人教版必修三13.2 磁感应强度 磁通量 课件（21张PPT）

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13.2 磁感应强度 磁通量
课堂引入
巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，通过电磁力的作用列车也可以悬浮起来，而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？
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。
现象：电流I增大，导线摆动的角度增大；电流I减小，导线摆动的角度减小。
一、磁感应强度
实验过程及现象：
现象：通电导线L变长，导线摆动的角度增大；通电导线L变短，导线摆动的角度减小。
1.保持导体长度L不变，改变电流的大小
2.保持电流I不变，改变导线的长度
实验结论：
当L不变，I越大，F越大
当I不变，L越长，F越大
F∝IL
精确的实验表明：通电导线与磁场方向垂直时
F=BIL
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
6.注意：
（1）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，导线电流的方向与磁场方向必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零。
一、磁感应强度
1）当I B， F=BIL
2）当I // B， F=0
B
I

B
I
B
I
I B
I // B
F最大=BIL
F=0
一、磁感应强度
7.安培力：指磁场对电流的力
B
I

L有效
3）当I与B斜交 ，夹角为 ，F=BILsin
8、磁场的叠加：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。
一、磁感应强度
d
b
a
1.定义：强弱、方向处处相同的磁场
2.特点：磁感线是一组间隔相同的平行直线
3.常见的匀强磁场:
1）相隔很近的两个异名磁极之间的磁场
2）通电螺线管内部的磁场
3）相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场
I
二、匀强磁场
4.匀强磁场的磁感线：
思考：磁场穿过面积相等的S1与S2。穿过的量相等吗？
答案：S1大
B
S1
S2
3.单位： Wb（韦伯）
1.定义：设在磁感应强度为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的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。符号Φ
B1
S1
三、磁通量
2.公式： Φ=BS
4.标量：但有正负（表示方向）
磁通量是标量,运算遵循标量运算法则(代数求和)
5.物理意义：磁通量反映了穿过这个平面磁感线的净条数。
S
B1
B2
6.磁通量的变化：
（条件：B S)
Φ=(B1-B2 )S
Φ=B1S1
Φ=Φ1-Φ2
=BSsina
Φ=B⊥S
S
B
a
③B与S成a角：
Φ=BS
①B⊥S：
②B//S：
Φ=0
8.磁通量的计算式：
S
B
S⊥
S
B
θ
=BScosθ
Φ=BS⊥
S
B
三、磁通量
分解磁场法
面积投影法
【典例3】　关于磁通量的概念，以下说法中正确的是 (　　)
A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过闭合回路的磁通量也越大
C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零
D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的
解析　闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫作磁通量。计算公式：Φ＝BS，式中的S可以理解为有效面积，即与磁场垂直的面积。磁感应强度越大，有效面积不一定大，所以磁通量不一定大，选项A、B错误；当有效面积为零，磁场不为零时，磁通量一定为零，选项C正确；磁通量发生变化，可能是磁场发生变化，也可能是有效面积发生了变化，选项D错误。
例4: 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：
(1)穿过平面的磁通量为多少？
(2)若使框架绕OO′轴转过60°时，则穿过线框平面的磁通量为多少？
(3)若从初始位置转过90°时，则穿过线框平面的磁通量为多少？
(4)若从初始位置转过180°时，则穿过线框平面的磁通量变化了多少？
典例分析
例5： 如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为(　　)
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶4 D.4∶1
A
+
+
+
+
+
+
思考：若在a、b间加一垂直纸面向里的磁场，哪个线圈磁通量大？
典例分析
例6：如图所示，两个同心放置的平面金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是(　　)
A.Φa>Φb 　　　
B.Φa<Φb
C.Φa＝Φb 　　　
D.不能确定
A
典例分析