普通高中课程标准实验教科书—物理选修3－1[人教版]
第三章 磁 场
3.2 磁感应强度
★新课标要求
（一）知识与技能
1、理解磁感应强度B的定义，知道B的单位是特斯拉。
2、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
3、会用公式F=BIL解答有关问题。
（二）过程与方法
1、使学生知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。
2、通过演示实验，分析总结，获取知识。
（三）情感、态度与价值观
使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。
★教学重点
磁感应强度的物理意义
★教学难点
磁感应强度概念的建立。
★教学方法
实验分析法、讲授法
★教学用具：
磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、投影仪、投影片
★教学过程
（一）引入新课
教师：磁场不仅具有方向，而且也具有强弱，为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量。怎样的物理量能够起到这样的作用呢？紧接着教师提问以下问题。
（1）用哪个物理量来描述电场的强弱和方向？
［学生答］用电场强度来描述电场的强弱和方向。
2、电场强度是如何定义的？其定义式是什么？
［学生答］电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的，其定义式为E=。
过渡语：今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度。
（二）进行新课
1、磁感应强度的方向
教师：电场和磁场都是客观存在的。电场有强弱和方向，磁场也有强弱和方向。大家想一下，电场强度的方向是如何规定的？对研究磁感应强度的方向你有何启发？
学生：规定正电荷所受电场力的方向为该点的电场强度的方向。场强的方向是从电荷受力的角度规定的。小磁针放入磁场中会受到磁场力的作用，因此，磁场的方向可以从小磁针受力的角度规定。
教师指出：在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向，亦即磁感应强度的方向。
教师：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究？
学生讨论：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，因此无法从小磁针受力的角度确定磁场的强弱。既无法定义磁感应强度的大小。
教师：那我么如何研究磁感应强度的大小呢？
学生：从电流在磁场中受力的角度去研究。
2、磁感应强度的大小
教师指出：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。但要使导线中有电流，就要把它连接到电源上，所以孤立的电流元是不存在的。那我们怎样研究磁场中某点的磁感应强度呢？
学生讨论：可以在磁场的强弱和方向都相同的匀强磁场中，研究较长的一段通电导线的受力情况，从而推知一小段电流元的受力情况。
[演示实验] 如图所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的，将一根直导线悬挂在磁铁的两极间，有电流通过时导线将摆动一个角度，通过这个角度我们可以比较磁场力的大小，分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度，电流强度由外部电路控制。
（1）先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。
［学生分析得出结论］通电导线长度一定时，电流越大，导线所受磁场力就越大。
（2）然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。
［学生分析得出结论］电流一定时，通电导线越长，磁场力越大。
教师讲解：精确的实验表明，通电导线在磁场中受到的磁场力的大小，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F=BIL，式中B为比例系数。
教师问：B有何物理意义呢？
［演示］在不同的蹄形磁铁的磁场中做上面的实验。
［教师引导学生分析计算得］
（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。
可见，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，电流所受的磁场力越大，比值B越大，表示磁场越强。
师生总结，得出磁感应强度的定义：
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。
即
说明：如果导线很短很短，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。
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。
1 T=1
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，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向，亦即磁感应强度的方向。
（投影）让学生了解特斯拉。
（投影）了解一些磁场的磁感应强度
（三）课堂总结、点评
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）实例探究
☆对磁感应强度的理解
【例1】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（ ）?
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，受力大小和方向处处相同
D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
解析：正确答案是D。因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关。所以A选项错，D选项正确。
因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B选项错，对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的（导线与磁场垂直时受磁场力最大，与磁场平行时受磁场力为零），而Ｃ选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以Ｃ选项错。
答案：D
说明：（1）磁场中某点磁感应强度的大小与通电导线的受力无关，由磁场本身决定。（2）通电导线在磁场中的受力不仅与磁感应强度有关，还跟导线的位置取向有关。
【例2】下列说法中错误的是（ ）
A．磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值
B．一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场
C．一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在B处大，则A处磁感应强度比B处的磁感应强度大
D．因为B =F／IL，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比
答案：ABCD
【例3】一根导线长0.2m，通过3A的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是6×10-2N，则该处的磁感应强度B的大小是_____T；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是_____T。
解析：由磁感应强度的定义式
得
T=0.1T
当导线的长度和电流都减小一半，磁感应强度的大小不变，仍为0.1T。
答案：0.1T；0.1T
★课余作业
1、课下阅读课本第89页科学漫步《地球磁场与古地质学》
2、完成P90“问题与练习”第1、2、3题。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
课件24张PPT。二、磁感应强度 磁场不仅具有方向性，而且各处的强弱也可能不同，靠近磁极或电流处的磁场较强，为了反映磁场的基本特性（具有力的性质），反映磁场不仅具有方向而且还有强弱，我们将引入一个叫做磁感应强度的物理量加以定量地描述．大量实验表明：磁场对放于其中的通电的直导线有力的作用，这个力叫安培力．当I与B垂直时：安培力的大小为：F=BIL 此式表明：安培力大小与电流的大小，与通电导线在磁场中的长度成正比，与磁感应强度B成正比. 在通电导线平行于磁场方向时，安培力为零一、安培力，磁感应强度 演示实验：磁感应强度：（1）在同一磁场中的某处，不管电流I、导线长度L怎样变．但导线所受的安培力F跟IL的比值保持不变，对不同的磁场或磁场中的不同处，这一比值一般是不同的．
（2）比值F/IL与放入的通电导线无关，反映了磁场本身的特性（力的性质），为了反映这一特性我们引入物理量磁感应强度B． 定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做磁感应强度．（电流与磁场垂直） B是矢量，在国际单位制中B的单位是特斯拉，简称特，符号是T．1T＝1N/A·m． 需要注意：（1）磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量，跟磁场中是否存在通电导线无关．
（2）B的大小表示磁场的强弱，B越大表示磁场越强．
（3）为了让B不仅能反映磁场的强弱，还能反映磁场具有方向性，我们把磁场中某一点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向．例题：关于磁感应强度，下列说法正确的是（）
A．由B=F/IL可知：磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线中电流I的减小而增大
B．由B=F/IL可知：磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线所受的磁场力F的增大而增大
C．通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度不一定为零
D．放置在磁场中1m长的通电导线，通过1A的电流，受到的安培力为1N，则该处的磁感应强度就是1T．解析： 磁感应强度是反映磁场本身力的特性的物理量，与是否存在通电导线，电流的大小，导线的长度，导线的放置方向均无关．通电导线在磁场中垂直磁场放置时所受的安培力F=BIL最大，平行磁场放置时所受的安培力最小，等于零．
所以，正确选项为C． 匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场．
（1）匀强磁场的实例：相距很近的两平行的异名磁极间的磁场；通电的长直螺线管内部（边缘部分除外）的磁场．
（2）匀强磁场的磁感线分布是一组等间隔的平行线．
磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线越密的地方表示磁感强度越大．二、左手定则：安培力的方向：既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，即安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面．
安培力的方向可以用左手定则判定．左手定则：
伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．例2、垂直放在磁场中的通电导线如图放置，并已标明电流强度、磁感应强度、安培力三个量中的其中两个物理量的方向，试标出第三个物理量的方向FBBFI小结：磁感应强度B是描写磁场强弱和方向的物理量，其方向规定为该处的磁场方向．
安培力大小F=BIL，其方向由左手定则判定． 第二课时复习提问：
1、磁感应强度的定义及定义式？理解这个定义要注意些什么？
2、安培力的判定法则（左手定则）的内容？巩固练习1、下列说法正确的是：
A、 磁场中某处磁感强度的大小，等于长为L通以电流I的一小段导线放在该处时所受磁场力F与IL乘积的比值。
B、一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用，则该处的磁感强度为零。
C、因为B=F/IL，所以磁场中某处的磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F的大小成正比，与IL的大小成反比。
D、磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关。√2、下列关于磁感应强度的说法中，正确的是：
A、同一根导线，通有相同的电流，受到磁场力大的地方磁感应强度大
B、通电导线若在某处不受磁场力，则该处磁感应强度必为零
C、某处的磁感应强度与放在该处的通电导线受到磁场力无关
D、磁感线的走向就是磁感应强度减少的方向√4、画出各图中安培力的方向BB?IFFFFFFFFF安培力作用下通电导线或线圈的运动方向 （一）直接判断：先分析导线或线圈所在位置的磁感线情况，然后根据左手定则判定安培力的方向，再进行分析：abFF几种特殊：
1.电流元分析法：把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段就是一个电流元。先用左手定则判断出其中每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方向。
例：如图把轻质导线圈挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图方向的电流后，判断线圈如何运动？例、如图所示，蹄形磁铁固定，通电直导线AB可自由运动，当导线中通以图示方向的电流时，俯视导体，导体AB将（AB的重力不计）
A、逆时针转动，同时向下运动
B、顺时针转动，同时向下运动
C、顺时针转动，同时向上运动
D、逆时针转动，同时向上运动2。特殊位置法：根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置。3。等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁或小磁针也可以等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。例.如图在条形磁铁N极处悬挂一个线圈，当线圈中通有逆时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？ 4。利用平行电流相互作用分析法：同向平行电流相互吸引，异向平行电流相互排斥。两个电流总有作用到方向相同且靠近的趋势。安培力的综合应用例.如图所示质量为m=50g的铜棒，长L＝10cm，用长度均为L的两根软导线水平地悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1/3T，通电后，棒向纸外偏转的最大偏角θ＝37°，此铜棒中电流的大小为多少？Bθθ例、如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果ab静止在水平导轨上。若磁场方向与水平导轨成θ角，求：
（1）棒ab受到的摩擦力；
（2）棒对导轨的压力。
