【學案導學設計】2020-2021學年教科版物理選修3-1作業(yè)：第3章-第3節(jié)

第3節(jié)磁感應強度磁通量1．在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受的安培力跟電流I和導線長度L的乘積IL的________叫磁感應強度．通常用字母B表示．在國際單位制中的單位是__________，簡稱特，符號是T.B是矢量，其方向就是磁場的方向，即小磁針靜止時________極所指的方向．公式：B＝________.公式在應用中應留意兩點：①導線所受磁場力的方向既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直；②通電導線長度L很短時，B就是導線所在處的磁感應強度．同時，因它所在處各點的磁感應強度變化很小，可近似認為磁場是勻強磁場．2．磁通量：設在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向__________的平面且面積為S，我們把B與S的__________叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱________，用字母Φ表示，則Φ＝________，單位：________.3．勻強磁場是指____________________________處處相同的磁場，它的磁感線的特點是__________________________________．4．有關磁感應強度的方向，下列說法正確的是()A．B的方向就是小磁針N極所指的方向B．B的方向與小磁針在任何狀況下N極受力方向全都C．B的方向就是通電導線的受力方向D．B的方向就是該處磁場的方向5．在測定某磁場中一點的磁場強弱時，得到下圖所示的幾個關系圖象，其中正確的是()6．磁場中某區(qū)域的磁感線如圖1所示，則()圖1A．a(chǎn)、b兩處的磁感應強度的大小不等，Ba>BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感應強度的大小不等，Ba<BbC．同一通電導線放在a處受力肯定比放在b處受力大D．同一通電導線放在a處受力肯定比放在b處受力小7．在磁感應強度的定義式B＝eq\f(F,IL)中，有關各物理量間的關系，下列說法中正確的是()A．B由F、I和L打算B．F由B、I和L打算C．I由B、F和L打算D．L由B、F和I打算8.如圖2所示是三根平行直導線的截面圖，若它們的電流強度大小都相同，且ab＝ac＝ad，則a點的磁感應強度的方向是()圖2A．垂直紙面指向紙里B．垂直紙面指向紙外C．沿紙面由a指向bD．沿紙面由a指向d【概念規(guī)律練】學問點一磁感應強度的方向1．下列關于磁感應強度的方向的說法中，正確的是()A．某處磁感應強度的方向就是一小段通電導體放在該處時所受磁場力的方向B．小磁針N極受磁場力的方向就是該處磁感應強度的方向C．垂直于磁場放置的通電導線的受力方向就是磁感應強度的方向D．磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向2．下列關于磁感應強度方向的說法中正確的是()A．磁場中某點的磁感應強度的方向規(guī)定為小磁針靜止時北極所指的方向B．磁場中某點的磁感應強度的方向與小磁針S極在此處的受力方向全都C．磁場中某點的磁感應強度的方向由摸索電流元在此處的受力方向打算D．磁感應強度的方向由磁場本身打算，與是否在磁場中放入通電導線無關學問點二磁感應強度的定義式B＝eq\f(F,IL)3．有關磁感應強度的下列說法中，正確的是()A．磁感應強度是用來表示磁場強弱的物理量B．若有一小段通電導體在某點不受磁場力的作用，則該點的磁感應強度肯定為零C．若有一小段長為L，通以電流為I的導體，在磁場中某處受到的磁場力為F，則該處磁感應強度的大小肯定是eq\f(F,IL)D．由定義式B＝eq\f(F,IL)可知，電流強度I越大，導線L越長，某點的磁感應強度就越小4．依據(jù)磁感應強度的定義式B＝eq\f(F,IL)，下列說法中正確的是()A．在磁場中某確定位置，B與F成正比，與I、L的乘積成反比B．一小段通電直導線在空間某處受磁場力F＝0，那么該處的B肯定為零C．磁場中某處B的方向跟電流在該處受磁場力F的方向相同D．一小段通電直導線放在B為零的位置，那么它受到的磁場力F也肯定為零學問點三磁感應強度與電場強度的比較5．關于磁感應強度的方向和電場強度的方向，下列說法正確的是()A．電場強度的方向與電荷所受電場力的方向相同B．電場強度的方向與正電荷所受電場力的方向相同C．磁感應強度的方向與小磁針N極所受磁場力的方向相同D．磁感應強度的方向與小磁針在該處的指向相同6．下列說法中正確的是()A．電荷在電場中某處不受電場力的作用，則該處的電場強度為零B．一小段通電導線在某處不受磁場力的作用，則該處磁感應強度肯定為零C．把一個摸索電荷放在電場中的某點，它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點電場的強弱D．把一小段通電導線放在磁場中某處，它所受的磁場力與該小段通電導線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強弱【方法技巧練】一、磁感應強度大小的計算方法7．一根長為0.1m的電流為1A的通電導線，在磁場中某處受到的安培力大小為0.4N，則該處的磁感應強度為()A．等于4TB．大于或等于4TC．小于或等于4TD．可能為08．在磁場中放入一通電導線，導線與磁場垂直，導線長為1cm，電流為0.5A，所受的磁場力為5×10－4N．求：(1)該位置的磁感應強度多大？(2)若將該電流撤去，該位置的磁感應強度又是多大？(3)若將通電導線跟磁場平行放置，該導體所受到的磁場力多大？二、磁通量的計算方法9.如圖3所示，半徑為R的圓形線圈共有n匝，其中心位置處半徑為r的虛線范圍內(nèi)有勻強磁場，磁場方向垂直線圈平面．若磁感應強度為B，則穿過線圈的磁通量為()圖3A．πBR2B．πBr2C．nπBR2D．nπBr210．如圖4所示，框架面積為S，框架平面與磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直，則穿過平面的磁通量的狀況是()圖4A．如圖所示位置時等于BSB．若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過60°角，磁通量為eq\f(1,2)BSC．若從初始位置轉(zhuǎn)過90°角，磁通量為零D．若從初始位置轉(zhuǎn)過180°角，磁通量變化為2BS1．關于磁感應強度的方向，下列說法不正確的是()A．小磁針靜止時S極所指的方向B．小磁針靜止時N極所指的方向C．小磁針N極的受力方向D．同磁場方向全都2．有人依據(jù)公式B＝eq\f(F,IL)提出以下看法，其中正確的是()A．磁感應強度的數(shù)值跟通電導線受到的磁場力F的大小成正比B．磁感應強度的數(shù)值跟通電導線的電流I成反比C．磁感應強度的數(shù)值跟通電導線的長度L成反比D．磁感應強度是表示磁場強弱的物理量，它是客觀存在的，它與外加導線的長度、電流的強弱和受力狀況均無關3．磁感應強度的單位是特斯拉(T)，與它等價的是()A.eq\f(N,A·m)B.eq\f(N·A,m)C.eq\f(N·A,m2)D.eq\f(N,A·m2)4．關于磁感應強度的大小，下列說法正確的是()A．磁極在磁場中受磁場力大的地方，該處的磁感應強度肯定大B．磁極在磁場中受磁場力大的地方，該處的磁感應強度不肯定大，與放置方向有關C．通電導線在磁場中受磁場力大的地方，該處磁感應強度肯定大D．通電導線在磁場中受磁場力大的地方，該處磁感應強度不肯定大，與放置方向有關5．在電流產(chǎn)生的磁場中，某點的磁感應強度的大小打算于()A．該點在磁場中的位置B．該點處的電流大小和方向C．產(chǎn)生磁場的電流D．產(chǎn)生磁場的電流和該點在磁場中的位置6．關于磁感強度，正確的說法是()A．依據(jù)定義式B＝eq\f(F,IL)，磁場中某點的磁感強度B與F成正比，與IL成反比B．磁感強度B是矢量，方向與F的方向相同C．B是矢量，方向與通過該點的磁感線的切線方向相同D．在確定的磁場中，同一點的B是確定的，不同點的B可能不同，磁感線密的地方B大些，磁感線疏的地方B小些7．在磁場中有一小段長為L、通有電流I的導線，關于導線所在處的磁感應強度，以下說法中正確的是()A．若該導線所受磁場力為零，則該處磁感應強度肯定為零B．若該導線所受磁場力不為零，則該處磁感應強度肯定為eq\f(F,IL)C．若該導線所受磁場力不為零，則磁場力方向即為該處的磁感應強度方向D．若該導線與磁場方向垂直，則可用eq\f(F,IL)來定義該處的磁感應強度8．在磁場中的同一位置，先后引入長度相等的直導線a和b，a、b導線的方向均與磁場方向垂直，但兩導線中的電流不同，因此所受到的力也不相同．下面的幾幅圖象表現(xiàn)的是導線所受到的力F與通過導線的電流I的關系．a(chǎn)、b各自有一組F、I的數(shù)據(jù)，在圖象中各描出一個點．下列四幅圖中正確的是()9．在勻強磁場中某處P放一個長度為L＝20cm，通電電流I＝0.5A的直導線，測得它受到的最大磁場力F＝1.0N，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導線從磁場撤走，則P處磁感應強度為()A．零B．10T，方向豎直向上C．0.1T，方向豎直向上D．10T，方向確定不是豎直向上10．一根通電導線在某個空間沒有受到磁場力，那么()A．這個空間肯定沒有磁場B．可能有磁場，且磁場方向與導線垂直C．可能有磁場，且磁場方向可能與導線中電流方向相同D．可能有磁場，且磁場方向可能與導線中電流方向相反題號12345678910答案11．如圖5所示，一個單匝線圈abcd水平放置，面積為S，當有一半面積處在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B，當線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)過30°和60°時，穿過線圈的磁通量分別是多少？圖512．如圖6所示，一根通電直導線垂直放在磁感應強度B＝1T水平向右的勻強磁場中，以導線截面的中心為圓心，半徑為r的圓周上有a、b、c、d四點，已知a點的實際磁感應強度為零，則b、c、d三點的磁感應強度分別是多少？方向如何？圖6第3節(jié)磁感應強度磁通量答案課前預習練1．比值特斯拉Neq\f(F,IL)2．垂直乘積磁通BS韋伯3．磁感應強度大小和方向間隔相等、相互平行4．BD[B的方向與小磁針N極受力方向全都或小磁針靜止時N極所指的方向全都．]5．D6.B7.B8．D[每根導線在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小相等，關鍵是確定每根導線在a處產(chǎn)生的磁感應強度的方向，由矢量合成法則求合磁感應強度，判知D正確．]課堂探究練1．BD[磁場中某點磁感應強度的方向表示該點磁場的方向，磁場方向也就是小磁針N極受力的方向．但電流受力的方向不代表磁感應強度和磁場的方向．]點評(1)磁感應強度的方向和小磁針N極受力方向相同，但絕非電流的受力方向．(2)磁場中某點磁感應強度的大小和方向是確定的，和小磁針、電流的存在與否無關．2．AD[小磁針在磁場中靜止下來時，N極的方向規(guī)定為該點的磁感應強度的方向，A正確，B錯誤；磁場中某點的磁感應強度由磁場本身打算，與此處是否有小磁針或通電導線無關，C錯誤，D正確．]3．A[磁感應強度的引入目的就是用來描述磁場強弱，因此選項A是正確的；磁感應強度是與電流I和導線長度L無關的物理量，且B＝eq\f(F,IL)中的B、F、L相互垂直，所以選項B、C、D皆是錯誤的．]4．D點評在定義式B＝eq\f(F,IL)中，通電導線必需垂直于磁場方向放置．由于磁場中某點通電導線受力的大小，除和磁場強弱有關外，還和導線的方向有關．導線放入磁場中的方向不同，所受磁場力的大小也不相同．通電導線受力為零的地方，磁感應強度B的大小不肯定為零．5．BC[物理學上規(guī)定正電荷在電場中的受力方向為該點電場方向，小磁針N極受力的方向為該點的磁場方向，小磁針靜止時N極的指向為該點磁感應強度的方向．]6．AC[通電導體受磁場力與電荷受電場力不同，安培力的大小與導體放置的方向有關，導體與磁場方向垂直時磁場力最大，導體與磁場方向平行時磁場力為零．]7．B8．(1)0.1T(2)0.1T(3)0解析(1)依據(jù)公式B＝eq\f(F,IL)得：B＝eq\f(5×10－4,0.01×0.5)T＝0.1T.(2)該處的磁感應強度不變，B＝0.1T.(3)電流元平行磁場放置時，所受磁場力為零，F(xiàn)＝0.方法點撥①在磁場中放入通電導線、當導線與磁場垂直時，B＝eq\f(F,IL)；導線與磁場不垂直時，導線所受磁場力變小，因而不能簡潔地套用公式B＝eq\f(F,IL).②磁感應強度打算于磁場本身，與是否放置通電導線及放置通電導線的方式均無關．9．B[磁通量與線圈匝數(shù)無關；且磁感線穿過的面積為πr2，而并非πR2，故B項對．]10．ABCD[在題圖所示的位置時，磁感線與線框平面垂直，Φ＝BS.當框架繞OO′軸轉(zhuǎn)過60°時可以將圖改畫成側(cè)視圖如下圖所示Φ＝BS⊥＝BS·cos60°＝eq\f(1,2)BS.轉(zhuǎn)過90°時，線框由磁感線垂直穿過變?yōu)槠叫?，Φ?.線框轉(zhuǎn)過180°時，磁感線仍舊垂直穿過線框，只不過穿過方向轉(zhuǎn)變了．因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS.綜上所述，A、B、C、D都正確．]點評(1)磁通量是標量．(2)磁通量有正、負，但其正、負不代表方向，僅代表磁感線的穿入或穿出．磁通量的變化量一般取確定值．課后鞏固練1．A[磁感應強度的方向規(guī)定為小磁針N極的受力方向或小磁針靜止時N極所指的方向，同磁場方向全都．故只有A選項不正確．]2．D3．A[當導線與磁場方向垂直時，由公式B＝eq\f(F,IL)，磁感應強度B的單位由F、I、L的單位打算．在國際單位制中，磁感應強度的單位是特斯拉，簡稱T,1T＝1eq\f(N,A·m).]4．AD[磁極在磁場中的受力跟放置方向無關，電流在磁場中的受力與放置方向有關．]5．D[某點的磁感應強度的大小除了和磁場本身有關外，還和該點在磁場中所在的位置有關．]6．CD7.D8