13.2磁感应强度 磁通量 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册(共16张PPT)

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第十二章 电磁感应与电磁波初步
第1节 磁感应强度 磁通量
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，说明磁场有强弱之分，那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？
电场的基本性质是什么？
对放入其中的电荷
有电场力的作用
磁场的基本性质是什么？
对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用
用电场强度E 描述电场的强弱和方向 (用试探电荷所受电场力跟电荷量的比值表示其强弱,用正试探电荷的受力方向表示其方向.)
如何描述电场的强弱和方向？
如何描述磁场的强弱和方向？
能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
类比“电场”与“磁场”
思考1：要确定A点磁场的强弱，能否在A点放置一个磁极，用其所受的磁场力的大小来确定该点磁场的强弱？
不能，因为磁极总是成对出现的，不存在单个磁极。
思考2：能否在A点放置一个小磁针，用小磁针受力的情况来研究？
不能。小磁针N极和S极均受力。
思考3：磁场除了对磁体外，还对什么物体有力的作用呢？
场不仅能对磁体有作用力，还对通电导线有作用力。
可在A处放一段很短的通电导线，通过分析导线的受力，就可以确定A点的磁场强弱。
实验发现：（通电导线与磁场方向垂直）
①.只改变导线中电流： I →2I→3I…时，磁场力:F→2F→3F… 即 F∝I
②.只改变通电导线的长度：L→2L→3L…时，磁场力：F→2F→3F… 即F∝L
很短一段通电导线中电流I 与导线长度L 的乘积IL 叫作电流元，相当于静电场中的“试探电荷”，是一种理想模型
进一步研究发现：在A点放置不同的通电导线，都满足F∝IL ，即F与IL的比值相等；若将同一通电导线放置在不同磁场中，F与IL的比值一般不同。物理学中用这个比值来表征磁场的强弱，叫作磁感应强度，用B表示。
一、磁感应强度
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。
（国际单位制中） 特斯拉，简称 特，符号 T
磁感应强度是矢量，方向与该点磁场的方向一致。
2、公式：
5、意义：描述磁场的强弱和方向的物理量
6、注意点：①.磁感应强度B与L、I、F 均无关，与场源和该点的位置有关。
②.用B=F/ IL计算时，导线电流的方向与磁场方向必须垂直。
③.若某一空间同时存在几个磁场，其中某点的磁感应强度由这几个磁场叠加而成，用平行四边形法则运算。
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
二、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
3.常见的匀强磁场:
4、匀强磁场的磁感线：
二、匀强磁场
三、磁通量
s1
s2
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？
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。
1. 定义: 磁感应强度 B 与垂直磁场方向的有效面积 S 的乘积
2. 定义式: Φ = BS⊥ ( 适用条件: 匀强磁场且B与S垂直 )
①.当B⊥S 时: Φ =BS （S 为有磁场通过的面积大小）
②.若B 与S 成夹角θ，则 Φ＝BScosθ
（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”）
③.当B∥S 时,磁通量 Φ =0
3. 单位: 韦伯，简称韦 符号为 Wb
1 Wb＝1 T·m2
4. 物理意义: 表示穿过某一面积的磁感线条数的多少
三、磁通量
三、磁通量
5. 磁通量是标量，有正负。
①其正负表示磁感线穿过面积的方向与规定的正方向相同还是相反．
②若在某个面积有方向相反的磁场通过，求磁通量时，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和．
6. 变形式 : 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。(磁感应强度又叫磁通密度)
7. 磁通量的变化量: ΔΦ＝Φ2－Φ1
①. B不变，S变化: ΔΦ ＝BΔS
②. B变化，S不变: ΔΦ ＝ΔBS
③. B和S同时变化: ΔΦ ≠ΔBΔS
例1、关于电场和磁场，下列说法正确的是（　C　）
A．电场和电场线都是真实存在的
B．磁场和磁感线都是假想的
C．将电荷放入电场中一定会受到电场力的作用
D．将通电导线放入磁场中一定会受到安培力的作用
例2、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（ D ）
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，受力大小处处相同
D．磁感应强度的大小跟放在磁场中的通电导线受力的大小无关
例3、在匀强磁场中,垂直于磁场方向放置一根长度为20 cm、电流为1 A的通电直导线,导线受到的磁场力大小为0.2 N。则(　 A 　)
A.匀强磁场的磁感应强度大小为1 T
B.匀强磁场的磁感应强度大小为0.01 T
C.将通电导线从磁场中撤走,磁感应强度变为0
D.将通电导线从磁场中撤走,磁感应强度大小变为零
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。关于穿过框架的磁通量,下列说法错误的是(　D　)
A.在如图所示位置时磁通量等于BS
B.若使框架绕OO'转过60°角,磁通量为BS/2
C.若从初始位置绕OO'转过90°角,磁通量为零
D.若从初始位置绕OO'转过180°角,磁通量变化为零
课堂小结