5.3 磁感应强度 磁通量 —鲁科版高中物理选修3-1课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
第
3节
磁感应强度
磁通量
电场的基本性质是什么？
对放入其中的试探电荷有电场力的作用.
复习引
入
如何描述电场的强弱和方向？
磁场的基本性质是什么？
对放入其中的磁体或通电导体有力的作用
要想描述磁场，我们引入磁感应强度，如何确定磁感应强度的大小和方向？
思
考
一、磁场的方向
物理学中规定：小磁针静止时N极所指的方向即为该点的磁感应强度的方向，也就是该点的磁场方向。
那么磁场大小如何描述?
二、磁感应强度
磁感应强度：等于穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数
（1）物理意义：描述磁场的强弱和方向
（2）磁感应强度大的地方，磁感线密集；磁感应强度小的地方，磁感线稀疏
；磁感线的疏密反映了磁感应强度的大小．
（4）磁感应强度是矢量，既有大小，又有方向．磁场中某点磁感应强度的方向就是该点磁场的方向也就是小磁针静止时N极指向．
磁感应强度与电场强度的比较
磁感应强度B
电场强度E
物理
意义
描述磁场的力的性质的物理量
描述电场的力的性质的物理量
定义
单位面积磁感线的条数
E=F/q
大小
由磁场决定
由电场决定与检验电荷无关
方向
磁感线切线方向或小磁针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.磁感应强度反映什么性质？
物理意义：B是表示磁场强弱和方向的物理量，是描述磁场力的性质的物理量，是矢量。
2.若在某一点同时存在几个磁场，则该点的磁感应强度B如何？
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：B=B1+B2+B3……（矢量和）
，用平行四边形法则运算
问题思考
1．如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场．
2．产生方法
(1)距离很近的两个异名磁极之间的磁场(除边缘部分外)；
(2)通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)
(3)相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场．
二、匀强磁场
相互平行方向相同
间隔均匀
1．定义：穿过某一平面的磁感线条数，且为穿过平面的磁感线的净条数．
2．计算：Φ＝BS
(1)公式运用的条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．
(2)匀强磁场中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向的投影面积．
3．磁通量是标量，有正、负之分．磁通
量的正、负既不表示大小，也不表示方
向，它表示磁通量从某一个面穿入还是穿
出，若规定穿入为正，则穿出为负，反之
亦然．
三、磁通量
4．与磁感应强度的关系
(1)磁感应强度B主要描述磁场中某点的磁场情况，与位置对应；而磁通量用来描述磁场中某一个给定面上的磁场情况，它与给定面对应．
(2)由Φ＝BS得B＝Φ/S，即为磁感应强度的另一定义式，表示穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数，所以B又叫做磁通密度．
5．与磁感线条数的关系：磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”，当有不同方向的磁场同时穿过同一面积时，磁通量指的是合磁场的磁感线穿过其面积的条数，即此时的磁通量为合磁通量．
在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积．
Φ＝BScosθ.
式中Scosθ即面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积”．
S在垂直于磁感线方向的投影
磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数，当有方向相反的两簇条数相同的磁感线穿过某面积时，该面积上的磁通量为零．
4．物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数．对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大．当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零．
3、标量，单位：韦伯（Wb）
1Wb=1Tm2
例．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4
m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6
T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？
解析：把S投影到与B垂直的方向，则Φ＝B·Scos
θ＝0.6×0.4×cos
60°Wb＝0.12
Wb.
典例精析
5．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(　　)
【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．
1.下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法，正确的是(　　)
A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同
B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同
C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同
D．磁感应强度的方向与小磁针静止后，N极所指的方向相同
正电荷在电场中受力的方向规定为电场中该点的电场方向
磁场中小磁针静止时N极所指的方向或N极的受力方向为该点磁感应强度的方向
答案：BCD
课堂练习
2.
下列关于磁通量和磁感应强度的说法正确的是(　　)
A．磁感应强度的大小与磁通量成正比
B．磁感应强度的大小取决于磁场本身
C．穿过垂直于磁感应强度方向某面积的磁感线条数等于磁感应强度
D．当平面跟磁场方向平行时，穿过这个平面的磁通量必为零
答案　BD
3．关于匀强磁场，下列说法中正确的是(　　)
A．在某一磁场中，若有无数处磁感应强度相同，这个区域里的磁场就是匀强磁场
B．只要磁感线是直线，该处的磁场一定是匀强磁场
C．匀强磁场中的磁感线，必定是相互平行且间距相等的直线
D．距离很近的两个异名磁极之间及通电螺线管内部靠近中间部分的磁场，都可视为匀强磁场
答案：　CD
4．关于磁通量，下列说法中正确的是(　　)
A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量
B．磁通量越大，磁感应强度越大
C．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
D．磁通量就是磁感应强度
C
5.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60°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变化量大小为________．
解析　在图示位置，磁感线与框架平面垂直时，Φ＝BS.当框架绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上向下看的图，如图