3.2磁感应强度磁通量（教学课件）——高中物理教科版（2019）必修第三册(共32张PPT)

(共32张PPT)
第三章 电磁场与电磁波初步
3.2磁感应强度 磁通量
教科版（2019）高中物理必修第三册
目 录
1
2
3
4
新课导入
学习目标
新课讲解
经典例题
5
课堂练习
6
课堂小结
思考：磁场有强弱之分，那么我们怎样定量地描述磁场强弱呢？
提醒：在研究电场时，引入了电场强度来描述电场的强弱，磁场可以类比于电场
一、磁感应强度
电场
正试探电荷的受力方向
磁场
小磁针N极的受力方向
物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向
1. 方向：
思考1：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究？
不能。小磁针静止时所受的合力为零，小磁针N极和S极均受力，而N极不能单独存在，因而不能用测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小。
场不仅能对磁体有作用力，还对通电导线有作用力！
思考2：那磁场还对什么物体有力的作用呢？
思考3：为研究空间某点的磁场，放入其中的通电导线应满足什么特点？
足够小
2、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
3、定义式：
4、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
1T=1N/A·m
5、方向：磁感应强度是矢量，方向与该点磁场的方向一致，即小磁针N极的受力方向
5、对磁感应强度的理解
⑴B反映什么性质？
B是表示磁场强弱和方向的物理量，是由磁场自身因素决定的，跟磁场中是否存在通电导线无关，与通电导线是否受力无关，即B与L、I、F无关。B的方向是该处磁场的方向，而不是F的方向。
⑵用B=F/IL计算时，要注意什么问题？
a、只有当导线电流的方向与磁场方向垂直才能利用这个公式计算磁感应强度的大小
b、计算过程中还应注意单位的统一
c、导线与磁场方向平行时不受磁场力的作用，但B不会发生变化
实验：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面上，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线水平悬挂在磁体的两极间，导线的方向与磁场的方向垂直。
实验步骤：
(1)当电路接在“2、3”时，调节滑动变阻器使导线中的电流增大时，观察直导线摆动角度的大小，发现角度变大，说明什么？
结论：长度相同时，电流越大，导线受磁场力越大。
(2)当电路接在“2、3”时，观察直导线摆动角度的大小；然后把电路改接在“1、4”，发现角度变大，说明什么？
结论：电流相同时，长度越长，通电导线受力越大。
本实验采用的方法为：控制变量法
垂直：F最大
平行：F=0
当通电导线和磁场方向垂直时，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I l成正比，也就是：
B与I和l都没有关系。
比例系数B与磁场有关，描述了磁场的性质
一些磁场的磁感应强度
二、匀强磁场
1. 定义：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场
②通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)：
这部分磁场有什么特点？
2. 产生方法：
①距离很近的两个异名磁极之间的磁场(除边缘部分外)：
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：
如何比较S1和S2处的磁场强弱？
磁感线的疏密程度
三、磁通量
1.定义：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，我们把 B 与 S 的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。
2.公式：
韦伯，韦， Wb
3.单位：
4.适用条件：
（1）匀强磁场；
（2）磁感线与平面垂直。
5.有效面积
，式中 即面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积”。
★磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数
6.磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数。
θ
Φ最大
Φ较小
Φ=0
Φ=0
S
B
S
B
7.磁通量是标量，但有正负，当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，磁通量即为负值。
8.磁通量的变化量
(1)当B 不变，有效面积S变化时，
(2)当B 变化，有效面积S不变时，
(3)当B 和有效面积S都变化时，
典例分析
例1. 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，导线长l = 1cm，电流强度I = 2.5A，若它所受的磁场力F = 0.05N
（1）求这个位置的磁感应强度B多大？
（2）若导线中电流强度变为5A，这个位置的磁感应强度B多大？该通电导线受到 的磁场力多大？
2T
2T；0.1N
典例分析
例2. 关于匀强磁场，下列说法中正确的是( )
A．在某一磁场中，若有无数处磁感应强度相同，这个区域里的磁场就是匀强磁场
B．只要磁感线是直线，该处的磁场一定是匀强磁场
C．匀强磁场中的磁感线，必定是相互平行且间距相等的直线
D．距离很近的两个异名磁极之间及通电螺线管内部靠近中间部分的磁场，都可视
为匀强磁场
CD
典例分析
例3. 下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法，正确的是( )
A. 电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同
B. 电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同
C. 磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同
D. 磁感应强度的方向与小磁针静止后N极所指的方向相同
BCD
典例分析
北
南
西
东
例4. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示，则下列说法不正确的是( )
A. 地理南、北极与地磁南、北极不重合
B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D. 地磁场可能是由带负电的地球自转形成的
C
课堂练习
1. 关于磁通量的概念，下列说法正确的是( )
A. 磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量
B. 在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过
b线圈的大
C. 磁通量大，磁感应强度不一定大
D. 把某线圈放在磁场中的M、N两点，若放在M处的磁通量比在N处的大，则M
处的磁感应强度一定比N处大
C
课堂练习
例2. 如图所示，一矩形线框，从abcd位置运动到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是（线框平行于纸面移动）( )
A．一直增加 B．一直减少
C．先增加后减少 D．先增加后减少到零，之后又增加再减少
D
课堂练习
2.(多选)把一小段通电直导线垂直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
A　　　　 B　　　　C　　　　 D
课堂练习
解析：
磁感应强度的大小和方向由磁场自身决定，不随F或Il的变化而变化，故B正确，D错误；当导线垂直于磁场放置时，有B＝，即F＝ Il B。所以B不变的情况下F与Il成正比，故A错误，C正确。
课堂练习
3.关于磁感应强度的定义式B＝，下列说法正确的是(　　)
A．电流元在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于
B．磁感应强度的大小与成反比，与F成正比
C．磁感应强度就是电流元所受的磁场力F与的比值
D．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元
无关
D
课堂练习
解析：若电流元不是垂直放置在磁场中时所受的磁场力为F，则磁感应强度B不等于，A错误；磁感应强度与电流元受到的力的大小无关，与电流元也无关，故B、C错误，D正确。
课堂练习
4. 关于磁感应强度B、电流I、导线长度l和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是(　　)
A．在B＝0的地方，F一定等于零
B．在F＝0的地方，B一定等于零
C．若B＝1 T，I＝1 A， l ＝1 m，则F一定等于1 N
D．若l ＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T
A
课堂小结
感谢观看
THANK YOU