物理人教版2019必修第三册13.2 磁感应强度 磁通量（共22张ppt）

(共22张PPT)
磁场
电场
电场线
磁感线
电场强度
磁感应强度
F=qE
？
控制变量
控制变量法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上,直导线所在处的磁场
认为是均匀的。
(1)保持长度不变,改变 ,观察直导线 大小来比较磁场力大小。
(2)保持电流大小不变,改变磁场中 ,通过观察直导线摆动角度大小比较磁场力大小。
(3)实验结论:通电直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 ,又与导线中的电流I成 。
电流大小
摆动角度
导线长度
正比
正比
磁感应强度的大小
在磁场中 于磁场方向放置的通电导线,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 。
物理意义:表征磁场 的物理量。
垂直
磁感应强度
强弱
特斯拉
T
磁感应强度是矢量
归纳拓展
[例1] 关于磁感应强度,下列说法正确的是(　 　)
A.由B= 可知,B与F成正比,与Il的乘积成反比
B.磁感应强度的方向与放在该处的小磁针N极所受磁场力的方向相同
C.通电导线在某处不受磁场力,则该处磁感应强度一定为零
D.垂直磁场方向放置的通电导线受的磁场力方向为该处磁感应强度的方向
B
规律总结
正确理解比值定义法
[针对训练1] (多选)把一小段通电直导线垂直于磁场方向放入一匀强磁场中,图中能正确反映各量间关系的是(　 　)
BC
归纳拓展
物理 意义 描述电场的强弱和方向 表征磁场的强弱和方向
方向 该点正电荷的受力方向 小磁针N极的受力方向
场的 叠加 遵循矢量的平行四边形定则 遵循矢量的平行四边形定则
单位 1 N/C=1 V/m 1 T=1 N/(A·m)
[例2] 下列说法中正确的是(　 　)
A.电荷在某处不受静电力的作用,则该处的电场强度不一定为零
B.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处磁感应强度一定为零
C.把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的静电力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D.把一小段通电导线放在磁场中某处,它所受到的磁场力与该段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
C
误区警示
电场强度与磁感应强度的两点提醒
(1)将点电荷放入电场中,公式F=qE成立不需要任何条件,E的方向即正电荷的受力方向。
(2)磁感应强度B的强弱由电流元受力定义,且必须垂直放置,不垂直时受力将减小,且力的大小与夹角的大小有关。B的方向与电流元受力的方向既不相同也不相反。
[针对训练2] (多选)关于试探电荷和电流元,下列说法正确的是(　 　)
A.试探电荷在电场中一定受到静电力的作用,静电力与所带电荷量的比值定义为电场强度的大小
B.电流元在磁场中一定受到磁场力的作用,磁场力与该段通电导线的长度和电流乘积的比值定义为磁感应强度的大小
C.试探电荷所受静电力的方向与电场方向相同或相反
D.电流元在磁场中所受磁场力的方向与磁场方向相同或相反
AC
如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫作匀强磁场。
磁感应强度是矢量
磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。在图 13.2-4 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。
垂直穿过平面的磁感应条数
垂直穿过时：φ=BS
不垂直穿过时：φ=BSsinθ
θ
在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯（weber），简称韦，符号是 Wb。
[例3] 如图所示,金属框架AOC处于与框架垂直的匀强磁场,∠AOC=45°,导体棒PQ与框架接触良好构成回路,且PQ⊥OC。
(1)若匀强磁场磁感应强度B=0.2 T,导体棒PQ从O点出发,向右以0.5 m/s 的速度匀速运动2 s时,回路的磁通量的变化量是多少
(2)在图中,若回路面积从S0=0.5 m2变成St=2.5 m2,B从B0=0.1 T变到Bt=0.4 T,则回路中的磁通量变化量是多少
解析:(2)初始时Φ0=B0S0=0.05 Wb
回路面积从S0=0.5 m2变到St=2.5 m2,B从B0=0.1 T变到Bt=0.4 T时的磁通量Φ2=BtSt=0.4×2.5 Wb=1 Wb
故回路中的磁通量的变化量ΔΦ2=Φ2-Φ0=1 Wb-0.05 Wb=0.95 Wb。
规律总结
磁通量大小的分析与判断
(1)定量计算
通过公式Φ=BS来定量计算磁通量时应注意的问题:
①明确磁场是否为匀强磁场,知道磁感应强度的大小。
②平面的面积S应为磁感线穿过的有效面积。当平面S与磁场方向不垂直时,应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角,准确找出有效面积。
③线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关,即磁通量的大小不受线圈匝数的影响。
(2)定性判断
磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”,当有不同方向的磁场同时穿过同一面积时,此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数和。
[针对训练3] 如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则(　 　)
A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2
C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.不能判断
C
将面积为6.0×10-4 m2 的圆面放入水平向右的匀强磁场中,圆面与磁感线之间的夹角为30°,如图所示。若穿过该圆面的磁通量为3.0×10-5 Wb,则此匀强磁场的磁感应强度B应等于(　　)
A
A.1.0×10-1 T B.5.8×10-2 TC.2.0×10-1 T D.1.8×10-9 T
归纳拓展
1.磁通量的计算
(1)公式:Φ=BS。
适用条件:①匀强磁场;②磁场与平面垂直。
(2)若磁场与平面不垂直,应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积,Φ=BScos θ。式中Scos θ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积,也称为“有效面积”(如图所示)。
2.磁通量的正、负
(1)磁通量是标量,但有正、负,若以磁感线从某一面上穿入时磁通量为正
值,则磁感线从此面穿出时即为负值。
(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁通量大小为Φ1,反向磁通量大小为Φ2,则穿过该平面的合磁通量Φ=Φ1-Φ2。
3.磁通量的变化量
(1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=B·ΔS。
(2)当B变化,S不变时,ΔΦ=ΔB·S。
(3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1。但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。
课堂小结