人教版必修三 13.2 磁感应强度 磁通量 教案

13.2磁感应强度 磁通量
素养目标：
物理观念：通过类比的方法理解描述磁场强弱的物理量。理解磁通量的含义及会使用公式计算。
科学思维：孤立的磁极和电流元是不存在的，电流元受到的磁场力可以用微元法测量。
科学探究：对于磁通量的理解可以做光通量的实验来类比探究。
科学态度与责任：通过观察生活实例、交流与讨论等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度以及学生体验物理与生活的紧密联系。
课前复习
几种典型磁场的磁感线分布
新课引入
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？
任务一：磁感应强度
(一）磁感应强度的大小
问题1：之前电场强度的大小采用的是试探电荷的电场力与电荷量的比值，
那么磁感应强度的大小能否从小磁针N极受力的情况来研究？
问题2：磁感应强度的大小能否能否用很小的一段通电导线来检验磁场的强弱呢？
实验探究：探究影响通电导线受力的因素
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叫做电流元（理想模型）
实验结论：
磁感应强度：
定义
定义式
单位
方向
由磁感应强度的定义式B=F/IL可知( )
A．磁感应强度跟导线受到的磁场力F成正比
B．磁感应强度跟导线中的电流I成反比
C．磁感应强度跟导线的长度L成反比
D．磁感应强度是由F跟I和L的乘积的比值，当I的值变化时这个比值不会发生改变
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
练习：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时，所受磁场力为0.015N，求磁感应强度的大小。
（二）匀强磁场
常见的匀强磁场:①距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场，除边缘部分外，可以认为是匀强磁场。
②两个平行放置较近的线圈通电时，其中间区域的磁场近似为匀强磁场。这种装置在电子仪器中常常用到。
③还有一种是通电螺线管内部的磁场。
任务二、磁感应强度的叠加
例5、　如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是 (　　)
A.O点处的磁感应强度为零
B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反
C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同
D.a、c两点处磁感应强度的方向不同
练习2　如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零,如果让P中的电流反向,其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为 (　　)
A.0　　　 B.B0 C.B0　　　　D.2B0
任务三.磁通量
引入：研究电磁现象时，常常要研究穿过某一面积的磁场以及它的变化。这样就需要磁通量这个物理量。
写出以下三种情况磁通量
例1:匀强磁场的磁感应强度B为0.2T，方向沿x轴正方向，且线段MN、DC相等，长度为0.4m，线段NC、EF、MD、NE、CF相等，长度为0.3m。通过面积SMNCD、SNEFC、SMEFD的磁通量Φ1、Φ2、Φ3各是多少？
例2.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600角，则穿过框架平面的磁通量为______；若从初始位置转过900角，则穿过框架平面的磁通量 ；若从初始位置转过1800角，则穿过框架平面的磁通量变化量大小为________．
例3.比较I和II中磁通量的大小
课后练习
1、有关静电场和磁场的说法正确的是（ ）
A. 电场线和磁感线虽然都无法看到，但都是真实存在的
B. 和 都是比值定义式
C. 电场线从正电荷出发到负电荷终止，磁感线从N极出发到S级终止
D. 电场和磁场对进入其中的运动电荷都有力的作用
2、如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐向左靠近（平动）通电导线，线框左边缘始终未越过导线，已知直线电流在周围产生的磁场随距离增大而减弱，则穿过线框的磁通量将
A. 逐渐增大 B. 逐渐减小
C. 保持不变 D. 不能确定
3、如图，在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在竖直平面内的等边三角形abc的a、b两点分别放置一长直导线，导线中通有大小相等、方向垂直纸面向外的恒定电流，测得c点的磁感应强度大小为2B。若仅将b处电流反向，则此时c处的磁感应强度大小为（ ）
0 B. B
C. B D. 2B
4、如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝ ，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4 m2 ， 匀强磁场磁感应强度B＝0.6T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过 角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？
I I
I