5.3 磁感应强度 磁通量 课件 (5)

课件36张PPT。第3节　磁感应强度　磁通量一、磁感应强度
1．大小：穿过垂直于磁感线的__________的磁感线条数等于该处的___________，在国际单位制中的单位是：_______，简称特，国际符号：___,1 T＝1 N/(A·m)．单位面积磁感应强度特斯拉T2．方向：磁感应强度是一个既有大小又有方向的物理量，是_____，磁场中某点的磁感应强度方向是该点的_____方向，也就是放在该点的小磁针___极的受力方向．
3．物理意义：描述磁场的____及____的物理量．矢量磁场N强弱方向4．匀强磁场
(1)在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度_____和_____都相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场．
(2)磁感线分布特点：一组平行且_____的直线.
5．磁场的叠加
如果几个磁场同时存在，它们的磁场就互相叠加，这时某点的____________就等于各个磁场在该点磁感应强度的________．大小方向等距磁感应强度矢量和想一想
1．如何用磁感线描述磁场的方向及大小？
提示：磁感线上各点的切线方向就是该点磁感应强度的方向，磁感线疏的地方磁感应强度小，磁感线密的地方磁感应强度大．二、磁通量
1．定义：磁场中穿过某一面积S的_____________定义为穿过该面积的磁通量．
2．匀强磁场中磁通量的计算：在磁感应强度为B的匀强磁场中，穿过与磁场方向垂直、面积为S的平面的磁通量是：Φ＝___，其中Φ表示磁通量．如果面积S与磁场不垂直，若S与垂直于B的平面的夹角为α，磁通量为Φ＝________.磁感线的条数BSBScosα韦伯Wb标量磁通密度磁通量想一想
2．磁场中某一面积很大，穿过它的磁通量一定大吗？
提示：不一定．由Φ＝BScosα知，磁通量的大小由B、S、α共同决定，面积很大，但面积与磁感线平行时，磁通量为零．要点一　对磁感强度的理解
?学案导引
1．磁感应强度是矢量，若空间同时存在几个磁场，如何求解某点磁感强度的矢量和？
2．磁感应强度与电场强度有相似之处吗？1．磁感应强度是定量描述磁场的物理量，其作用相当于用电场强度描述电场．磁场中穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度，若已知穿过某面积的磁感线条数，在应用磁感应强度的定义求磁感应强度B时，只能用垂直于磁感线的面积，而不一定与给定的面积相等．磁感应强度越大的地方，磁感线越密集．磁场中某点的磁感应强度的大小取决于磁场本身，与其他因素无关．2．磁感应强度有方向，是矢量，其方向也就是该处的磁场方向，与该处的磁感线的切线方向相同，也与放在该处的小磁针的N极的受力方向相同，由于磁感应强度是矢量，若某区域有多个磁场叠加，该区域中某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点的磁感应强度的矢量和,可根据平行四边形定则求解．3．若磁场中某区域内，各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域的磁场就叫匀强磁场，匀强磁场的磁感线彼此平行且间隔均匀．
4．磁感应强度的单位特斯拉是一个较大的单位，一般磁体附近的磁感应强度不足一特斯拉．5．磁感应强度与电场强度的比较 关于磁感应强度B，下列说法不正确的是(　　)
A．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大
B．某处磁感应强度等于垂直穿过此处单位面积的磁感线条数
C．放在某点的小磁针静止时S极所指的方向就是该点磁感应强度的方向
D．某点的磁感线的切线方向即是该点磁感应强度的方向【思路点拨】　解答本题应把握以下三点：
(1)磁感线的疏密表示磁感应强度的大小．
(2)穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度．
(3)某点磁感应强度的方向即是该点磁场的方向．【精讲精析】　【答案】　C
【规律总结】　磁场中某点的磁感应强度的方向，即是该点的磁场方向，磁场的方向可以有三种表述：一是磁感线的切线方向，二是小磁针静止时N极的指向，三是小磁针N极受力的方向．变式训练
1．下列说法正确的是(　　)
A．通过某平面的磁感线条数为零，则此平面处的磁感应强度一定为零
B．空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
C．平行放置的两条形磁铁异名磁极间的磁场为匀强磁场
D．磁感应强度为零，则通过放在该处的某平面的磁感线条数不一定为零解析：选B.磁感应强度反映磁场的强弱和方向,它的方向就是该处磁场的方向,故B项正确；磁感应强度为零，放在该处的某平面无磁感线穿过，故D项错误；若某平面无磁感线穿过，可能磁场很强，只是平面平行于磁场放置导致磁感线穿过该平面的条数为零,所以A项不正确；两平行放置的异名磁极间的磁场不一定是匀强磁场，近距离平行放置的两异名磁极间的磁场才是匀强磁场，C项错误．要点二　对磁通量的理解
?学案导引
1．磁通量的正、负表示磁通量的大小和方向吗？
2．哪些情况可引起磁通量的变化？1．磁通量
(1)关于磁通量也可以这样定义：在匀强磁场中,磁感应强度B与垂直磁场的面积S的乘积,叫做穿过这个面积的磁通量．
(2)定义式：Φ＝BS.
(3)适用条件：
①匀强磁场
②平面与磁场垂直(4)若平面与磁场不垂直，其计算式可写为
①Φ＝BSn＝BScosα(α为S与垂直于B的平面间的夹角)；
②Φ＝BSn＝BSsinθ(θ为B与平面间的夹角)．
由此可见，在计算磁通量时一定要注意α、θ角的含义．
(5)磁通量虽然是标量，但有正、负，若规定磁感线从某一侧穿入平面时为正值，则穿出该平面为负值．从两个相反方向穿过某一平面的磁通量可相互抵消．2．磁通量的变化
磁通量的变化等于平面末状态的磁通量减去初状态的磁通量．磁通量的变化，一般有三种情况：
(1)B不变，S变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B·ΔS
(2)B变化，S不变，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ΔB·S
(3)当B和S同时变化时，ΔΦ＝Φ2－Φ1，但ΔΦ ≠ΔB·ΔS.特别提醒：计算穿过某一平面的磁通量的变化时，要明确磁通量是穿入还是穿出平面，即要注意初、末磁通量的正、负，当平面转过180°时，磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ1－Φ2|＝2BS. 一个单匝线圈ABCD水平放置，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，如图所示，线圈面积为S，磁感应强度为B，当线圈绕BC边为轴转过45°时,则穿过线圈的磁通量
的变化量为(　　)【答案】　C
【方法总结】　公式Φ＝BS中的S不是平面的实际面积，而是平面处于磁场中的面积．若磁场与平面不垂直，S为有效面积．变式训练
2．如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为________．若使框架绕OO′转过30°角,则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过90°角，
则穿过框架平面的磁通量为
________；若从初始位置转
过180°角,则穿过框架平面
的磁通量的变化是_______.正确求解磁通量的大小
[经典案例]　(10分)有一U形曲面，其尺寸如图所示，U形曲面开口竖直向
上，现将U形曲面放入磁感
应强度为B＝2 T的匀强磁
场中，求(1)当磁场方向竖直向下时，穿过该曲面的磁通量是多少？
(2)当磁场方向水平向右时，穿过该曲面的磁通量是多少？
【思路点拨】　求解本题应注意以下两点：
(1)会找磁通量的有效面积
(2)注意磁通量的正、负【解题样板】　(1)当磁场方向竖直向下时，曲面在垂直磁场的面积为S1＝0.1×0.1 m2＝0.01 m2(1分)
此时穿过曲面的磁通量为
Φ1＝BS1＝2×0.01 Wb＝0.02 Wb(2分)(2)当磁场方向水平向右时，曲面在垂直磁场方向的面积为S2＝0.1×0.2 m2＝0.02 m2(1分)
若规定从外表面穿入而从内表面穿出的磁通量为正值，则穿过曲面左半部分的磁通量为
Φ2′＝BS2＝2×0.02 Wb＝0.04 Wb(2分)
穿过曲面右半部分的磁通量为
Φ2″＝－BS2＝－2×0.02 Wb＝－0.04 Wb(2分)
穿过整个曲面的磁通量为Φ2＝Φ2′＋Φ2″＝0.(2分)【答案】　(1)0.02 Wb　(2)0
【名师归纳】　(1)公式Φ＝BS中的S为有效面积，即磁感线穿过的面在垂直于磁感线的平面上的投影面积．
(2)把磁感线穿过的面的一侧规定为正面，另一侧为反面，磁感线从正面穿过时磁通量若为正，从反面穿过则为负．