13.2 磁感应强度 磁通量 (共25张PPT) 课件 2024-2025学年高一物理人教版（2019）必修第三册

(共25张PPT)
13.2 磁感应强度 磁通量
1. 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？
2. 我国上海浦东有一段线路是磁悬浮列车运行线路。如何计算磁感应强度的大小才能使列车悬浮？
一、磁感应强度
问题1：用小磁针可以判断空间某点磁场的方向，那么能用它确定磁场强弱吗？
不能。
因为小磁针不会单独存在一个磁极，小磁针静止时，
两个磁极所受合力为零。
问题2：在研究电场时，我们通过分析检验电荷在电场中的受力情况引入了电场强度这个物理量，用它来描述电场的强弱和方向。我们可以用类似的方法，找出表示磁场强弱和方向的物理量吗？
磁场强弱
电场强弱
电场强度
电场的方向
类比法
？
问题3：如何研究空间中某点的磁场？
为研究空间某点的磁场，可以考虑在该处放一段很短的通电导线，分析它受到的力。
在物理学中，把很短一段通电导线中的电流 I 与导线长度 l 的乘积 I l 叫作电流元。
微元思想
问题4：磁场对放入其中的磁体和电流都有力的作用，怎样用电流确定磁场强弱？
保持电流恒定，通过换不同的磁铁，观察导体棒的偏离程度判断磁场的强弱。
控制变量法
磁场对电流的作用力大小跟哪些因素有关呢？
视频中的实验方法是什么？
电流、导线的长度
控制变量法
实验：探究影响通电导体受力的因素
操作1：保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。
操作2：保持电流不变，改变导线通电部分的长度。
结论：通电导线长度一定时，电流越大，
导线所受磁场力就越大。
结论：电流一定时，通电导线越长，磁场力越大。
实验操作及结论
操作3：部分学生实验器材有电磁铁，可通过改变电流改变
磁场强弱，探究磁场对电流的作用力跟磁场强弱的关系。
结论：通电导线长度一定，电流不变时，
磁场越强，磁场对电流的作用力越大。
磁感应强度
磁场的方向
思考与讨论：在研究电场时，我们通过分析检验电荷在电场中的受力情况引入了电场强度这个物理量，用它来描述电场的强弱和方向。我们可以用类似的方法，找出表示磁场强弱和方向的物理量吗？
磁场强弱
电场强弱
电场强度
电场的方向
类比法
？
1. 磁感应强度：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，即
2.关于磁感应强度的理解
(1)导线很短，B就是导线所在处的磁感应强度。
(2)物理意义：磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量。
梳理深化
一、磁感应强度
(3)单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，
国际符号是T。
(4)方向：磁感应强度是矢量。
在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，即小磁针
静止时北极(N)所指的方向，就是该点的磁场方向，即磁感应
强度的方向。
练一练：关于磁感应强度下列说法中正确的是( )
A．由B=F/IL 知，磁感应强度的大小与IL乘积成反比，与F成正比
B．无论I的方向如何都可由B= F/IL求磁感应强度的大小
C．磁场中某处磁感应强度方向与小磁针在该处所受的磁场力的方向相同
D.磁场中某点的磁感应强度大小是由磁场本身因素决定的，而与有无检验电流无关
D
练一练：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
观看图片学生思考讨论下列问题：
问题1：电场强度处处相同的电场是匀强电场，由此能否类比出匀强磁场？
问题2：匀强磁场可以怎样得到？
二、匀强磁场
匀强磁场：磁感应强度的大小
相等、方向相同的磁场；
注意：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。
1.匀强磁场：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。
2. 匀强磁场的磁感线用一些间隔相等的平行直线表示；
3.磁场的基本性质是对放在其中的磁体和电流产生磁场力的作用。
二、匀强磁场
梳理深化
观察图片，思考讨论：
磁场的强弱可以用磁感线的疏密程度来描述，磁感线的疏密程度的
不同是如何体现的呢？
三、磁通量
用磁通量来体现磁感线的疏密
平行放置通电线圈
穿过两个面积相同的线圈，磁感线条数不同
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，把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。
观察视频，思考如何计算磁通量的大小。
练一练：关于匀强磁场和匀强电场，下列说法正确的是（　　）
A．匀强磁场里的磁感线是平行直线但不一定等间距
B．匀强电场里的电场线是平行直线但也不一定等间距
C．在匀强磁场中，磁感应强度的大小不一定处处相等
D．在匀强电场中，电场强度的方向和大小处处相同
D
1、磁通量的表达式：Φ ＝ BS。
2、磁通量的理解
（1）对于磁通量的计算要注意条件，即B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度，S是线圈面积在与磁场方向垂直的平面上的投影面积。
（2）磁通量是标量，但有正、负之分。
（3）单位：韦伯，简称韦，符号Wb。1Wb = 1T·m2
（4）磁感应强度的另一种定义（磁通密度）:即B = ，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，并且用Wb/m2做单位（磁感应强度的另一种单位）。所以1T = 1 Wb/m2 = 1N/A·m。
三、磁通量
梳理深化
3、磁通量的计算
Φ ＝ BS′=BScosα
Φ ＝ BS
练一练：如图所示，两个同心放置的平面金属圆环，磁场垂直于圆环从纸面穿出，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
b
C
当B⊥S垂直时：Φ=BS（S为有磁场通过的面积大小）
练一练：如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂 直，则穿过两环的磁通量Фa和Фb大小关系为( )
A.均向上，Фa＞Фb
B.均向下，Фa＜Фb?
C.均向上，Фa＝Фb
D.均向下，无法比较
A
当磁体⊥S垂直时：Φ=BS（B要考虑内部和外部的磁场叠加）
练一练：如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积 之间的关系为 S1 ＞ S2 = S3 ，且 “3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为 Φ1 、 Φ2 、 Φ3 则它们的大小关系是( )
A. Φ1 > Φ2 > Φ3 B. Φ1 > Φ2 = Φ3
C. Φ1 < Φ2 < Φ3 D. Φ1 < Φ2 = Φ3
N
S
1
2
3
C
磁感应强度 磁通量