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(共54張PPT)
磁感應強度　磁通量
第2節
(強基課—逐點理清物理觀念)
課標要求 層級達標 1.通過實驗，認識磁場。了解磁感應強度， 會用磁感線描述磁場。體會物理模型在探索自然規律中的作用。 2.知道磁通量。 學考 層級 1.知道磁感應強度的定義，知道其方向、大小、定義式和單位。
2.知道勻強磁場的特點。
3.知道磁通量的定義及Φ＝BS的適用條件。
選考 層級 1.會用磁感應強度的定義式進行有關計算。
2.會計算在勻強磁場中通過某一面積的磁通量。
01
02
目
錄
逐點清(一)　磁感應強度　勻強磁場
逐點清(二)　 磁通量
03
課時跟蹤檢測
01
逐點清(一) 　磁感應強度　勻強磁場
1．磁感應強度
(1)電流元：很短一段通電導線中的電流I與導線長度l的乘積Il。
(2)定義：在磁場中垂直于_____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的比值叫該處的磁感應強度。用符號B表示，是表征磁場強弱的物理量。
磁場
[多維度理解]
(3)定義式：B＝______。
(4)單位：在國際單位制中，磁感應強度的單位是______，簡稱特，符號是T，1 T＝1_____。
(5)方向：磁感應強度是___量，它的方向就是該處小磁針靜止時N極所指的方向。
特斯拉
2．勻強磁場
(1)概念：各點的磁感應強度的_____相等、_____相同的磁場。
(2)磁感線特點：勻強磁場的磁感線是間隔_____的平行直線。
大小
方向
相等
(2)導線在磁場中的放置方向不同，所受磁場力也不相同。當通電導線與磁場方向平行時，通電導線受力為零，所以我們不能根據通電導線受力為零來判定磁感應強度B的大小為零。
(3)磁感應強度的定義式也適用于非勻強磁場，這時l應很短，Il稱為“電流元”，相當于靜電場中的“試探電荷”。
2．磁感應強度B的方向
磁感應強度B是一個矢量，它的方向有以下三種表述方式：
(1)磁感應強度的方向就是該點的磁場方向。
(2)小磁針靜止時N極所指的方向。
(3)小磁針N極受力的方向。
3．磁感應強度的疊加
磁感應強度是矢量，當空間存在幾個磁體(或電流)時，每一點的磁場等于各個磁體(或電流)在該點產生磁場的矢量和。磁感應強度疊加時遵循平行四邊形定則。
[典例]　 如圖所示，一根通電直導線垂直磁場方向放在磁感應強度B＝1 T的勻強磁場中，以導線為中心，R為半徑的圓周上有a、b、c、d四個點，已知c點的實際磁感應強度為0，則下列說法中正確的是(　 )
[解析]　因c點的磁感應強度為0，說明通電導線在c點產生的磁感應強度與勻強磁場的磁感應強度大小相等、方向相反，即通電導線在c點產生的磁感應強度方向水平向左，根據安培定則判斷可知，直導線中的電流方向垂直紙面向外，A錯誤；通電導線在a點產生的磁感應強度方向水平向右，則a點磁感應強度大小為Ba＝(1＋1)T＝2 T，方向與B的方向相同，B錯誤；通電直導線在b點產生的磁感應強度大小為1 T，由安培定則可知，通電導線在b點產生的磁感應強度方向豎直
[全方位練明]
答案：A　
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(　 )
答案：BC
3．如圖，四根導線分布在圓平面內，AC、BD是圓的直徑且互成60°，O為圓心，導線所通電流方向在圖中標出。已知每條導線在O點磁感應強度大小為B0，則圓心O處磁感應強度的大小和方向為(　 )
答案：C　
02
逐點清(二) 　磁通量
1．定義：勻強磁場中_____________和與磁場方向_____的平面面積S的乘積。即Φ＝BS。
2．單位：國際單位是____________，簡稱韋，符號是Wb,1 Wb＝________。
磁感應強度B
垂直
韋伯
1 T·m2
[多維度理解]
3．計算
(1)公式：Φ＝BS。
適用條件：①勻強磁場；②磁感線與平面垂直。
(2)若磁感線與平面不垂直，則Φ＝BScos θ。其中Scos θ為面積S在垂直于磁感線方向上的投影面積S1，如圖所示。
4．引申：B＝____，表示磁感應強度的大小等于穿過垂直磁場方向的單位面積的磁通量。

1．磁通量的正、負
(1)磁通量是標量，但有正、負，當磁感線從某一面穿入時，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時磁通量為負值。
(2)若磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁通量為Φ1，反向磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2。
(3)磁通量可用穿過某一平面的磁感線條數表示。若有磁感線沿相反方向穿過同一平面，則磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(磁通量的代數和)。
2．磁通量的變化量
(1)當B不變，有效面積S變化時，ΔΦ＝B·ΔS(B、S相互垂直時)。
(2)當B變化，S不變時，ΔΦ＝ΔB·S(B、S相互垂直時)。
(3)當B和S同時變化時，ΔΦ＝Φ2－Φ1。
[典例]　 如圖所示，線圈平面與水平方向夾角
θ＝60°，磁感線方向豎直向下，線圈平面面積S＝
0.4 m2，勻強磁場磁感應強度大小B＝0.6 T，則：
(1)穿過線圈的磁通量Φ為多少？把線圈以cd
為軸順時針轉過120°角，則通過線圈磁通量的變化量為多少？
(2)若θ＝90°，穿過線圈的磁通量為多少？當θ為多大時，穿過線圈的磁通量最大？
Φ2＝－BS＝－0.6×0.4 Wb＝－0.24 Wb
故磁通量的變化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－0.24－0.12| Wb＝0.36 Wb。
(2)當θ＝90°時，線圈在垂直磁場方向上的投影面積S⊥′＝0，據Φ＝BS⊥′知，此時穿過線圈的磁通量為零。當θ＝0°時，線圈平面與磁場垂直，此時S⊥″＝S，穿過線圈的磁通量最大。
[答案]　(1)0.12 Wb　0.36 Wb　(2)0　0°
1．下列說法中正確的是(　 )
A．穿過某一個面的磁通量為零，該處磁感應強度也為零
B．穿過任何一個平面的磁通量越大，該處磁感應強度也越大
C．穿過垂直于磁感應強度方向的某面積的磁感線條數等于磁感應強度
D．當平面跟磁場方向平行時，穿過這個面的磁通量必為零
[全方位練明]
答案：D　
2. 如圖所示，正方形線框abcd的邊長與勻強磁場區域的寬度相等，在線框從圖示位置水平向右平移至ad邊恰好穿出磁場的過程中，穿過線框的磁通量(　 )
A．逐漸減小　　　　　 B．逐漸增大
C．先減小后增大 D．先增大后減小
答案：D　
解析：磁通量表示穿過某一平面的磁感線條數，根據Φ＝BS可知B一定時，在磁場中的面積S越大，磁通量越大，在線框從圖示位置水平向右平移至ad邊恰好穿出磁場的過程中，線框在磁場中的面積先增大后減小，則穿過線框的磁通量先增大后減小，故D正確，A、B、C錯誤。
3. 如圖所示，兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和
2r。圓形勻強磁場B的邊緣恰好與a線圈重合，則穿過
a、b兩線圈的磁通量之比為(　 )
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶4 D．4∶1
答案：A　
解析：由圖像可知，穿過a、b兩個線圈的磁通量均為Φ＝B·πr2，因此穿過它們的磁通量之比為1∶1，A項正確。
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課時跟蹤檢測
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1．把長度L、電流I都相同的一小段通電導線垂直磁場方向放入某磁場中的A、B兩點，通電導線在A點受到的磁場力較大，則(　 )
A．A點的磁感應強度一定大于B點的磁感應強度
B．A點的磁感應強度一定小于B點的磁感應強度
C．A點的磁感應強度一定等于B點的磁感應強度
D．不能判斷A、B兩點之間的磁感應強度大小關系
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答案：A　
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2．關于磁通量，下列說法中正確的是(　 )
A．面積一定的線圈放在勻強磁場中時，穿過線圈平面的磁通量是一定的
B．穿過線圈平面的磁通量越小，則該磁場的磁感應強度也越小
C．穿過線圈平面的磁通量為零，則線圈所在處的磁感應強度一定為零
D．穿過線圈平面的磁通量為零，線圈所在處的磁感應強度可能很大
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答案：D　
解析：穿過線圈的磁通量Φ＝BScos θ，其中θ是線圈平面與垂直磁場方向之間的夾角。在同一個磁場中，線圈平面方向不同時，穿過線圈的磁通量不同；當線圈平面與磁場平行時，無論磁感應強度多大，穿過線圈的磁通量一定為零；當線圈平面與磁場垂直時，穿過線圈平面的磁通量最大，故選D。
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3．(多選)下列四幅圖中，穿過線圈的磁通量減小的是(　 )
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答案：AC　
解析：當線圈向右移動，遠離通電導線，穿過線圈的磁場減小，即穿過線圈的磁通量減小，故A正確；當線圈向上移動，穿過線圈的磁場不變，即穿過線圈的磁通量不變，故B錯誤；條形磁鐵遠離線圈，穿過線圈的磁場減小，即穿過線圈的磁通量減小，故C正確；條形磁鐵靠近線圈，穿過線圈的磁場增大，即穿過線圈的磁通量增大，故D錯誤。
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4. 如圖所示，N匝矩形線圈abcd置于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與線圈成α角，ab邊長為L1，bc邊長為L2。通過矩形線圈的磁通量為(　 )
A．BL1L2　　　　　　　 B．NBL1L2
C．BL1L2sin α D．NBL1L2sin α
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答案：C　
解析：磁場B垂直于線圈平面的分量為B1＝Bsin α，由于只有垂直于線圈平面的磁場分量提供磁通量，平行于線圈平面的磁場分量不會產生磁通量，故磁通量為Φ＝B1S＝Bsin α·L1L2＝BL1L2sin α，故C正確，A、B、D錯誤。
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答案：C　
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6. 如圖所示，矩形線圈abcd與有界的勻強磁場垂直，線圈的一半在磁場內，已知線圈的面積為2S，磁場的磁感應強度為B，以下說法正確的是(　 )
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答案：A　
解析：根據磁通量的定義，依題意磁通量為Φ＝BS，故A正確；線圈以ab為軸轉過30°和45°時，處于磁場部分的線圈在與磁場垂直方向上投影的面積仍為S，可知線圈的磁通量仍為BS，故B、C錯誤；線圈以cd為軸轉過60°時，ab邊剛好轉出磁場，則線圈磁通量為0，磁通量變化量大小為ΔΦ＝BS，故D錯誤。
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7. (2023·江蘇南通檢測)三根平行的長直導體棒分別過正三角形ABC的三個頂點，并與該三角形所在平面垂直，各導體棒中均通有大小相等的電流，方向如圖所示。則三角形的中心O處的合磁場方向為(　 )
A．平行于AB，由A指向B
B．平行于BC，由B指向C
C．平行于CA，由C指向A
D．由O指向C
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答案：A　
解析：根據安培定則，A處電流在O處產生的磁場方向平行于BC，且由C指向B，B處電流在O處產生的磁場方向平行于AC，且由A指向C，C處電流在O處產生的磁場方向平行于AB，且由A指向B，由于三根導線中的電流大小相同，到O點的距離相同，根據平行四邊形定則，則合磁場的方向平行于AB，由A指向B，故A正確，B、C、D錯誤。
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8. 如圖所示的三維坐標系中，一圓形線圈放置在yOz平面內，其圓心為坐標原點O，沿著x軸正方向看線圈中有逆時針方向的電流I，P為x軸正半軸上一點，線圈在P處的磁感應強度為B，M、N為y、z軸與線圈的交點，則(　 )
A．O處的磁感應強度為0
B．x軸上磁感應強度為B的點只有P點
C．O、N間和O、M間各點磁感應強度方向相同
D．通過四分之一圓面OMN和平面PMN的磁通量相同
答案：C　
解析：根據安培定則可知O處的磁感應強度沿x軸負方向，不為零，故A錯誤；根據對稱性可知，在x軸負半軸上，P點關于O點對稱的P′點的磁感應強度也為B，故B錯誤；根據安培定則可知O、N間和O、M間各點磁感應強度方向均沿x軸負方向，故C正確；平面PMN在yOz平面的投影面積等于△MON的面積，而△MON的面積小于四分之一圓面OMN的面積，并且越遠離線圈平面，磁感應強度越小，所以通過四分之一圓面OMN的磁通量一定大于通過平面PMN的磁通量，故D錯誤。
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