课件45张PPT。第5章 磁 场第5章 磁 场强弱方向单位面积磁感应强度特斯拉T矢量磁场N大小方向等距磁感应强度矢量和磁感线条数BSBscos α韦伯Wb标量磁通密度磁通量声音影像信息记录磁悬浮列车常导电磁铁吸引方式超导电磁铁相斥方式
[随堂检测]
1．(多选)与磁场中某点的磁感应强度的方向相同的是( )
A．该点的磁场方向
B．通过该点的磁感线的切线方向
C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向
D．放在该点的小磁针静止时S极所指的方向
解析：选ABC.磁场的方向就是磁感应强度的方向，A对．在磁感线上，任意一点的切线方向跟该点的磁感应强度方向相同，B对．物理学中规定，磁感应强度的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指的方向相同，故C对，D错．
2．将面积为0.5 m2的单匝线圈放在磁感应强度为2.0×102 T的匀强磁场中，线圈平面垂直于磁场方向，如图所示，那么穿过这个线圈的磁通量为( )
A．1.0×102 Wb B．1.0 Wb
C．5×103 Wb D．5×102 Wb
解析：选A.因为线圈匝数为单匝，且线圈平面垂直于磁场方向，由磁通量公式得：Φ＝BS＝2.0×102×0.5 Wb＝1.0×102 Wb，故A对，B、C、D错．
3．如图所示，一矩形线框，从abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量的变化情况，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，再减少直到零，然后再增加，最后减少
解析：选D.bc边移到导线位置之前磁通量垂直纸面向外增加，之后磁通量减少到0，这时导线位于线框中间位置，再向右移时磁通量垂直纸面向里又增加，直到ad边与导线重合，再往右移磁通量最后又减少．
4．地球上某处地磁场的磁感应强度B的水平分量Bx＝0.18×10－4 T，竖直分量By＝0.54×10－4 T．求：
(1)地磁场B的大小；
(2)在水平面内2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ.
解析：(1)根据平行四边形定则，得
B＝＝×10－4 T≈0.57×10－4 T.
(2)磁通量Φ＝By·S＝0.54×10－4×2.0 Wb＝1.08×10－4 Wb.
答案：(1)0.57×10－4 T (2)1.08×10－4 Wb
[课时作业]
一、单项选择题
1．下列关于磁记录的说法不正确的是( )
A．计算机的硬盘是利用磁记录原理来工作的
B．DVD光盘是利用磁记录原理来刻录信息的
C．录音机录音利用了电流的磁效应
D．录音带会被磁铁吸起来
解析：选B.B中DVD光盘刻录是利用激光在存储介质上烧出不同的痕迹来记录信息的，故B项不是磁记录．
2．如图所示为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，则三点中磁感应强度最大处为( )
A．a处 B．b处
C．c处 D．无法判断
解析：选A.螺线管内部的磁感线条数与螺线管外部的磁感线条数相同，由于螺线管内部横截面积小，所以内部磁感线最密，磁感线密的地方磁感应强度大，故选A.
3．如图所示圆形线圈的匝数为100匝，圆面积为0.5 m2，在该圆形线圈平面内有一个面积为0.1 m2的正方形区域，该区域内有垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B＝2 T，求穿过该圆形线圈的磁通量( )
A．1 Wb B．0.2 Wb
C．100 Wb D．20 Wb
解析：选B.有效面积为S＝0.1 m2，故磁通量Φ＝BS＝2×0.1 Wb＝0.2 Wb，选项B正确．
4．如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将( )
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．始终为零
D．不为零，但保持不变
解析：选C.根据磁通量的正、负可知穿过圆面积的磁通量为零，故C项正确．
5．如图所示，在xOy坐标系的原点处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线，电流方向指向纸内，此坐标范围内还存在一个平行于xOy平面的匀强磁场．已知在以直导线为圆心的圆周上的a、b、c、d四点中，a点的磁感应强度最大，则此匀强磁场的方向为( )
A．沿x轴正方向 B．沿x轴负方向
C．沿y轴负方向 D．沿y轴正方向
解析：选C.现在a、b、c、d四点的场强为通电直导线产生的磁场和匀强磁场叠加产生的．因为a点磁感应强度最大，说明两磁场在a处的叠加值最大．由安培定则判断导线在a点产生的场强沿y轴负方向，所以匀强磁场也沿y轴负方向．
6．如图所示，在条形磁铁外套有A、B两个大小不同的圆环，穿过A环的磁通量ΦA与穿过B环的磁通量ΦB相比较( )
A．ΦA>ΦB B．ΦA<ΦB
C．ΦA＝ΦB D．不能确定
解析：选A.分别画出穿过A、B环的磁感线的分布如图所示，磁铁内的磁感线条数与其外部磁感线条数相等．通过A、B环的磁感线条数应该这样粗略计算，用磁铁内的磁感线总条数减去磁铁外每个环中的磁感线条数(因为磁铁内、外磁感线的方向相反)．很明显，磁铁外部的磁感线通过B环的条数比A环的多，故B环中剩下的磁感线比A环剩下的磁感线条数少，故ΦA>ΦB，故A对，B、C、D都错．
二、多项选择题
7．关于磁感应强度的下列说法中，正确的是( )
A．磁感应强度的方向就是小磁针N极的受力方向
B．磁感应强度是标量
C．磁场中某点磁感线的切线方向就是该点磁感应强度的方向
D．磁感应强度的大小、方向与放入磁场的小磁针的偏转程度有关
解析：选AC.磁感应强度是矢量，其方向规定为小磁针N极受力方向，也可用磁感线上某点的切线方向表示．其大小和方向均由磁场本身决定，与是否放入小磁针无关，故选项A、C正确；B、D错误．
8．关于磁通量，下列说法正确的是( )
A．磁通量只有大小没有方向，所以是标量
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两处，若放在M处的磁通量比在N处的大，M处的磁感应强度不一定比N处的大
解析：选ACD.磁通量是标量，只有大小，没有方向．磁通量大小Φ＝BS⊥＝BScos θ与B、S、θ均有关系．故A、C、D正确．
9．如图所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中磁通量变化的是( )
A．开关S接通的瞬间
B．开关S接通后，电路中有稳定电流时
C．开关S断开的瞬间
D．开关S断开后
解析：选AC.当S接通时，螺线管中有电流通过，其周围产生磁场，在S接通的瞬间，穿过A的磁通量增加， A正确；当S断开时，螺线管就失去磁性，穿过A的磁通量减少，故C正确；B、D两选项中S接通后或断开后螺线管中的磁场不变(或为零)则穿过A的磁通量不变．
10．有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在图示的平面内，O点为两根导线连线ab的中点，M、N为ab的中垂线上的两点，它们与ab的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流，已知直线电流产生的磁场在某点的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比．则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是( )
A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反
C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零
D．若在N点放一小磁针，静止时其北极垂直于MN向上
解析：选BD.根据右手螺旋法则，导线周围的磁场的磁感线，是围绕导线形成的同心圆，由于两个导线通过的电流是大小相等，方向相同的，M、N为中垂线的两点，左边即M点两个磁场方向都向下，右边N点两个磁场方向都向上，所以两点大小相等方向相反，所以两根导线分别在M点和N点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，故A错误，B正确．两导线在线段MN上中点O产生的磁感应强度大小相等，方向相反，互相抵消，磁感应强度为零，故C错误．由于在N点产生的磁感应强度方向向上，所以在N点放一小磁针，静止时其北极向上，故D正确．
三、非选择题
11．有一根粗细均匀的软铁棒，其截面积为8 cm2，将绝缘导线绕在软铁棒上，当导线中通有电流时，软铁棒中部穿过0.5 cm2的横截面积的磁通量为5.5×10－5 Wb.求：
(1)软铁棒中的磁感应强度的大小；
(2)穿过此软铁棒横截面积的磁通量是多少？
解析：(1)软铁棒中的磁感应强度
B＝＝ T＝1.1 T.
(2)穿过此软铁棒横截面积的磁通量为
Φ′＝BS＝1.1×8×10－4 Wb＝8.8×10－4 Wb.
答案：(1)1.1 T (2)8.8×10－4 Wb
12.如图所示，在x轴和y轴构成的平面直角坐标系中，过原点再做一个z轴，就构成了空间直角坐标系．匀强磁场的磁感应强度B＝0.2 T，方向沿x轴的正方向，且ab＝dc＝0.4 m，bc＝ef＝ad＝0.3 m，be＝cf＝0.3 m．通过面积S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量Φ1、Φ2、Φ3各是多少？
解析：磁场方向沿x轴正方向，求磁通量时，应将各面投影到与磁场垂直的方向上，则S1、S2、S3三个面的有效面积为：
S1′＝ab·bc＝0.4×0.3 m2＝0.12 m2，
S2′＝0，S3′＝S1′＝0.12 m2
故通过各面的磁通量分别为：
Φ1＝S1′·B＝0.12 m2×0.2 T＝0.024 Wb
Φ2＝S2′·B＝0
Φ3＝Φ1＝0.024 Wb.
答案：0.024 Wb 0 0.024 Wb
