人教版物理选修3-1第三章 磁场2 磁感应强度 （课件16张ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版物理选修3-1第三章 磁场2 磁感应强度 （课件16张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-12-05 23:17:44 | ||
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文档简介
(共16张PPT)
第三章 磁场
人教版高中物理选修3—1
重庆市潼南实验中学 张大洪
螺丝刀只能吸起几根导线，而有的磁铁能吸起很多重物。
如何研究磁体磁性的强弱呢？
磁场的基本性质是什么？
对放入其中的磁体或电流有磁场力的作用
电场
电场力F
F/q表示电场的强弱
磁场
磁场力F
F/?表磁场的强弱
电场强度E
磁场强度
磁感应强度B
描述磁场的强弱和方向
复习类比
电场的基本性质是什么？
对放入其中的电荷有电场力的作用
如何描述电场的强弱和方向呢?
？的受力方向为磁场方向
能否也按此描述磁场的强弱和方向呢?
+q的受力方向为电场方向
一、磁感应强度的方向
物理学规定：
小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向，规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向
小磁针静止时N极的指向
电场方向
正试探电荷的受力方向
磁场方向
磁体的受力方向
小磁针N极的受力方向
不能.因为N极不能单独存在。小磁针静止时所受的合力为零，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
问题：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?
问题：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?
电流元：很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL.
方法：用检验电流元的受力来研究磁场强弱
思考：通电导线受到的磁场力与哪些因素有关?
二、磁感应强度的大小
理想模型
实验方法:控制变量法
磁场和导体长度一定时，导体受力的大小与电流大小有关，且电流越大则受力越大
磁场和电流一定时，导体受力的大小与导体长度有关，且导体越长则受力越大
逻辑推理
F = B·IL
精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小F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 IL 成正比。
（2）磁场中不同点，比值F/IL一般不同;
磁场与电流相同时力与长度的关系
磁场与长度相同时力与电流的关系
（3）磁场中不同点垂直放置同一电流元IL，磁场越强处其受到的磁场力F必越大，比值F/IL也必越大;
故可用比值F/IL描述磁场强弱——磁感应强度B
磁感应强度B
1T=1N/A·m
2、B定义式：
在磁场中垂直于磁场放置的电流元IL受到的磁场力F跟乘积IL的比值，叫做电流元所在处的磁感应强度。
1、B定义：
（条件：B⊥L）
3、B单位：
特［斯拉］ T
4、B矢量性：
B是描述某点磁场强弱和方向的物理量
5、B物理意义：
磁感应强度B是磁场本身的性质，只由磁场本身（场源和该点在场中的位置）决定，B与IL、F、磁针无关，不能认为B与F成正比而与IL成反比
6、磁感应强B的特性：
磁感应强度是矢量，方向与该点磁场方向相同，即为该点小磁针N极受力方向或该点静止小磁针N极所指的向，绝非该点电流元的受力方向
7、磁感应强度的合成
若在某一点同时存在几个磁场时，则该点的磁感应强度B如何确定？
该点的磁场应由这几个磁场叠加而成，即该点的磁感应强度为：B等于B1、B2、B3……的矢量和，用平行四边形法则运算
8、用B=F/IL计算时，要注意什么问题？
①B、L两者必须垂直，B为匀强磁场的磁感应强度；此时通电导线受到磁场力为最大；
②当B、L平行时导线受磁场作用力为零
③当B、L成任意角时，力F在最大值与0之间，且随其间夹角而变化
一些磁场的磁感应强度
人体器官内的磁场 10-13～10-9
地磁场在地面附近的平均值 5×10-5
我国研制的作为α磁谱仪核心
部件的大型永磁体中心的磁场 0.1346
电动机或变压器铁芯中的磁场 0.8 ～1.7
电视机偏转线圈内的磁场 约0.1
实验室使用的最强磁场 瞬时103恒定37
中子星表面的磁场 106～108
原子核表面的磁场 约1012
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
D
例题
0.1T
2、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______；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_____。
0.1T
3、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
ABCD
4.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10-2 N，则这个位置的磁感应强度是多大？
5.接上题，如果把通电导线中的电流强度增大到5 A时，这一点的磁感应强度应是多大？该通电导线受到的安培力是多大？
注意：计算时要统一用国际单位制。
解答：磁感应强度B是由磁场和空间位置（点）决定的，和导 线的长度L、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度是2 T.
根据F=BIL得，F=2 × 5 × 0.01=0.1N
1．下列有关磁感应强度的方向正确的是（ ）
B的方向就是小磁针N极所指的方向
B的方向就是小磁针静止时N极所指的方向
B的方向就是通电导线的受力方向
B的方向就是该处磁场的方向
BD
2、由磁感应强度的定义式B=F/IL可知,磁场某处的磁感应强度的大小 ( )
随通电导线中的电流I的减小而增大
随通电导线长度L的减小而增大
随通电导线受力F的增大而增大
跟F,I,L的变化无关
D
3、有一小段通电导线,长为1cm,电流为5A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,则该点的磁感应强度B一定是 ( )
B≤ 2T
B =2T
B≥ 2T
以上情况都有可能
C
当导线垂直于磁场放置时由F＝BIL，故与此0.1N相应的磁感应强度B为最小——2T
当导线不垂直于磁场放置时F在最大与0之间，故与此0.1N相应的磁感应强度B必大于2T
第三章 磁场
人教版高中物理选修3—1
重庆市潼南实验中学 张大洪
螺丝刀只能吸起几根导线，而有的磁铁能吸起很多重物。
如何研究磁体磁性的强弱呢？
磁场的基本性质是什么？
对放入其中的磁体或电流有磁场力的作用
电场
电场力F
F/q表示电场的强弱
磁场
磁场力F
F/?表磁场的强弱
电场强度E
磁场强度
磁感应强度B
描述磁场的强弱和方向
复习类比
电场的基本性质是什么？
对放入其中的电荷有电场力的作用
如何描述电场的强弱和方向呢?
？的受力方向为磁场方向
能否也按此描述磁场的强弱和方向呢?
+q的受力方向为电场方向
一、磁感应强度的方向
物理学规定：
小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向，规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向
小磁针静止时N极的指向
电场方向
正试探电荷的受力方向
磁场方向
磁体的受力方向
小磁针N极的受力方向
不能.因为N极不能单独存在。小磁针静止时所受的合力为零，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
问题：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?
问题：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?
电流元：很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL.
方法：用检验电流元的受力来研究磁场强弱
思考：通电导线受到的磁场力与哪些因素有关?
二、磁感应强度的大小
理想模型
实验方法:控制变量法
磁场和导体长度一定时，导体受力的大小与电流大小有关，且电流越大则受力越大
磁场和电流一定时，导体受力的大小与导体长度有关，且导体越长则受力越大
逻辑推理
F = B·IL
精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小F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 IL 成正比。
（2）磁场中不同点，比值F/IL一般不同;
磁场与电流相同时力与长度的关系
磁场与长度相同时力与电流的关系
（3）磁场中不同点垂直放置同一电流元IL，磁场越强处其受到的磁场力F必越大，比值F/IL也必越大;
故可用比值F/IL描述磁场强弱——磁感应强度B
磁感应强度B
1T=1N/A·m
2、B定义式：
在磁场中垂直于磁场放置的电流元IL受到的磁场力F跟乘积IL的比值，叫做电流元所在处的磁感应强度。
1、B定义：
（条件：B⊥L）
3、B单位：
特［斯拉］ T
4、B矢量性：
B是描述某点磁场强弱和方向的物理量
5、B物理意义：
磁感应强度B是磁场本身的性质，只由磁场本身（场源和该点在场中的位置）决定，B与IL、F、磁针无关，不能认为B与F成正比而与IL成反比
6、磁感应强B的特性：
磁感应强度是矢量，方向与该点磁场方向相同，即为该点小磁针N极受力方向或该点静止小磁针N极所指的向，绝非该点电流元的受力方向
7、磁感应强度的合成
若在某一点同时存在几个磁场时，则该点的磁感应强度B如何确定？
该点的磁场应由这几个磁场叠加而成，即该点的磁感应强度为：B等于B1、B2、B3……的矢量和，用平行四边形法则运算
8、用B=F/IL计算时，要注意什么问题？
①B、L两者必须垂直，B为匀强磁场的磁感应强度；此时通电导线受到磁场力为最大；
②当B、L平行时导线受磁场作用力为零
③当B、L成任意角时，力F在最大值与0之间，且随其间夹角而变化
一些磁场的磁感应强度
人体器官内的磁场 10-13～10-9
地磁场在地面附近的平均值 5×10-5
我国研制的作为α磁谱仪核心
部件的大型永磁体中心的磁场 0.1346
电动机或变压器铁芯中的磁场 0.8 ～1.7
电视机偏转线圈内的磁场 约0.1
实验室使用的最强磁场 瞬时103恒定37
中子星表面的磁场 106～108
原子核表面的磁场 约1012
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
D
例题
0.1T
2、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______；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_____。
0.1T
3、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
ABCD
4.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10-2 N，则这个位置的磁感应强度是多大？
5.接上题，如果把通电导线中的电流强度增大到5 A时，这一点的磁感应强度应是多大？该通电导线受到的安培力是多大？
注意：计算时要统一用国际单位制。
解答：磁感应强度B是由磁场和空间位置（点）决定的，和导 线的长度L、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度是2 T.
根据F=BIL得，F=2 × 5 × 0.01=0.1N
1．下列有关磁感应强度的方向正确的是（ ）
B的方向就是小磁针N极所指的方向
B的方向就是小磁针静止时N极所指的方向
B的方向就是通电导线的受力方向
B的方向就是该处磁场的方向
BD
2、由磁感应强度的定义式B=F/IL可知,磁场某处的磁感应强度的大小 ( )
随通电导线中的电流I的减小而增大
随通电导线长度L的减小而增大
随通电导线受力F的增大而增大
跟F,I,L的变化无关
D
3、有一小段通电导线,长为1cm,电流为5A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,则该点的磁感应强度B一定是 ( )
B≤ 2T
B =2T
B≥ 2T
以上情况都有可能
C
当导线垂直于磁场放置时由F＝BIL，故与此0.1N相应的磁感应强度B为最小——2T
当导线不垂直于磁场放置时F在最大与0之间，故与此0.1N相应的磁感应强度B必大于2T