物理人教版（2019）必修第三册13.2磁感应强度 磁通量 （共21张ppt）

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学习目标
1、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比值定义法。
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。
13.2 磁感应强度 磁通量
如何描述磁场的强弱和方向呢
电场
电场力F
F/q表示电场的性质
电荷q
电场强度E
磁场
磁场力F
磁场的性质
电流
磁体
磁感应强度
描述磁场的强弱和方向
描述电场的强弱和方向
类比法
1、磁感应强度的方向：（利用小磁针检测）
一、磁感应强度
物理学规定小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向，规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向。
思考：通电导线受到的磁场力与哪些因素有关
导线长度、电流大小、磁场的强弱、放置的方式（导线与磁场方向平行、垂直及任意夹角受力情况不同）
2、磁感应强度的大小：
（3）实验方法：控制变量法
（2）方法：用检验电流元受力来研究磁场强弱
（1）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
①保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小。
②保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度。
（4）实验方案及结果
结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越大，导线所受的磁场力就越大。
结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长，导线所受的磁场力就越大。
现象：电流越大，导线的偏角越大。
（5）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。
同一磁场中FIL，比值F/IL为恒量
不同磁场中，比值F/IL一般不同
1、定义：
3、单位：
4、方向：
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。
特斯拉，简称特，国际符号是 T
磁感应强度是矢量, 方向与该点磁场的方向一致
2、公式：
一、磁感应强度
5、意义：描述磁场的强弱和方向的物理量
（1）磁感应强度由通电导线的长度、电流及导线受力决定吗？
B与L、I、F无关，与场源和该点在场中的位置有关。
（2）用B=F/IL计算时，要注意什么问题？
导线电流的方向与磁场方向的关系，要注意两者必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零。
6、注意：
（3）若在某一点同时存在几个磁场，则该点的磁感应强度B如何？
若某一空间同时存在几个磁场，空间的磁场应由这几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度为B，则有：B=B1+B2+B3……（矢量和），用平行四边形法则运算。
练习、下列说法中正确的是(　　)
A.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度l、通过的电流I乘积的比值,即B=
B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零
C.磁感应强度B= 只是定义式,它的大小取决于场源以及在磁场中的位置,而与F、I、l以及通电导线在磁场中的方向无关
D.通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向
C
练习、（多选）下列说法正确的是（　 　）
A．点电荷只受电场力作用时，加速度的方向总是与所在处的电场线的切线重合
B．电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关
C．关于磁感应强度由B＝F/IL知，一小段通电导线在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场
D．磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向
ABD
如图，a、b是两根通有大小相等、方向相反电流的直导线，请画出它们连线的中垂线上d点的磁感应强度B的方向。
d
b
a
练习、如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，将一个通电长直导线放置于磁场内，电流方向与磁场垂直，导线左右两侧a、b两点关于直导线对称，已知b点的磁感应强度为1.5B，则a点的磁感应强度大小为（　　）
A．0.5B
B．B
C．1.5B
D．2B
A
练习、如图所示，四根相互平行的通有电流均为的长直导线a、b、c、d，放在正方形的四个顶点上。每根通电直导线单独存在时，四边形中心O点的磁感应强度大小都是B，则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为（　　）
A．2 B，方向向左
B．2 B，方向向下
C． B，方向向右
D． B，方向向上
A
二、匀强磁场
1、定义：磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这样的磁场叫作匀强磁场。
2、磁感线：平行等距的直线
3、实例
（1）距离很近的两个平行放置异名磁极之间的磁场（边缘部分除外）
（2）两个平行放置较近的同向通电线圈之间的磁场
问题：
（1）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？
（2）如果 S1 和 S2 都垂直于纸面方向并且面积相同，穿过相同面积磁感线条数谁的多？
三、磁通量
在垂直磁场方向上，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
1、定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，如图，我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。
2、计算公式： Φ＝BS
3、单位：韦伯，简称韦，符号 Wb。 1Wb＝1T·m2
4、一般计算公式：Φ＝BS⊥
如果磁感应强度B不与我们研究的平面垂直，例如图中的S，那么我们如何计算磁通量？
从Φ＝BS可以得出 B＝Φ/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
5、注意：
（1）Φ是标量，但有正负。
若规定（假设）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
（2）穿过一个平面若有方向相反的两个磁通量,这时的合磁通为两个磁通量的代数和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量就是合磁通)
练习、如图。两同心圆环A和B处在同一平面内，B的半径小于A的半径，一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量ΦA与ΦB的大小关系是（　）
A．ΦA＞ΦB B．ΦA=ΦBC．ΦA＜ΦB D．无法比较
C
可以形象地说穿过平面的磁感线条数。在同一磁场中穿过同一个平面的磁感线条数越多，磁通量就越大。
6、磁通量的另一种表述
7、磁通量的变化
（1）ΔΦ=Φ2-Φ1
（2）改变磁通量的途径
①B不变，有效面积S变化
②B变化，有效面积S不变
③B和有效面积S都变化
如图匀强磁场的磁感应强度为B，abcd面的面积为S，此时B垂直于abcd面，求该面绕ad边转动900、1800和3600穿过该面的磁通量的该变量各是多少？
练习、(多选)关于磁通量，下列说法正确的是（　　）
A．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度为零
B．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大
C．在同一个磁场中穿过某平面的磁感线条数越多，磁通量越大
D．在磁场中所取平面的面积越大，磁通量越大
BC
练习、（多选）如图所示是等腰直角三棱柱，其平面abcd为正方形，边长为L，它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B0，则下列说法正确的是（　　 ）
A．穿过abcd平面的磁通量为 B0L2
B．穿过abcd平面的磁通量为 B0L2
C．穿过abfe平面的磁通量为 0
D．穿过abcd平面的磁通量和穿过cdef的相等
BCD
B
练习、如图两个同心圆环，当一有界匀强磁场恰好完全垂直穿过A环面时，A环的磁通量为Φ1，B环磁通量为Φ2，则有关磁通量的大小，下列说法中正确的是( )
A.Φ1 < Φ2 B.Φ1=Φ2
C.Φ1 > Φ2 D. 无法确定
练习、如图，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(　)
A．πBR2　　　 B．πBr2
C．nπBR2 D．nπBr2
B