过程中，C 线圈中的磁通量改变了多少？线圈中的磁通量改变了多少？ 解析解析(1)对对 A 线圈，有线圈，有1B1r2A，2B2r2A 故故 A 线圈的磁
30、通量的改变量为线圈的磁通量的改变量为 A|21|(0.80.4)3.1410 4 Wb1.25610 4 Wb B 线圈的磁通量的改变量为线圈的磁通量的改变量为 B(0.80.4)3.14(210 2)2Wb 5.02410 4 Wb。 (2)对对 C 线圈，线圈，1Br2C 磁场方向转过磁场方向转过 30角，线圈在垂直于磁场方向的投影面积为角，线圈在垂直于磁场方向的投影面积为r2Ccos 30，则，则2 Br2Ccos 30 故磁通量的改变量为故磁通量的改变量为 CBr2C(1cos 30)0.83.14(510 3)2 (10.866)Wb8.4 15210 6 Wb。 答案答案(1)1.
31、25610 4 Wb5.02410 4 Wb (2)8.4 15210 6 Wb 上例中，若将线圈上例中，若将线圈 A 转过转过 180角的过程中，角的过程中，A 线圈中的磁通量改变了多少？线圈中的磁通量改变了多少？ 提示：提示：若转过若转过 180角时，磁通量的变化为角时，磁通量的变化为 2BS20.810 4 Wb5.02410 4 Wb。 磁通量大小的分析与判断磁通量大小的分析与判断 1定量计算定量计算 通过公式通过公式BS 来定量计算，计算磁通量时应注意的问题：来定量计算，计算磁通量时应注意的问题： (1)明确磁场是否为匀强磁场，知道磁感应强度的大小。明确磁场是否为匀强磁场，知道磁感应
32、强度的大小。 (2)平面的面积平面的面积 S 应为磁感线通过的有效面积。当平面应为磁感线通过的有效面积。当平面 S 与磁场方向不垂直时，应与磁场方向不垂直时，应 明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角，准确找出有效面积。明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角，准确找出有效面积。 (3)线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关，即磁通量的大小不受线圈匝数的影响即磁通量的大小不受线圈匝数的影响。 2定性判断定性判断 磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数净条数”， 当有不同方向的磁场同时穿过同当有不同方向的磁场同时穿过同 一面积时，此时
33、的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数和。一面积时，此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数和。 跟进训练跟进训练 训练角度训练角度 1：磁通量大小判断：磁通量大小判断 3如图所示，在水平面内一根通有电流如图所示，在水平面内一根通有电流 I 的长直导线，正好处在一个半径为的长直导线，正好处在一个半径为 R 的的 水平圆面的直径上，则下列说法正确的是水平圆面的直径上，则下列说法正确的是() A若直导线垂直圆面向里移动，则穿过该圆面的磁通量减少若直导线垂直圆面向里移动，则穿过该圆面的磁通量减少 B若直导线绕圆心在水平面内转动一个小角度，则穿过该圆面的磁通量增加若直导线绕圆心在水平面内转动一个小角度，
34、则穿过该圆面的磁通量增加 C若直导线沿圆面内垂直导线方向移动若直导线沿圆面内垂直导线方向移动 1 2R，则穿过该圆面的磁通量增加 ，则穿过该圆面的磁通量增加 D若直导线沿导线方向移动若直导线沿导线方向移动 1 2R，则穿过该圆面的磁通量增加 ，则穿过该圆面的磁通量增加 C本题疑难点在于对合磁通量的理解本题疑难点在于对合磁通量的理解。 根据安培定则可知直导线在直径处时磁感根据安培定则可知直导线在直径处时磁感 线从一边半圆进线从一边半圆进、另一边半圆出另一边半圆出，合磁通量为合磁通量为 0，垂直圆面向里移动垂直圆面向里移动、沿直导线方向移沿直导线方向移 动或绕圆心转动，合磁通量仍为动或绕圆心转动，
35、合磁通量仍为 0，选项，选项 A、B、D 错；直导线沿圆面内垂直导线方向错；直导线沿圆面内垂直导线方向 移动移动 1 2R，磁感线沿一个方向从整个圆面穿过，磁通量增加，选项 ，磁感线沿一个方向从整个圆面穿过，磁通量增加，选项 C 对。对。 训练角度训练角度 2：磁通量大小计算：磁通量大小计算 4 一磁感应强度为一磁感应强度为 B 的匀强磁场方向水平向右的匀强磁场方向水平向右， ， 一面积为一面积为 S 的矩形线圈的矩形线圈 abcd 如图如图 所示放置所示放置，平面平面 abcd 与竖直方向成与竖直方向成角角，将将 abcd 绕绕 ad 轴转轴转 180角角，则穿过线圈平面的则穿过线圈平面的
36、磁通量的变化量是磁通量的变化量是 () A0B2BS C2BScos D2BSsin C线圈在题图示位置时线圈在题图示位置时，磁通量为磁通量为：1BScos ，线圈绕线圈绕 ad 轴转过轴转过 180时时，磁磁 通量为通量为2BScos ，所以该过程中所以该过程中，通过线圈的磁通量的变化量为通过线圈的磁通量的变化量为|21| 2BScos |2BScos ，故，故 C 正确。正确。 1磁感应强度的单位是特斯拉磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是，与它等价的是() A N Am BNA m CNA m2 D N Am2 A当导线与磁场方向垂直时当导线与磁场方向垂直时，由公式由公式 B F
37、 IL知 知，磁感应强度磁感应强度 B 的单位由的单位由 F、I、L 的单位决定的单位决定。在国际单位制中在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉磁感应强度的单位是特斯拉，符号是符号是 T，则则 1 T1 N Am， ， 故故 A 正确。正确。 2(多选多选)与磁场中某点的磁感应强度方向相同的是与磁场中某点的磁感应强度方向相同的是() A该点的磁场方向该点的磁场方向 B通过该点的磁感线的切线方向通过该点的磁感线的切线方向 C放在该点的小磁针静止时放在该点的小磁针静止时 N 极所指的方向极所指的方向 D放在该点的小磁针静止时放在该点的小磁针静止时 S 极所指的方向极所指的方向 ABC磁场的方向就
38、是磁感应强度的方向，磁场的方向就是磁感应强度的方向，A 对；在磁感线上，任意一点的切线对；在磁感线上，任意一点的切线 方向跟该点的磁感应强度方向相同方向跟该点的磁感应强度方向相同，B 对对；物理学中规定物理学中规定，磁感应强度的方向与放在该磁感应强度的方向与放在该 点的小磁针静止时点的小磁针静止时 N 极所指的方向相同，故极所指的方向相同，故 C 对，对，D 错。错。 3关于磁感应强度关于磁感应强度 B、电流、电流 I、导线长度、导线长度 L 和电流所受磁场力和电流所受磁场力 F 的关系，下面的的关系，下面的 说法正确的是说法正确的是() A在在 B0 的地方，的地方，F 一定等于零一定等于零
39、 B在在 F0 的地方，的地方，B 一定等于零一定等于零 C若若 B1 T，I1 A，L1 m，则，则 F 一定等于一定等于 1 N D若若 L1 m，I1A，F1 N，则，则 B 一定等于一定等于 1 T A应用公式应用公式 B F IL或 或 FIBL 时要注意导线必须垂直于磁场方向放置时要注意导线必须垂直于磁场方向放置。故故 B、C、 D 错误，错误，A 正确。正确。 4如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线 框逐渐远离框逐渐远离(平动平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将通电导线，则穿过线框
40、的磁通量将() A逐渐增大逐渐增大B逐渐减小逐渐减小 C保持不变保持不变D不能确定不能确定 B离导线越远离导线越远，电流产生的磁场越弱电流产生的磁场越弱，穿过线框的磁感线条数越少穿过线框的磁感线条数越少，磁通量逐渐磁通量逐渐 减小，故减小，故 B 正确。正确。 5情境：情境：如图一所示是实验室里用来测量磁感应强度的仪器如图一所示是实验室里用来测量磁感应强度的仪器电流天平，图二电流天平，图二 是电流天平的原理是电流天平的原理，利用该装置测得的数据记录如方框内所示利用该装置测得的数据记录如方框内所示。请你算出通电螺线管中请你算出通电螺线管中 的磁感应强度的磁感应强度 B 的大小。的大小。 图一图一
41、图二图二 CD 段导线长度：段导线长度：410 2m 天平平衡时钩码重力：天平平衡时钩码重力：410 5N 通过导线的电流：通过导线的电流：0.5A 问题：问题：(1)如图二中通电螺线管内磁场的方向？如图二中通电螺线管内磁场的方向？ (2)如图二通电导体电流的方向与磁场方向垂直，导体受到的磁场力最大，通过如如图二通电导体电流的方向与磁场方向垂直，导体受到的磁场力最大，通过如 图二方向的电流时图二方向的电流时，如果受到的磁场力竖直向下如果受到的磁场力竖直向下，怎样调整电流才能测出磁感应强度？怎样调整电流才能测出磁感应强度？ (3)请你算出通电螺线管中的磁感应强度请你算出通电螺线管中的磁感应强度
42、B 的大小。的大小。 解析解析(1)利用安培定则判断通电螺线管内磁场的方向水平向右，如图二中所示利用安培定则判断通电螺线管内磁场的方向水平向右，如图二中所示。 (2)改变电流的方向，使磁场力的方向与重力平衡，即改变电流的方向，使磁场力的方向与重力平衡，即 mgBIL，Bmg IL 。 (3)由题意知，由题意知，I0.5A，G410 5N， ，L410 2 m。电流天平平衡时，导线所。电流天平平衡时，导线所 受磁场力的大小等于钩码的重力，即受磁场力的大小等于钩码的重力，即 FG。 由磁感应强度的定义式由磁感应强度的定义式 B F IL得 得 B F IL G IL 410 5 0.5410 2T 210 3T 所以通电螺线管中的磁感应强度为所以通电螺线管中的磁感应强度为 210 3T。 。 答案答案见解析见解析
