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(共32張PPT)
第三章 電磁場與電磁波初步
3.2磁感應強度 磁通量
教科版（2019）高中物理必修第三冊
目 錄
1
2
3
4
新課導入
學習目標
新課講解
經典例題
5
課堂練習
6
課堂小結
思考：磁場有強弱之分，那么我們怎樣定量地描述磁場強弱呢？
提醒：在研究電場時，引入了電場強度來描述電場的強弱，磁場可以類比于電場
一、磁感應強度
電場
正試探電荷的受力方向
磁場
小磁針N極的受力方向
物理學中把小磁針靜止時N極所指的方向規定為該點的磁感應強度方向
1. 方向：
思考1：磁感應強度的大小能否從小磁針受力的情況來研究？
不能。小磁針靜止時所受的合力為零，小磁針N極和S極均受力，而N極不能單獨存在，因而不能用測量N極受力的大小來確定磁感應強度的大小。
場不僅能對磁體有作用力，還對通電導線有作用力！
思考2：那磁場還對什么物體有力的作用呢？
思考3：為研究空間某點的磁場，放入其中的通電導線應滿足什么特點？
足夠小
2、定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受的磁場力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值
3、定義式：
4、單位：在國際單位制中，磁感應強度的單位是特斯拉，簡稱特，國際符號是T
1T=1N/A·m
5、方向：磁感應強度是矢量，方向與該點磁場的方向一致，即小磁針N極的受力方向
5、對磁感應強度的理解
⑴B反映什么性質？
B是表示磁場強弱和方向的物理量，是由磁場自身因素決定的，跟磁場中是否存在通電導線無關，與通電導線是否受力無關，即B與L、I、F無關。B的方向是該處磁場的方向，而不是F的方向。
⑵用B=F/IL計算時，要注意什么問題？
a、只有當導線電流的方向與磁場方向垂直才能利用這個公式計算磁感應強度的大小
b、計算過程中還應注意單位的統一
c、導線與磁場方向平行時不受磁場力的作用，但B不會發生變化
實驗：探究影響通電導線受力的因素
如圖所示，三塊相同的蹄形磁體并排放在桌面上，可以認為磁極間的磁場是均勻的。將一根直導線水平懸掛在磁體的兩極間，導線的方向與磁場的方向垂直。
實驗步驟：
(1)當電路接在“2、3”時，調節滑動變阻器使導線中的電流增大時，觀察直導線擺動角度的大小，發現角度變大，說明什么？
結論：長度相同時，電流越大，導線受磁場力越大。
(2)當電路接在“2、3”時，觀察直導線擺動角度的大小；然后把電路改接在“1、4”，發現角度變大，說明什么？
結論：電流相同時，長度越長，通電導線受力越大。
本實驗采用的方法為：控制變量法
垂直：F最大
平行：F=0
當通電導線和磁場方向垂直時，它受力的大小既與導線的長度l成正比，又與導線中的電流I成正比，即與I和l的乘積I l成正比，也就是：
B與I和l都沒有關系。
比例系數B與磁場有關，描述了磁場的性質
一些磁場的磁感應強度
二、勻強磁場
1. 定義：如果磁場的某一區域里，磁感應強度的大小和方向處處相同，這個區域的磁場叫勻強磁場
②通電螺線管內部的磁場(除邊緣部分外)：
這部分磁場有什么特點？
2. 產生方法：
①距離很近的兩個異名磁極之間的磁場(除邊緣部分外)：
③相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電時，其中間區域的磁場：
如何比較S1和S2處的磁場強弱？
磁感線的疏密程度
三、磁通量
1.定義：設在磁感應強度為 B 的勻強磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為 S，我們把 B 與 S 的乘積叫作穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通。
2.公式：
韋伯，韋， Wb
3.單位：
4.適用條件：
（1）勻強磁場；
（2）磁感線與平面垂直。
5.有效面積
，式中 即面積S在垂直于磁感線方向的投影，我們稱為“有效面積”。
★磁通量也可理解為穿過某面積的磁感線的條數
6.磁通量也可理解為穿過某面積的磁感線的條數。
θ
Φ最大
Φ較小
Φ=0
Φ=0
S
B
S
B
7.磁通量是標量，但有正負，當磁感線從某一面上穿入時，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時，磁通量即為負值。
8.磁通量的變化量
(1)當B 不變，有效面積S變化時，
(2)當B 變化，有效面積S不變時，
(3)當B 和有效面積S都變化時，
典例分析
例1. 磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導線，導線長l = 1cm，電流強度I = 2.5A，若它所受的磁場力F = 0.05N
（1）求這個位置的磁感應強度B多大？
（2）若導線中電流強度變為5A，這個位置的磁感應強度B多大？該通電導線受到 的磁場力多大？
2T
2T；0.1N
典例分析
例2. 關于勻強磁場，下列說法中正確的是( )
A．在某一磁場中，若有無數處磁感應強度相同，這個區域里的磁場就是勻強磁場
B．只要磁感線是直線，該處的磁場一定是勻強磁場
C．勻強磁場中的磁感線，必定是相互平行且間距相等的直線
D．距離很近的兩個異名磁極之間及通電螺線管內部靠近中間部分的磁場，都可視
為勻強磁場
CD
典例分析
例3. 下列關于磁感應強度的方向和電場強度的方向的說法，正確的是( )
A. 電場強度的方向與電荷所受的電場力的方向相同
B. 電場強度的方向與正電荷所受的電場力的方向相同
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靜止后N極所指的方向相同
BCD
典例分析
北
南
西
東
例4. 中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意圖如圖所示，則下列說法不正確的是( )
A. 地理南、北極與地磁南、北極不重合
B. 地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近
C. 地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行
D. 地磁場可能是由帶負電的地球自轉形成的
C
課堂練習
1. 關于磁通量的概念，下列說法正確的是( )
A. 磁通量不僅有大小而且有方向，是矢量
B. 在勻強磁場中，a線圈面積比b線圈面積大，則穿過a線圈的磁通量一定比穿過
b線圈的大
C. 磁通量大，磁感應強度不一定大
D. 把某線圈放在磁場中的M、N兩點，若放在M處的磁通量比在N處的大，則M
處的磁感應強度一定比N處大
C
課堂練習
例2. 如圖所示，一矩形線框，從abcd位置運動到a′b′c′d′位置的過程中，關于穿過線框的磁通量情況，下列敘述正確的是（線框平行于紙面移動）( )
A．一直增加 B．一直減少
C．先增加后減少 D．先增加后減少到零，之后又增加再減少
D
課堂練習
2.(多選)把一小段通電直導線垂直磁場方向放入一勻強磁場中，圖中能正確反映各量間關系的是(　　)
BC
A　　　　 B　　　　C　　　　 D
課堂練習
解析：
磁感應強度的大小和方向由磁場自身決定，不隨F或Il的變化而變化，故B正確，D錯誤；當導線垂直于磁場放置時，有B＝，即F＝ Il B。所以B不變的情況下F與Il成正比，故A錯誤，C正確。
課堂練習
3.關于磁感應強度的定義式B＝，下列說法正確的是(　　)
A．電流元在磁場中受力為F，則磁感應強度B一定等于
B．磁感應強度的大小與成反比，與F成正比
C．磁感應強度就是電流元所受的磁場力F與的比值
D．磁感應強度的大小是由磁場本身決定的，與檢驗電流元
無關
D
課堂練習
解析：若電流元不是垂直放置在磁場中時所受的磁場力為F，則磁感應強度B不等于，A錯誤；磁感應強度與電流元受到的力的大小無關，與電流元也無關，故B、C錯誤，D正確。
課堂練習
4. 關于磁感應強度B、電流I、導線長度l和電流所受磁場力F的關系，下面的說法中正確的是(　　)
A．在B＝0的地方，F一定等于零
B．在F＝0的地方，B一定等于零
C．若B＝1 T，I＝1 A， l ＝1 m，則F一定等于1 N
D．若l ＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，則B一定等于1 T
A
課堂小結
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