1、第十三章第十三章 第第 2 节节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在实验基础上，类比电场强度，定义描述磁场强弱和方向的物理量磁感应 强度，并进一步体会微元法和利用物理量之比定义物理量的方法。 2知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位。会用磁感应强度 的定义式进行有关计算。 3知道匀强磁场的特点。 4知道磁通量，会计算在匀强磁场中通过某一面积的磁通量。 【知识梳理知识梳理】 一、磁感应强度一、磁感应强度 1电流元：很短一段通电导线中的电流 I 与导线长度 l 的乘积 Il。 2控制变量法探究影响通电导线受力的因素 如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌
2、上，直导线所在处的磁场认为是均匀 的。 (1)保持长度不变，改变电流大小，比较导线受力大小(通过直导线摆动角度大小来 比较)。 (2)保持电流大小不变，改变磁场中导线长度，比较导线受力大小。 (3)实验结论：直导线与磁场垂直时，它受力大小既与导线的长度 l 成正比，又与导 线中的电流 I 成正比。 3磁感应强度 (1)定义：在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力 F 跟电流 I 和导 线长度 l 的乘积 Il 之比叫磁感应强度。 (2)公式：BF Il (F 为通电导线与磁场垂直时所受力) 当 B 与 I 垂直时，FBIL. 当 B 与 I 平行时，F0. 当 B 与 I 成角时，
3、FBILsin ，是 B 与 I 的夹角 (3)单位：国际单位是特(斯拉)，国际符号是 T，1 T1 N Am。 (4)矢标性：磁感应强度是矢量，方向为该点磁场方向，即小磁针静止时 N 极所指 方向。 二、匀强磁场二、匀强磁场 1定义：各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场。 2磁感线特点：间隔相等的平行直线。 三、磁通量三、磁通量 1定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积 S 的乘积 2公式：BS。 适用条件：匀强磁场；与磁场垂直的有效面积；与线圈匝数无关。 3单位：国际单位制是韦(伯)，符号是 Wb，1 Wb1 Tm2。 4矢标性：磁通量是标量，但有正、负，若以磁感线从某
4、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。总磁通量等于代数和相加。 5引申：B S ，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度 B 又叫磁通密度。在非匀强磁场中，可以用穿过某一面积的磁感线条数，定性判断磁通量 大小。 判一判判一判 (1)电流为 I、长度为 l 的通电导线放入磁感应强度为 B 的磁场中受力的大小一定是 FIlB。() (2)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。 () (3)公式 BF Il说明 B 与 F 成正比，与 Il 成反比。 () (4)在匀强磁场中面积越大，磁通量一定越大。() (5)磁感应强度等于垂直穿过单
5、位面积的磁通量。() (6)磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量。() 【学习过程】【学习过程】 任务一：任务一：对磁感应强度的理解对磁感应强度的理解 例 1(多选)把一小段通电直导线垂直于磁场方向放入一匀强磁场中， 图中能正确反 映各量间关系的是() BC磁感应强度的大小和方向由磁场自身决定，不随 F 或 Il 的变化而变化，故 B 正确，D 错误；当导线垂直于磁场放置时，有 BF Il，即 FIlB。所以 B 不变的情况下 F 与 Il 成正比，故 A 错误，C 正确。 变式训练 1-1关于磁感应强度 B、 电流 I、 导线长度 L 和电流所受磁场力 F 的关系， 下面的说法正确的是()
6、 A在 B0 的地方，F 一定等于零 B在 F0 的地方，B 一定等于零 C若 B1 T，I1A，L1 m，则 F 一定等于 1 N D若 L1 m，I1A，F1 N，则 B 一定等于1 T A应用公式 B F IL或 FIBL 时要注意导线必须垂直于磁场方向放置。故 B、C、 D 错误，A 正确。 变式训练 1-2磁感应强度的单位是特斯拉(T)，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，由公式 B F IL知，磁感应强度 B 的单位由 F、I、L 的单位决定。 在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉， 符号是 T， 则 1 T1 N
7、 Am。 变式训练 1-3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 () A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 N 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 N 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， 磁感应强度的方向是小磁针 N 极所受磁场力的方向或小磁针静止时 N 极所指的方向。故只有 A 项错误。 变式训练 1-4 (多选)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，电场力与所带电荷量的比值定义为 电场强度
8、的大小 B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 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 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 AC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，C 正确；电流元在磁 场中与磁场方向垂直放置时，一定受磁场力的作用，并且 BF Il，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，D 错误。 任务任务二二：对磁通量的理解对磁通量的理解 例 2如图，匀强磁场的磁感应
9、强度 B 为 0.2T，方向沿 x 轴的正方向，且线段 MN、 DC 相等，长度为 0.4m，线段 NC、EF、MD、NE、CF 相等，长度为 0.3m，通过面积 SMNCD、SNEFC、SMEFD的磁通量1、2、3各是多少？ 变式训练 2-1如图所示，半径为 R 的圆形线圈共有 n 匝，其中心位置处半径为 r 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 B，则穿过线圈的 磁通量为() ABR2BBr2 CnBR2DnBr2 B磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为r2，而并非R2，故 B 正确。 变式训练 2-2磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路的磁感线的条数”。
10、 在如 图所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过 S1、S2、S3的磁通 量分别为1、2、3且都不为 0。下列判断正确的是() A1最大B2最大 C3最大D1、2、3相等 A磁通量表示穿过一个闭合电路的磁感线条数的多少，从题图中可看出穿过 S1 的磁感线条数最多，穿过 S3的磁感线条数最少。 变式训练 2-3如图所示，a、b 是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿 过圆环且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量a、b() AabBab CabD无法比较 A条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是： 磁铁内外磁感线的条数相同 磁铁内 外磁感线的方向相反磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏两个同心放置的同 平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在中央时，通过其中的磁感线的俯视图如图所示，穿 过圆环的磁通量进出，由于两圆环面积 SaSb，两圆环的进相同，而出ab，故 A 正确 变式训练 2-4如图所示，a、b、c 三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈 a 中有电 流 I 通过时，它们的磁通量分别为a、b、c，下列说法中正确的是() Aabbc Caccb B 当 a 中有电流通过时，穿过 a、b、c 三个闭合线圈向里的磁感线条数一样多，向 外的磁感线条数 c 最多，其次是 b，a 中无向外的磁感线因此，据合磁通量的计算， 应该是abc.
