6.2磁感应强度 学案-2021年粤教版(新教材)物理必修第三册
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1、第二节第二节 磁感应强度磁感应强度 学习目标 1.理解磁感应强度的概念,知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量会利用磁感应强 度定义式计算其大小.2.知道什么是匀强磁场,知道匀强磁场磁感线的特点.3.理解磁通量的概念,会计算磁 通量的大小 一、磁感应强度的方向 磁感应强度的方向就是磁场方向,也就是小磁针 N 极受力的方向,即小磁针静止时 N 极所指的方向 二、磁感应强度的大小 1定义:当通电导线与磁场垂直时,通电导线所受磁场的作用力 F 与电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 之比, 称为磁感应强度 2定义式:B F IL. 3单位:特斯拉,简称特,符号是 T,1 T1 N/(A m)
2、三、匀强磁场 1磁感应强度大小、方向处处相同的磁场 2磁感线特点:匀强磁场的磁感线是间隔相同的平行直线 四、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 的乘积即 BS. 2单位:国际单位是韦伯,简称韦,符号是 Wb. 3引申:B S,表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量 1判断下列说法的正误 (1)磁感应强度是矢量,磁感应强度的方向就是磁场的方向( ) (2)磁感应强度的方向与小磁针在任何情况下 N 极受力的方向都相同( ) (3)通电导线在磁场中受到的磁场力为零,则说明该处的磁感应强度为零( ) (4)磁感应强度的大小与电流成反比,与其受到的磁场
3、力成正比( ) (5)穿过某一面积的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零( ) 2在匀强磁场中,一导线垂直于磁场方向放置,导线长度为 0.1 m,导线中电流为 5 A,若导线受到的磁场 力大小为 0.28 N,则磁感应强度大小为_T. 答案 0.56 一、磁感应强度 导学探究 在利用如图 1 所示装置进行“探究影响通电导线受力的因素” 图 1 的实验时,我们更换磁性强弱不同的磁体,按实验步骤完成以下实验探究: 保持 I 与 L 不变,按磁性从弱到强改换磁体,观察悬线摆动的角度变化,发现磁体磁性越强,悬线摆动的角 度越大,表示通电导线受的力越_,力 F 与 IL 的比值越_,即 B 越_,这表示
4、B 能反映磁场的_ 答案 大 大 大 强弱 知识深化 1磁感应强度的定义式 B E IL也适用于非匀强磁场,这时 L 应很短,IL 称为“电流元”,相当于静电场中 的“试探电荷” 2磁感应强度是反映磁场强弱的物理量,它是用比值定义法定义的物理量,由磁场自身决定,与是否引入 电流元、引入的电流元是否受力及受力大小无关 3因为通电导线取不同方向时,其受力大小一般不相同,故在定义磁感应强度时,式中 F 是指通电直导线 垂直磁场放置时受到的磁场力 4磁感应强度的方向可以有以下几种表述方式: (1)小磁针静止时 N 极所指的方向,即 N 极受力的方向 (2)小磁针静止时 S 极所指的反方向,即 S 极受
5、力的反方向 (3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向 关于磁感应强度,下列说法中正确的是( ) A由 BF IL可知,B 与 F 成正比、与 IL 成反比 B通电导线放在磁场中的某点,那点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,那点的磁感应强度就为零 C通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场,通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场 D磁场中某一点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,与是否放入通电导线无关 答案 D 解析 磁感应强度 B F IL只是定义式,而不是决定式,磁感应强度 B 是由磁场本身决定的,与有无通电导线 放入其中无关, 故 A、 B 错误, D 正确; 当通电
6、导线平行于磁场方向放置时, 通电导线所受到的磁场力为零, 而此处的 B0,故 C 错误 1在定义式 BF IL中,通电导线必须垂直于磁场方向放置因为磁场中某点通电导线受力的大小,除和磁 场强弱有关以外,还和导线的方向有关,导线放入磁场中的方向不同,所受磁场力一般不相同 2B 的大小与 F、I、L 无关:通电导线受力为零的地方,磁感应强度 B 的大小不一定为零,可能是由于电 流方向与 B 的方向在一条直线上 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,通过它的电流是 2.5 A,导线长 1 cm,它受到的磁场力 为 5.010 2 N求: (1)这个位置的磁感应强度大小; (2)当把通电导线中的电流增
7、大到 5 A 时,这一位置的磁感应强度大小; 答案 (1)2 T (2)2 T 解析 (1)由磁感应强度的定义式得 B F IL 5.010 2 2.5110 2 T2 T. (2)磁感应强度 B 是由磁场本身决定的,和导线的长度 L、电流 I 的大小无关,所以该位置的磁感应强度大 小还是 2 T. 二、磁通量 导学探究 如图2所示, 一矩形线框从abcd位置移动到abcd位置的过程中(线框平行于纸面移动, 线框与导线相互绝缘),中间是一条电流向上的通电导线,请思考: 图 2 (1)导线左边的磁场方向向哪?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点?
8、 答案 (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(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面向里的磁感线条数相同 知识深化 1.磁通量的计算 (1)公式:BS. 适用条件:匀强磁场;磁感线与平面垂直 (2)若磁感线与平面不垂直,则 BScos .其中 Scos 为面积 S 在垂直于磁感线方向上的投影面积 S1,如图 3 所示 图 3 2磁通量的正、负 (1)磁通量是标量,但有正、负,当磁感线从某一面穿入时,磁通量为正值,则磁感线从此面穿出时磁通量 为负值 (2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁通量为 1,反向磁通量为 2,则穿过
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