高中物理 人教版 必修第三册 13.2磁感应强度磁通量 课件(共39张PPT)

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件
13.2磁感应强度
磁通量
磁感应强度
匀强磁场
磁通量
01
02
03
目录
CONTENTS
磁感应强度
PART 1
巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，实验室中的小磁体只能吸起几枚铁钉。磁体磁性的强弱，表现为它所产生的磁场对磁性物同或电流的作用力的强弱，也就是说磁场也有强弱之分。那么我们怎样定量地认识和描达磁场的强弱呢
我们已经知道的领域：电场
电场的基本特性是什么
对放入其中的电荷有力的作用
电场强度：试探电荷所受电场力与电荷量的比值
如何描述电场的强弱
规定正电荷受力方
向为电场强度方向
我们要探索的领域：磁场
磁场的基本特性是什么
对放入其中的磁体或通电导体有力的作用
如何描述磁场的强弱
用类似电场的研究方法，找出表示磁场方向和强弱的物理量。--类比法
类比思想的应用
电场
电场强度
磁场
磁场强度
磁感应强度
方向
正试探电荷的受力方向
大小
F/q
方向
大小
小磁针静止时N极所指的方向
？ ？
一、磁感应强度
1.物理意义：反映磁场的强弱和方向的物理量。
2.方向：把小磁针的N极（北极）受力方向或者小磁针静止时N极的指向规定为该点的磁场方向，亦即磁感应强度的方向.
磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究？
不能。因为N极不能单独存在。小磁针静止时是所受的合力为零(小磁针N极和S极受力方向相反)，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
磁场不仅能对磁体有作用力，还对通电导体有作用力。能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱？
3.电流元：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IL叫做电流元
① 理想模型
② 不存在孤立的电流元
③ 可以用较长的通电导线来检
验匀强磁场
4.对电流元的理解：
通电导线所受到的磁场力与什么有关呢？
磁场
放置位置
电流大小
磁场中导线长度
（相同的磁场）
（通电导线与磁场方向垂直）
控制变量
影响通电导线受力的因素
精确的实验表明：
通电导线与磁场方向垂直时
当 L 不变，I 越大，F 越大
当 I 不变，L 越长，F 越大
F∝IL
精确的实验表明，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的乘积成正比.
用公式表示为：
式中B为比例系数
F=BIL
(1)在同一磁场中，不管I、L如何改变，比值B总是不变的
(2)I、L不变，但在不同的磁场中，比值B是不同的
4.磁感应强度的定义：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
5.定义式：
6.单位：
7.磁感应强度是矢量
1T=1N/A·m
特斯拉，简称特，国际符号是T
8.对公式B＝F／IL的几点说明：
1.磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同，但绝非电流的受力方向
3.B是由磁场本身决定的，在电流I、导线长度L相同的情况下，电流所受的力越大，比值B越大，表示磁场越强
2.磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的，和小磁针、电流的存在与否无关
4.若某一空间同时存在几个磁场，空间的磁场应由这几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度为B，则有：……（矢量和） ，用平行四边形法则运算。
磁感应强度B 电场强度E
物理意义 描述磁场力的性质的物理量 描述电场力的性质的物理量
定义式
大小 由磁场决定与通电导线无关 由电场决定与试探电荷无关
方向 磁感线切线方向或小磁针静止时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
场的叠加 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
单位 1 T＝1 N/(A·m) 1 N/C＝1 V/m
特别提醒：(1)将点电荷放入电场中，F＝qE不需要任何条件。(2)磁感应强度的强弱由电流受力定义，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。
9.磁感应强度和电场强度的区别
例1.（单选）(2024湖北襄阳月考)关于磁感应强度B,下列说法正确的是(　　)　　　　　　　　　　
A.磁感应强度的方向就是置于该点的小磁针S极受力方向
B.根据磁感应强度的定义式B=可知,磁感应强度B与F成正比,与IL成反比
C.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度一定为零
D.一小段通电导线放在磁感应强度为零处,它所受的磁场力一定为零
D
例2. （单选）(2024山东潍坊期中)一段长为0.5 m的导线放在匀强磁场中,当通过4 A的电流时,受到磁场力的大小为4 N,则该磁场的磁感应强度大小可能是(　　)
A.3 T　　B.1.5 T　　C.1 T　　D.0.2 T
A
例3.（多选）(2024陕西宝鸡期中)如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O为半圆弧的圆心,∠MOP=90°,在M、P处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有垂直纸面向里、大小相等的恒定电流,这时O点的磁感应强度大小为B0。若将M处长直导线移走,则O点的磁感应强度的大小和方向为(　　)
A.大小为B0 B.大小为B0
C.方向由O指向N
D.方向与ON成45°角斜向右下
AC
例4.在磁场中放入一条通电导线,导线与磁场垂直,导线长度为
15 cm,电流为5 A,所受到的磁场力为1.5 N。
(1)该位置处的磁感应强度为多大
(2)若将该电流撤去,该位置的磁感应强度为多大
(3)若将通电导线跟磁场平行放置,该导线受到的磁场力为多大
(2)该处的磁感应强度不变,B=2 T。
(3)通电导线平行磁场放置时,所受磁场力为零,F=0。
答案:(1)2 T　(2)2 T　(3)0
匀强磁场
PART 2
二、匀强磁场
1.定义:如果磁场中各点的磁感应强度大小相等、方向相同,这样的磁场就叫作匀强磁场。
2.匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线。
B
3.实例:距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场(图甲),除边缘部分外,可以认为是匀强磁场;两个平行放置较近的线圈通电时,其中间区域的磁场近似为匀强磁场(图乙)。
磁通量
PART 3
A
B
图中A、B两处磁感线的疏密不同，这种不同如何来体现呢？也就是说，我们是怎样判断出A、B两处磁感线的疏密是不同的？
在A、B两处，垂直于纸面方向取同样的面积S ，穿过相同面积磁感线条数多的地方磁感线就密，磁感应强度就大，磁场就强。
研究电磁感应现象时，需要明确穿过某一面积的磁感线的多少，和它的变化情况，我们引入一个新的物理量——磁通量。
2表达式：
Φ＝BS⊥
3单位：
韦伯（韦）Wb
1 Wb ＝ 1T·m2
S⊥是垂直于磁感应强度方向的有效投影面积
4标量：
1定义：
穿过某一面的磁感线的多少，叫做这个面的磁通量。
磁通量有正负：
正负表示磁感线从 哪个面穿入，运算遵循标量运算法则----代数求和。
如图，用黄色、蓝色区分平面的两个面。如果规定磁感线从平面的蓝色面穿入，磁通量为正；那么当磁感线从平面的黄色面穿入，磁通量就为负
三、磁通量
=BSsinθ
Φ=B⊥S
S
B
θ
③B与S成θ角：
Φ=BS
①B⊥S：
②B//S：
Φ=0
5.磁通量的计算：
S
B
S⊥
S
B
θ
=BScosθ
Φ=BS⊥
S
B
分解磁场法
面积投影法
同一平面垂直磁场方向放置，在磁感应强度越大的地方，磁感线分布越密集，穿过该平面的磁通量越大。
当B垂直S时：
表示单位面积上的磁通量，反映磁感线的疏密。
6.磁感应强度数值上等于垂直穿过单位面积的磁通量。
7.磁通量与线圈的匝数无关 。
N匝线圈呢？
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.条形磁体腰部套圈磁通量为内外磁通量之差，，外部的抵消内部的
磁通量变化ΔФ ＝Ф2－Ф1是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即ΔФ取决于末状态的磁通量Ф2与初状态磁通量Ф1的代数差
磁通量的变化一般有四种形式：
1、B不变，有效面积S变化
2、B变化，S不变
3、B和S同时变化 4.B 和S大小都不变,但两者之间的夹角变
9.磁通量的变化量
ΔΦ＝Φ2－Φ1
末态磁通量
初态磁通量
磁通量的变化量 举例或注意事项
B不变,S变 ΔΦ=B·ΔS
例:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时
B变,S不变 ΔΦ=ΔB·S
例:线圈与磁体之间发生相对运动时
磁通量的变化量 举例或注意事项
B和S都变 ΔΦ=B2S2-B1S1 注意:此时由ΔΦ=Φt-Φ0计算并判断磁通量是否变化,ΔΦ≠ΔB·ΔS
B和S大小都不变,但两者之间的夹角变 ΔΦ=BS(sin θ2-sin θ1)
例:线圈在磁场中转动时
例5、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
例6.(单选)(2024江西“三新”协同教研共同体月考)如图所示,矩形线框abcd位于纸面内,面积为S,匝数为N,过ab中点和cd中点的直线OO'恰好位于垂直纸面向外的匀强磁场的右边界上,已知匀强磁场的磁感应强度为B。若线框从图示位置以OO'为轴按图示方向匀速转动,下列说法正确的是(　　)
A.磁通量有正负,所以是矢量
B.图示位置时穿过线框的磁通量为NBS
C.使线框从图示位置转动60°时,穿过线框的磁通量为BS
D.使线框从图示位置转动180°,则穿过线框的磁通量变化量大小为BS
D
第二部分 点击在此输入你的标题内容
例7. (单选)((2024山东聊城期中)在一空间内的两个区域有方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场,如图所示,纸面内半径为a的圆形区域内分布着垂直纸面向外的磁场,纸面内其他区域分布着垂直纸面向内的磁场,纸面内有一半径为b(b>a)的圆形线圈,线圈与半径为a的圆形区域是同心圆。若两个磁场的磁感应强度大小由B减小为,则此过程中穿过该线圈磁通量的变化量的大小为(　　)
A.πB(b2-a2)　　B.πB(b2-2a2)
C.πB(b2-a2)　　D.πB(b2-2a2)
D
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