物理人教版（2019）必修第三册13.2 磁感应强度 磁通量（共28张ppt）

(共28张PPT)
新人教版 必修三
第十三章 电磁感应与电磁波初步
第2节 磁感应强度 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。磁场有强弱之分，那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？
本节重点
1.理解磁感应强度的定义，知道磁感应强度的单位。
2.会用磁感应强度的定义式进行有关计算
3.会用公式F=BIL解答有关计算
电场
电场力F
F/q表示电场的强弱
电荷q
磁场
磁场力F
磁场的强弱
电流
磁体
电场强度E
磁场强度
磁感应强度
描述磁场的强弱和方向
1.小磁针静止时N极所指的方向(即N极受力方向)规定为该点的磁感应强度的方向,简称磁场的方向
2.磁感应强度是矢量
一、磁感应强度的方向
磁感线某一点切线方向
该点的磁场方向
磁感应强度的方向
小磁针静止时N极所指的方向
小磁针N极受力的方向
不能.因为N极不能单独存在。小磁针静止时所受的合力为零，因而不能用测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小
问题：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究
磁场不仅能对磁体有作用力,还对通电导体有作用力，我们把这种作用力称为安培力。
问题探究
N
S
问题：能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱
阅读109-110
1. 什么是电流元，孤立的电流元是否存在？
2. 根据P109实验，思考通电导线受到的安培力与哪些因素有关
3. 根据P109实验，实验结论是什么？用公式如何表达？
电流元：很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL.
孤立的电流元是不存在的，理想模型
导线长度、电流大小、磁场的不同、放置的位置（导线与磁场方向平行、垂直及任意夹角受力情况不同）
精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的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，即与I和L的乘积 IL 成正比。
同一匀强磁场或确定在磁场中的任意一点，F∝IL，比值F/IL为恒量
不同磁场中，比值F/IL一般不同
磁感应强度
二、磁感应强度(B)
1.定义：
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度.
3.单位：
4.方向：
2.定义式：
特斯拉（特：T） 1T=1N/(A m)
磁感应强度是矢量,方向与该点磁场的方向一致
某一点的磁场越强，该点的磁感应强度越大。
有人根据 提出：
磁场中某点的磁感应强度跟磁场力成正比，跟电流和导线长度的乘积成反比，这种提法正确吗？为什么？
不正确
因为磁感应强度B是描述磁场本身性质的物理量，B与I、L和F无关，某点的磁感应强度B与该点是否放置通电导线也无关。
如果通电导线不受安培力，该处是否一定不存在磁场，磁感应强度一定为零吗？
1）当I B， F=BIL
2）当I // B， F=0
3）当I与B有夹角 ，F=BIL有效
（导线的有效长度即导线在垂直于磁场方向的投影）
B
I

B
I
B
I
I与 B斜交
I B
I // B
F最大
F=0
0﹤F ﹤最大值
L有效
对磁感应强度的理解
(1)在定义式中，通电导线必须垂直于磁场方向放置.
(2)磁感应强度反映磁场本身的特性，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、检验电流是否受到安培力及检验电流是否存在等都无关.
磁感应强度
（1）方向：小磁针静止时N极所指的方向
（2）大小：
（3）意义：
磁感应强度表示磁场强弱和方向的物理量
（4）单位：
特斯拉，简称特，国际符号是T
【类比】：磁感应强度B与电场强度E的比较
例1. 下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是(　　)
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
B．小磁针N极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
D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向．但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向
答案　BD
例2.下列说法中错误的是（ ）
A．磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值
B．一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场
C．一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在B处大，则A处磁感应强度比B处的磁感应强度大
D．因为B =F/IL，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比
ABCD
导线与磁场是否垂直？
导线与磁场平行时不受力
不知道导线放置情况，无法比较
磁感应强度决定于磁场本身
例3.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2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10-2 N，则这个位置的磁感应强度是多大？
例4.接上题，如果把通电导线中的电流强度增大到5 A时，这一点的磁感应强度应是多大？该通电导线受到的安培力是多大？
解：
解：磁感应强度B是由磁场和空间位置（点）决定的，和导线的长度L、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度是2 T.
根据F=BIL得，F=2 × 5 × 0.01=0.1N
1. 匀强磁场的定义
2. 磁通量的定义、公式
1.磁场强弱、方向处处相同的磁场
2.匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线
三.匀强磁场
相互平行方向相同
间隔均匀
磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。在图中，S1 和 S2 两处磁感线的疏密不同，这种不同是如何体现的呢？
如果在 S1 和 S2 处，在垂直于纸面方向取同样的面积，穿过相同面积磁感线条数多的就密，磁感应强度就大。
四、磁通量Φ
（适用于任何情况）
定义1——穿过某一平面的磁感线条数的多少。
B
B
a
b
Φa = Φb>Φc
B
c
B
S
d
B∥S,
Φd =0
——研究Φ与B和S的关系
（1）观察图a和b（Sa=Sb，Ba＞Bb），Φ与B有什么关系？
Sa=Sb，Ba＞Bb，Φa＞ Φb
Φ与B成正比
（2）观察图a和c（Ba=Bc， Sa＜Sc），Φ与S有什么关系？
Ba=Bc， Sa＜Sc，Φa＜ Φc
Φ与S成正比
a
b
c
a
条件：匀强磁场，B⊥S
Φ与B和S的乘积成正比
磁通量：
1、定义2：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母Φ表示磁通量。
2、在匀强磁场中，公式为 Φ=BS⊥
（S⊥表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面积）．
3、单位：在SI制中是韦伯，简称韦，符号Wb
1Wb=1T·m2
4、磁通量是标量,遵循代数运算法则。但有正负之分,若规定磁感线穿入这个平面为正,则穿出为负。
5、磁通密度：B=φ/S
表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量。
1T=1Wb/m2=1N/A·m
的适用条件
1)匀强磁场 :B是匀强磁场的磁感应强度.
2)磁场方向垂直平面: B⊥S.
若S与B不垂直，则S为垂直于磁场方向的投影面积.
当B⊥S时,磁通量最大Φ=BS
当B∥S时,磁通量最小Φ=0.
当磁场B与面积S不垂直时, ΦΦ=BS⊥
Φ=BScosθ(θ是面与垂直方向的夹角)
有一个面积很小的圆环，设这个圆环所在位置的磁感应强度为B，穿过圆环的磁通量为Φ。则下列判断中正确的是（）
A. 如果Φ=0，则B=0
B. 如果Φ≠0，则B≠0
C. 如果B=0，则Φ=0
D. 如果B≠0，则Φ≠0
平行放置
√
√
平行放置
半径分别为a、b、c（a磁通量：穿过某一面积磁感线的条数
S指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积，b和c虽然面积不同，但穿过它们的磁通量却相同。
例3.如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它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，下面说法中正确的是(　　)
A.通过abcd平面的磁通量大小为BL2
C.通过abFE平面的磁通量大小为零
D.通过整个三棱柱的磁通量为零
答案：BCD
B.通过cdFE平面的磁通量大小为
整个三棱柱穿入的磁感线和穿出的磁感线条数相等，合磁通量为零，所以通过整个三棱柱的磁通量为零。