13.2 磁感应强度 磁通量 课件 (共27张PPT) 高一物理人教版（2019）必修第三册

(共27张PPT)
第2节 磁感应强度 磁通量
第十三章
电磁感应与电磁波初步
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？
问题导入？
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利用物理量之比定义物理量的方法。
2.知道磁感应强度的定义，理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位，并会用定义式进行相关计算。
3.知道匀强磁场，知道匀强磁场磁感线的特点。
4.理解磁通量的概念，会计算匀强磁场重通过某一面积的磁通量。
对放入其中的电荷有电场力的作用
3.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
电场强度:试探电荷所受电场力跟电荷量的比值
方向：正试探电荷的受力方向
2.如何描述电场的强弱和方向？
温故知新
1.电场的基本性质是什么？
知识点一：磁感应强度
电场
磁场
＋
研究试探电荷
在电场中的受力情况
电场强度
研究磁体或通电
导体在电场中的受力情况
磁感应强度
F
磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。
1.磁感应强度的方向
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。
2.磁感应强度的大小
思考1：能不能通过N极受力的大小来确定磁感应强度的大小呢？
断裂处形成新的N、S极
不能，因为小磁针不存在单独的一个磁极，它静止时两个磁极所受合力为零。
思考2：那么要如何研究磁感应强度的大小呢？
一段很短的通电导线，电流I与导线长度L的乘积IL就叫做电流元。
不存在孤立的电流元
匀强磁场中研究较长的一段通电导线，这样就能推知一小段电流元的受力情况了
那怎么求电流元的受力？
方法：用检验电流元来研究磁场强弱
电流元的作用与试探电荷的作用相似
实 验
探究影响通电导线受力的因素
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、放置的位置（导线与磁场方向平行、垂直及任意夹角受力情况不同）
实验方法：
控制变量法
①保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小。
长度不变，改变电流大小
电流越大，受力越大
②保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度。
电流不变，改变导线长度
长度越长，受力越大
F ∝L
F∝I
F∝IL
F = B·IL
推理：
分析了很多实验事实后人们认识到：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。
①式中B 是比例系数，它与导线长度和电流大小都没有关系。
F = BIL
②在同一磁场中，无论IL如何变化，B都是相同的。
③在不同磁场中，B 一般不同。
B是能够反映磁场性质的物理量，是由磁场自身决定的，是客观存在。
应用条件：通电导线与磁场方向垂直
3.磁感应强度（B）
（1）定义：
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。
（2）定义式：
B=（不成比例关系）
（3）单位：
特斯拉，简称特，符号是T
1T=1
（4）方向：磁感应强度是矢量,方向与该点磁场的方向一致
特斯拉Nikola Tesla
（1856—1943）
磁感应强度B 电场强度E
物理意义
定义式
大小
方向
场的 叠加
单位
磁感应强度与电场强度的比较
描述电场的力的性质的物理量
由磁场决定与检验电流无关
由电场决定与检验电荷无关
磁感线切线方向或
小磁针N极受力方向
电场线切线方向或
放入该点正电荷受力方向
合磁感应强度等于
各磁场的磁感应强度的矢量和
合电场强度等于
各电场的场强的矢量和
描述磁场的力的性质的物理量
1T=1N/(A)
1N/C=1V/
E=F/q
B=F/IL
跟踪导练
1.（多选）下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是(　　)
A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向
B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向
D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
BD
2.一根长 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。
解：
代入数据得：
B=
B=T=0.001875T
知识点二：匀强磁场
1.特点：
2.磁感线分布:
磁场强弱、方向处处相同的磁场
一些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，其中间区域的磁场。
I
跟踪导练
（多选）在某一磁场中放了两个小磁针,发现这两个小磁针仅在磁场力的作用下成如图所示的平行反向,则该磁场可能由下列哪些来产生 ( )
A．条形
B．两个靠得很近的异名磁极间存在的磁场
C．通电直导线
D．通电螺线管
ACD
知识点三：磁通量
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。则B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量 。
Φ=BS
（标量，S表示与磁场方向垂直的平面面积）
1.定义：
2.公式：
3.单位：
韦伯，符号：Wb 1Wb=1T·m2
磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。
Φ=BS
①当BS垂直时
②当B∥S时,磁通量Φ=0
③当磁场B与面积S不垂直：
4.磁通量的计算
Φ=BScosθ（θ为s与s'的夹角）s'为s在垂直磁场方向上的投影。
S⊥
B
S
（
θ
Φ=BS⊥
(有效面积)
=Scosθ
磁场方向的投影
1．磁通量是有正负的，若在某个面积有方向相反的磁场通过，求磁通量，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．--------标量
2．磁通量变化ΔΦ＝Φ2－Φ1是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即ΔΦ取决于末状态的磁通量Φ2与初状态磁通量Φ1的代数差。
注意事项
磁感应强度：
穿过单位面积的磁通量
思考与讨论
磁通量在今后的学习中有着重要应用。在图中，如果S2的面积增大，使穿过S1的磁感线都穿过S2，试着在图中画出来，穿过它们的磁通量有什么关系
相等
Φ=BS→B=
跟踪导练
1.四根平行的长直导体棒分别放置于竖直平面内的正方形的四个顶点，导体棒均垂直于正方形平面，均通有大小相等、方向如图所示的恒定电流，则正方形中心处O点的磁感应强度方向是（ ）
A. 竖直向上
B. 竖直向下
C. 水平向左
D. 水平向右
C
2.如图所示，有一水平向右的匀强磁场，磁感应强度为1T，在匀强磁场中固定一根与磁场方向垂直的通电直导线，其中通有垂直纸面向里的恒定电流以直导线为中心作一个圆，圆周上c处的磁感应强度恰好为零．则下列说法正确的是（ ）
A. a处磁感应强度也为零
B. a处磁感应强度为1T，方向水平向右
C. b处磁感应强度为T，方向与匀强磁场方向成45°角
D. d处磁感应强度为2T，方向水平向右
C
STSE
指南针与郑和下西洋
我国是最早在航海时使用指南针的国家。郑和下西洋的船队已经装备了罗盘，导航时兼用罗盘和观星，二者互相补充、互相修正。他的航海图叫做“针图”，图中的航线叫做“针路”。明清时期，我国海道针经一类书籍相当丰富。15世纪初成书的《顺风相送》《指南正经法》现藏于英国牛津大学图书馆。
一、磁感应强度
1.定义：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。
2.定义式：B=（不成比例关系）
3.单位：特斯拉，简称特，符号是T
4.方向：磁感应强度是矢量,方向与该点磁场的方向一致
二、匀强磁场
1.定义：磁场强弱、方向处处相同的磁场
2.匀强磁场磁感线的特点：一些间隔相同的平行直线
3.常见的匀强磁场
三、磁通量
1.定义，2.公式：Φ=BS
3.单位：韦伯，符号：Wb 1Wb=1T·m2