磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

新人教版必修三第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步第2節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量新課引入

巨大的電磁鐵能吸起成噸的鋼鐵，小磁體卻只能吸起幾枚鐵釘。磁場有強(qiáng)弱之分，那么我們怎樣定量地描述磁場的強(qiáng)弱呢？電荷q電流磁體我們可以用類似的方法，找出表示磁場強(qiáng)弱和方向的物理量---

磁感應(yīng)強(qiáng)度電場電場力FF/q表示電場的強(qiáng)弱電場強(qiáng)度E磁場磁場力F學(xué)習(xí)任務(wù)一：磁感應(yīng)強(qiáng)度電場強(qiáng)度方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向正試探電荷的受力方向小磁針N極的受力方向小磁針靜止時N極的指向磁感線的切線方向1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小電場強(qiáng)度大小電場力F磁場力F磁感應(yīng)強(qiáng)度大小磁體電流試探電荷q？合力為零？學(xué)習(xí)任務(wù)一：磁感應(yīng)強(qiáng)度二、光的折射思考1：我們是否能用測量小磁針N極受力的大小來確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。磕芊裼煤苄∫欢瓮妼?dǎo)體來檢驗(yàn)磁場的強(qiáng)弱？思考2：磁場除對磁體有作用力外，還對誰有作用力？電流元：很短的一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度L的乘積IL。①理想模型②不存在孤立的電流元③可以用較長的通電導(dǎo)線來檢驗(yàn)勻強(qiáng)磁場通過實(shí)驗(yàn)來探究通電導(dǎo)線受力與哪些因素有關(guān)？學(xué)習(xí)任務(wù)一：磁感應(yīng)強(qiáng)度不能，且磁極不能單獨(dú)存在，且小磁針N極和S極受力方向相反，通電導(dǎo)線的長度導(dǎo)線中的電流大小導(dǎo)線在磁場中的放置方向猜想一下，通電導(dǎo)體在磁場中受的磁場力與什么因素有關(guān)？較小時，學(xué)習(xí)任務(wù)一：磁感應(yīng)強(qiáng)度探究影響通電導(dǎo)線受力的因素---實(shí)驗(yàn)裝置將一個金屬框水平懸掛在磁體的兩極間，要研究的這一段通電導(dǎo)線，其方向與磁場的方向垂直。分別接通1、2、3中任意兩個接線柱，可以改變導(dǎo)線通電部分的長度。三塊相同的蹄形磁鐵并排放置，上面是N極，下面是S極，可以認(rèn)為兩磁極間的磁場是均勻的，磁極間的磁場方向可以認(rèn)為是相同的，從N極指向S，即由上向下。學(xué)習(xí)任務(wù)一：磁感應(yīng)強(qiáng)度探究影響通電導(dǎo)線受力的因素---實(shí)驗(yàn)過程學(xué)習(xí)任務(wù)一：磁感應(yīng)強(qiáng)度精確的實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時當(dāng)L不變，I越大，F(xiàn)越大當(dāng)I不變，L越長，F(xiàn)越大F∝BIL即：通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，它受力的大小既與導(dǎo)線的長度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積IL成正比。式中B

與導(dǎo)線的長度和電流的大小都沒有關(guān)系。但是，在不同情況下，B的值是不同的:即使是同樣的I、l,在不同的磁場中，或在非均勻磁場的不同位置，一般說來，導(dǎo)線受的力也是不一樣的?？磥恚珺正是我們要尋找的能表征磁場強(qiáng)弱的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度(magneticinduction)。學(xué)習(xí)任務(wù)一：磁感應(yīng)強(qiáng)度2.定義式：3.物理意義：表征磁場強(qiáng)弱和方向的物理量。1.定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受磁場力（安培力）F跟電流I和位于磁場中導(dǎo)線的長度L的乘積IL的比值叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度。用大寫字母B表示。（說明：如果導(dǎo)線很短很短，B就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度）4.單位：國際單位是特斯拉，簡稱特，國際符號是T1T=1N/(A

m)5.方向：是矢量，磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向即該點(diǎn)磁場的方向即小磁針靜止時N極所指的方向）學(xué)習(xí)任務(wù)一：磁感應(yīng)強(qiáng)度（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度由通電導(dǎo)線的長度、電流及導(dǎo)線受力決定嗎？B與L、I、F無關(guān)，與場源和該點(diǎn)在場中的位置有關(guān)。

導(dǎo)線電流的方向與磁場方向的關(guān)系，要注意兩者必須垂直。通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時受到磁場力最大，平行時為零。6.注意事項(xiàng)：（3）若在某一點(diǎn)同時存在幾個磁場，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B如何？

學(xué)習(xí)任務(wù)一：磁感應(yīng)強(qiáng)度特斯拉(NikolaTesla,1856一1943)，美國電氣工程師。他一生致力于交流電的研究，是讓交流電進(jìn)入實(shí)用領(lǐng)域的主要推動者。學(xué)習(xí)任務(wù)一：磁感應(yīng)強(qiáng)度

磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場強(qiáng)度E物理意義描述磁場力的性質(zhì)的物理量描述電場力的性質(zhì)的物理量定義式大小由磁場決定與通電導(dǎo)線無關(guān)由電場決定與試探電荷無關(guān)方向磁感線切線方向或小磁針靜止時N極受力方向電場線切線方向或放入該點(diǎn)正電荷受力方向場的疊加合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和合電場強(qiáng)度等于各電場的場強(qiáng)的矢量和單位1T＝1N/(A·m)1N/C＝1V/m特別提醒：(1)將點(diǎn)電荷放入電場中，F(xiàn)＝qE不需要任何條件。(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱由電流受力定義，且必須垂直放置，不垂直時受力將減小，且力的大小與夾角的大小有關(guān)。鞏固強(qiáng)化磁場中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同勻強(qiáng)磁場相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電時，其中間區(qū)域的磁場近似為勻強(qiáng)磁場。學(xué)習(xí)任務(wù)二：勻強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)演示距離很近的兩個平行異名磁極之間的磁場，除邊緣部分外，可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場.通電螺線管內(nèi)部的磁場（除邊緣部分外），可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場的磁感線用一些間隔相等的平行直線表示B向右的勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場學(xué)習(xí)任務(wù)二：勻強(qiáng)磁場AB圖中A、B兩處磁感線的疏密不同，這種不同如何來體現(xiàn)呢？也就是說，我們是怎樣判斷出A、B兩處磁感線的疏密是不同的？在A、B兩處，垂直于紙面方向取同樣的面積S，穿過相同面積磁感線條數(shù)多的地方磁感線就密，磁感應(yīng)強(qiáng)度就大，磁場就強(qiáng)。研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，需要明確穿過某一面積的磁感線的多少，和它的變化情況，我們引入一個新的物理量——磁通量。學(xué)習(xí)任務(wù)三：磁通量2表達(dá)式：Φ＝BS⊥3單位：韋伯（韋）Wb1Wb＝1T·m2S⊥是垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的有效投影面積4標(biāo)量：1定義：穿過某一面的磁感線的多少，叫做這個面的磁通量。磁通量有正負(fù)：正負(fù)表示磁感線從哪個面穿入，運(yùn)算遵循標(biāo)量運(yùn)算法則----代數(shù)求和。如圖，用黃色、藍(lán)色區(qū)分平面的兩個面。如果規(guī)定磁感線從平面的藍(lán)色面穿入，磁通量為正；那么當(dāng)磁感線從平面的黃色面穿入，磁通量就為負(fù)學(xué)習(xí)任務(wù)三磁通量=BSsinθΦ=B⊥SSBθ③B與S成θ角：Φ=BS①B⊥S：②B//S：Φ=05.磁通量的計(jì)算：SBS⊥SBθ=BScosθΦ=BS⊥SB分解磁場法面積投影法學(xué)習(xí)任務(wù)三：磁通量磁通量變化ΔФ

＝Ф2－Ф1是某兩個時刻穿過某個平面S的磁通量之差，即ΔФ取決于末狀態(tài)的磁通量Ф2與初狀態(tài)磁通量Ф1的代數(shù)差磁通量的變化一般有三種形式

1、B不變，有效面積S變化

2、B變化，S不變

3、B和S同時變化6.磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1末態(tài)磁通量初態(tài)磁通量學(xué)習(xí)任務(wù)三磁通量

同一平面垂直磁場方向放置，在磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，磁感線分布越密集，穿過該平面的磁通量越大。當(dāng)B垂直S時：表示單位面積上的磁通量，反映磁感線的疏密。磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)值上等于垂直穿過單位面積的磁通量。學(xué)習(xí)任務(wù)三：磁通量

我國是最早在航海時使用指南針的國家。鄭和下西洋的船隊(duì)已經(jīng)裝備了羅盤，導(dǎo)航時兼用羅盤和觀星，二者互相補(bǔ)充、互相修正。他的航海圖叫做“針圖”，圖中的航線叫做“針路”。明清時期，我國海道針經(jīng)一類書籍相當(dāng)豐富。15世紀(jì)初成書的《順風(fēng)相送》《指南正經(jīng)法》現(xiàn)藏于英國牛津大學(xué)圖書館。STSE指南針與鄭和下西洋地球是一個巨大的磁體。地球周圍空間存在的磁場叫地磁場。地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近。地磁場的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，與地表面并不平行。在赤道平面上，到地心等距離的各點(diǎn)，地磁場強(qiáng)度相等，且方向水平。STSE指南針與鄭和下西洋當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測【詳解】這種說法是錯誤的，磁感應(yīng)強(qiáng)度是采用比值法定義的，磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場本身決定的，與安培力F無關(guān)，跟電流強(qiáng)度|和導(dǎo)線長度L均無關(guān)。1．有人根據(jù)提出：磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與通電導(dǎo)線在磁場中所受的磁場力成正比，與電流和導(dǎo)線長度的乘積成反比。這種說法有什么問題？當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測【詳解】根據(jù)導(dǎo)線與磁場方向垂直時F=BIL則

2．在勻強(qiáng)磁場中，一根長的通電導(dǎo)線中的電流為，這條導(dǎo)線與磁場方向垂直時，所受的磁場力為，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測3．如圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.2T，方向沿x軸的正方向，且線段MN、DC相等，長度為0.4m，線段NC、EF、MD、NE、CF相等，長度為0.3m，通過面積SMNCD、SNEFC、SMEFD的磁通量Φ1、Φ2、Φ3各是多少？

【詳解】面積SMNCD與磁場相互垂直，故磁通量Φ1=BS=0.2×0.4×0.3=0.024Wb面積SNEFC與磁場方向相互平行；故磁通量Φ2=0SMEFD與勻強(qiáng)磁場方向有夾角，因此可將面積SMEFD投影到與x軸垂直的SMNCD上，SMEFD的有效面積就是SMNCD的面積Φ3=BS=0.2×0.4×0.3=0.024Wb