物理人教版2019必修第三册13.2磁感应强度 磁通量（共27张ppt)

(共27张PPT)
第2节 磁感应强度 磁通量
第十三章
电磁感应与电磁波初步
课标定位
1、理解磁感应强度B的定义式和物理意义。
2、知道磁感应强度的单位，知道用磁感线的疏密程度可以形象地描述磁感应强度的大小。
3、理解磁通量Φ的概念。
素养阐释
1、物理观念：磁感应强度、磁通量
2、科学思维：通过磁感应强度的定义，掌握用比值定义物理量的方法。培养将物理学原理应用于实际生活的能力。
引入
巨大的电磁铁可以吸引成吨的钢铁，我们在实验室里用的小磁铁只能吸引一些铁钉，那么我们怎么定量地描述磁场的强弱呢？
磁铁吸引小铁屑
磁铁吸引成吨的钢铁
是否类似电场的研究方法，分析磁体或电流在磁场中所受的力，找出表示磁场强弱和方向的物理量
对放入其中的电荷有电场力的作用
3. 磁场的基本特性是什么？
对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用
反映电场强度
2. F/q有何关系，比值说明了什么？
1. 电场的基本特性是什么？
一、磁感应强度
物理学中规定：小磁针静止时N极所指的方向即为该点的磁感应强度的方向。
人们很容易想到，把一枚可以转动的小磁针作为检验用的磁体放在磁场中的某一点，观察它的受力情况，由此来描述磁场。
能否用测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小？
不能。因为N极不能单独存在。小磁针静止时是所受的合力为零，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。
磁场不仅能对磁体有作用力，还对通电导体有作用力。能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱？
在物理学中，通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il叫作电流元.
1.探究影响通电导线受力的因素
如图所示，三块相同的蹄形磁体并排放在桌面上，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线水平悬挂在磁体的两极间，导线的方向与磁场的方向垂直。
（1）实验方法：控制变量法
（2）实验装置：
（1）先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。
（2）然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。
结论：电流越大，通电导线受力越大
结论：长度越长，通电导线受力越大
2. 实验过程及结论
3. 磁场对通电导线的作用力大小
（1）精确实验表明：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。
（2）公式：F=BIL，其中B为比例系数，与导线的长度和电流大小无关。B反映了磁场的强弱，称为磁感应强度。
垂直：F最大
平行：F=0
4. 磁感应强度 B
磁感应强度
特［斯拉］T
1T=1N/A·m
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的安培力F跟电流I和导线长度L乘积IL的比值，叫做导线所在处的磁感应强度。
5. 从以下三个方面深入理解磁感应强度
（1）磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同，但绝非电流的受力方向.
（2）磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的，和小磁针，电流的存在与否无关.
（3）B是由磁场本身决定的，在电流I、导线长度L相同的情况下，电流所受的力越大，比值B越大，表示磁场越强.
6. 磁感应强度B 与电场强度E 的比较
比较项目 磁感应强度B 电场强度E
物理意义 描述磁场的性质 描述电场的性质
定义式 共同点 用比值的形式定义
特点 通电导线与B垂直，B与F、I、L无关 E与F、q无关
方向 共同点 都是矢量，遵循矢量合成法则
不同点 小磁针N极的受力方向 放入该点正电荷的受力方向
【课堂反馈1】下列关于磁感应强度的说法中正确的是（ ）
A. 通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B. 通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C. 放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同
D. 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
D
二、匀强磁场
1、定义：磁感应强度的大小和方向处处相同的区域的磁场叫匀强磁场。
3、产生：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场。
2、磁感线的分布特点：间距相等的平行直线
N
S
I
4、匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线
如何比较S1和S2处的磁场强弱？
磁感线的疏密程度
在磁场中，我们用了磁感线来形象地描述磁感应强度，磁感线分布密处磁感应强度就大。
思考：磁感线与磁感应强度之间究竟存在什么具体的定量关系呢？
通过某一平面的“水线”的条数—“水通量”，单位面积的“水通量”可以表示“雨场”的强弱。
穿过某一面积的磁感线条数叫什么呢？
类比
2.单位： Wb（韦伯）
1.定义：在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，则磁场的磁感应强度B与平面的面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量Φ。
B2
S2
B1
S1
三、磁通量
）θ
当平面与磁场方向不垂直时，穿过的磁通量？
磁感应强度与平面夹角θ。
S〞
S
S′
（
（
磁通量是有正负的
S
思考：同一平面，从与磁场垂直方向转过θ角，磁通量变为？
B
S
B
S
S′
θ
转过90°，平面与磁场平行，穿过的磁通量为？
为零
转过180°，平面与磁场垂直，穿过的磁通量为？
3.磁通量Φ是标量，但有正负:
若取某方向穿入平面的磁通量为正，则反方向穿入该平面的磁通量为负.
过一个平面若有方向相反的两个磁通量，这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通)
思考：磁感应强度是既有大小又有方向的矢量，那么，磁通量呢？
S
B1
B2
当平面有相同方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之和；当平面有相反方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之差的绝对值。
B3
S
B1
4、磁通量变化ΔΦ＝Φ2－Φ1是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即ΔΦ取决于末状态的磁通量Φ2与初状态磁通量Φ1的代数差。
5．磁通密度：同一平面垂直磁场方向放置，在磁感应强度越大的地方，磁感线分布越密集，穿过该平面的磁通量越大。
磁通密度：
表示单位面积上的磁通量，反映磁感线的疏密。
【课堂检测3】如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂 直，则穿过两环的磁通量Фa和Фb大小关系为( )
A、均向上，Фa＞Фb
B、均向下，Фa＜Фb
C、均向上，Фa＝Фb
D、均向下，无法比较
A
课堂小结
一、磁感应强度
（I与B垂直）
方向：小磁针 N 极的受力方向
二、匀强磁场
磁场强弱、方向处处相同
三、磁通量
定义式： Φ=BS⊥
【课堂检测1】有一小段通电导线，长为10 cm，其中的电流强度为5 A，把它置于匀强磁场中某处，受到的磁场力为100 N，则该处的磁感应强度B一定是（ ）
A．B＝200 T B．B≤200 T
C．B≥200 T D．以上几种情况都有可能
C
【课堂检测2】在匀强磁场中有一根长0.4m的通电导线，导线中的电流为20A，这条导线与磁场方向垂直，所受的磁场力0.015N，求:
（1）磁感应强度的大小是多少？
（2）当电流减少10A，而长度增加0.2m通电导线所受的力大小是多少？
解：(1)由磁感应强度的定义式B=F/IL得B=0.0019T
(2)当导线的长度增加0.2m和电流减小10A，磁感应强度的大小不变，所以导线所受磁场的作用力大小为F=BIL=0.0114N
【课堂检测3】. 一如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过平面的磁通量为_____,若使框架绕OO’转过60度角则穿过线框平面的磁通量为________,若从初始位置转过90度角,则穿过线框平面的磁通量为_____,若从初始位置转过180度角,则穿过线框平面的磁通量的变化量为_______.
BS
0.5BS
0
-2BS
O
O’