2．磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量核心素養(yǎng)定位物理觀念知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，知道其方向、大小、定義式和單位．會(huì)用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算．科學(xué)思維知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的特點(diǎn)．知道磁通量，會(huì)計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中通過(guò)某一面積的磁通量．科學(xué)探究在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上類比電場(chǎng)強(qiáng)度，定義描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度，并進(jìn)一步體會(huì)微元法和利用物理量之比定義物理量的方法．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任了解我國(guó)古代對(duì)指南針的使用情況，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感．導(dǎo)學(xué)·掌握必備知識(shí)共研·突破關(guān)鍵能力精練·落實(shí)學(xué)科素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)·掌握必備知識(shí)

垂直磁場(chǎng)方向乘積特斯拉特T強(qiáng)弱N極二、勻強(qiáng)磁場(chǎng)1．定義：如果磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的________、________，這個(gè)磁場(chǎng)叫作勻強(qiáng)磁場(chǎng)．

類比勻強(qiáng)電場(chǎng)2．特例(1)距離很近的兩個(gè)平行異名磁極之間的磁場(chǎng)，除邊緣部分外，可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)．(2)兩個(gè)平行放置較近的線圈通電時(shí)，其中間區(qū)域的磁場(chǎng)近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)．3．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線用一些間隔____的平行直線表示．大小相等方向相同相等

磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直投影面積S′韋伯1T·m2【情境思考】我們可以利用如圖所示裝置進(jìn)行“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”的實(shí)驗(yàn)，判斷以下問題．(1)導(dǎo)體棒接在2、3間和接在1、4間時(shí)受到的磁場(chǎng)力一樣大．(

)(2)同時(shí)改變磁場(chǎng)方向和電流流向，導(dǎo)體棒受到的磁場(chǎng)力反向．(

)(3)只改變磁場(chǎng)方向或電流方向，導(dǎo)體棒受到的磁場(chǎng)力反向．(

)××√拓展1

為表征電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，引入了新物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度E；同樣，為表征磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，引入了新物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度B.(注意，不能稱為磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)強(qiáng)度是另一個(gè)物理量)拓展2

一些磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度/T人體器官內(nèi)的磁場(chǎng)10－13～10－9地磁場(chǎng)在地面附近的平均值5×10－5我國(guó)研制的作為α磁譜儀核心部件的大型永磁體中心的磁場(chǎng)0.1346電動(dòng)機(jī)或變壓器鐵芯中的磁場(chǎng)0.8～1.7核磁共振的磁場(chǎng)3中子星表面的磁場(chǎng)106～108原子核表面的磁場(chǎng)約1012拓展

3

磁場(chǎng)與平面不垂直時(shí)的磁通量如果磁感應(yīng)強(qiáng)度B不與我們研究的平面垂直，例如圖中的S，那么我們用這個(gè)面在垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向的投影面積S′與B的乘積表示磁通量．共研·突破關(guān)鍵能力目標(biāo)一磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解【導(dǎo)思】甲、乙兩圖均能描述磁場(chǎng)．(1)甲、乙兩圖在描述磁場(chǎng)方面有什么不同？題圖甲只能顯示小磁針處的磁場(chǎng)方向，不能顯示大??；題圖乙則能定量顯示通電導(dǎo)線處的磁場(chǎng)強(qiáng)弱．(2)圖乙能通過(guò)通電導(dǎo)線受力的大小來(lái)判斷磁場(chǎng)的強(qiáng)弱嗎？通過(guò)怎樣的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這些猜想？(3)通電導(dǎo)線受的力越大，就能說(shuō)導(dǎo)線處的磁場(chǎng)越強(qiáng)嗎？為什么？能．應(yīng)用控制變量法，保持電流和導(dǎo)線長(zhǎng)度不變，由導(dǎo)線受力的大小可以判斷磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．不能．通電導(dǎo)線受的力不僅與磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)，還與通電電流的大小及導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度有關(guān)．

答案：A解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來(lái)描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，故A正確；若通電導(dǎo)線的放置方向與磁場(chǎng)方向平行，也不受磁場(chǎng)力的作用，故B錯(cuò)誤；根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，通電導(dǎo)線應(yīng)為“在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線”，故C錯(cuò)誤；在磁場(chǎng)場(chǎng)源穩(wěn)定的情況下，磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(包括大小和方向)都是確定的，與電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度l無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤．例2勻強(qiáng)磁場(chǎng)中長(zhǎng)2cm的通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向，當(dāng)通過(guò)導(dǎo)線的電流為2A時(shí)，它受到的磁場(chǎng)力大小為4×10－3N：(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)若導(dǎo)線長(zhǎng)不變，電流增大為5A，求它受到的磁場(chǎng)力F和該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小．

答案：0.1T

解析：若導(dǎo)線長(zhǎng)不變，電流增大為5A，磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，仍為0.1T，磁場(chǎng)力為F＝I′lB＝0.1×5×0.02N＝0.01N.答案：0.01N

0.1T[訓(xùn)練1]關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度l和電流所受磁場(chǎng)力F的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是(

)A．在B＝0的地方，F(xiàn)一定等于零B．在F＝0的地方，B一定等于零C．若B＝1T，I＝1A，l＝1m，則F一定等于1ND．若l＝1m，I＝1A，F(xiàn)＝1N，則B一定等于1T

答案：A[訓(xùn)練2]

(多選)把一小段通電直導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圖中能正確反映各量間關(guān)系的是(

)答案：BC

目標(biāo)二磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加

【歸納】磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間存在幾個(gè)磁體(或電流)時(shí)，每一點(diǎn)的磁場(chǎng)等于各個(gè)磁體(或電流)在該點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的矢量和．磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加時(shí)遵循平行四邊形定則．

答案：C

思維提升磁場(chǎng)疊加問題的解題思路(1)應(yīng)用安培定則判斷各電流在某點(diǎn)分別產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向(過(guò)該點(diǎn)磁感線的切線方向，即與點(diǎn)和導(dǎo)線的連線垂直)．(2)根據(jù)平行四邊形定則，利用合成法或正交分解法進(jìn)行合成，求得合磁感應(yīng)強(qiáng)度．

答案：C

[訓(xùn)練4]如圖甲所示，一個(gè)條形磁鐵P固定在水平桌面上，以P的右端點(diǎn)為原點(diǎn)，中軸線為x軸建立一維坐標(biāo)系．一個(gè)靈敏的小磁針Q放置在x軸上不同位置，設(shè)Q與x軸之間的夾角為θ.實(shí)驗(yàn)測(cè)得sinθ與x之間的關(guān)系如圖乙所示．已知該處地磁場(chǎng)方向水平，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.下列說(shuō)法正確的是(

)A．P的右端為S極B．P的中軸線與地磁場(chǎng)方向平行C．P在x0處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0D．x0處合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B0答案：C

目標(biāo)三磁通量【導(dǎo)思】如圖所示，一矩形線框從abcd位置移動(dòng)到a′b′c′d′位置的過(guò)程中(線框平行于紙面移動(dòng))，中間是一條電流向上的通電導(dǎo)線．(1)導(dǎo)線的左邊磁場(chǎng)的方向向哪？右邊呢？(2)在移動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)線框的一半恰好通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，穿過(guò)線框的磁感線條數(shù)有何特點(diǎn)？導(dǎo)線左邊的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，右邊的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．當(dāng)線框的一半恰好通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，穿過(guò)線框垂直紙面向外的磁感線條數(shù)與垂直紙面向里的磁感線條數(shù)相同．【歸納】1．磁通量的計(jì)算(1)公式：Φ＝BS.適用條件：①勻強(qiáng)磁場(chǎng)；②磁感線與平面垂直．(2)若磁感線與平面不垂直，則Φ＝BScosθ.其中Scosθ為面積S在垂直于磁感線方向上的投影面積S1，如圖所示．2．磁通量的正、負(fù)(1)磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)，當(dāng)磁感線從某一面穿入時(shí)，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時(shí)磁通量為負(fù)值．(2)若磁感線沿相反方向穿過(guò)同一平面，且正向磁通量大小為Φ1，反向磁通量大小為Φ2，則穿過(guò)該平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的變化量(1)當(dāng)B不變，有效面積S變化時(shí)，ΔΦ＝B·ΔS.(B、S相互垂直時(shí))(2)當(dāng)B變化，S不變時(shí)，ΔΦ＝ΔB·S.(B、S相互垂直時(shí))(3)B和S同時(shí)變化，ΔΦ＝Φ2－Φ1.4．磁通量可用穿過(guò)某一平面的磁感線條數(shù)表示．若有磁感線沿相反方向穿過(guò)同一平面，則磁通量等于穿過(guò)該平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和)．【典例】例4關(guān)于磁通量的概念，以下說(shuō)法中正確的是(

)A．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，線圈面積越大，穿過(guò)閉合回路的磁通量不一定大B．磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，線圈面積不變，則磁通量就不變C．穿過(guò)線圈的磁通量為零，說(shuō)明磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零D．磁通量發(fā)生變化，不是磁場(chǎng)發(fā)生變化引起的就是線圈面積變化引起的答案：A解析：根據(jù)磁通量的定義可知，磁通量的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、線圈面積、磁感應(yīng)強(qiáng)度和線圈平面之間的夾角都有關(guān)系，故A正確，B錯(cuò)誤；磁通量的定義式是Φ＝BS⊥，其中B⊥是磁感應(yīng)強(qiáng)度在垂直線圈平面的方向上的分量，S⊥是線圈平面在垂直磁感線的平面上的投影面積，因此，穿過(guò)線圈的磁通量為零，可以說(shuō)明B⊥＝0或者S⊥＝0，不能說(shuō)明磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零以及線圈面積一定為零，故C錯(cuò)誤；磁通量變化不僅與B、S有關(guān)，還與它們的夾角有關(guān)，故D錯(cuò)誤．

答案：A

[訓(xùn)練5]

[2023·河北邢臺(tái)高二期中](多選)如圖所示，兩根直導(dǎo)線，通以相同的電流后平行放置于水平桌面上，一矩形線圈abcd從A位置運(yùn)動(dòng)到對(duì)稱的B位置過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(

)A．在B位置穿過(guò)線圈的磁感線方向垂直水平面向下B．在A位置穿過(guò)線圈的磁感線方向垂直水平面向下C．從A到B穿過(guò)線圈的磁通量先減小再增大D．從A到B穿過(guò)線圈的磁通量一直增大答案：BC解析：根據(jù)安培定則，可知左側(cè)導(dǎo)線在右側(cè)的磁感線方向向下，右側(cè)導(dǎo)線在左側(cè)的磁感線方向向上，可知，在兩根導(dǎo)線之間中線位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，兩導(dǎo)線之間的區(qū)域，中線左側(cè)磁場(chǎng)方向向下，中線右側(cè)磁場(chǎng)方向向上．在B位置穿過(guò)線圈的磁感線方向垂直水平面向上，在A位置穿過(guò)線圈的磁感線方向垂直水平面向下，故A錯(cuò)誤，B正確；從左往右，磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小后增大，則從A到B穿過(guò)線圈的磁通量先減小再增大，故C正確，D錯(cuò)誤．[訓(xùn)練6]

有一U形曲面，其尺寸如圖所示，U形曲面開口豎直向上，現(xiàn)將U形曲面放入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．(1)當(dāng)磁場(chǎng)方向豎直向下時(shí)，穿過(guò)該曲面的磁通量是多少？(2)當(dāng)磁場(chǎng)方向水平向右時(shí)，穿過(guò)該曲面的磁通量是多少？0.02Wb0解析：(1)當(dāng)磁場(chǎng)方向豎直向下時(shí)，曲面在垂直磁場(chǎng)方向的投影面積為S1＝0.1×0.1m2＝0.01m2，此時(shí)穿過(guò)曲面的磁通量為Φ1＝BS1＝2×0.01Wb＝0.02Wb.(2)當(dāng)磁場(chǎng)方向水平向右時(shí)，曲面在垂直磁場(chǎng)方向的投影面積為S2＝0.1×0.2m2＝0.02m2，若規(guī)定從外表面穿入而從內(nèi)表面穿出的磁通量為正值，則穿過(guò)曲面左半部分的磁通量為Φ′2＝BS2＝2×0.02Wb＝0.04Wb穿過(guò)曲面右半部分的磁通量為Φ″2＝－BS2＝－0.04Wb穿過(guò)整個(gè)曲面的磁通量為Φ2＝Φ′2＋Φ″2＝0.精練·落實(shí)學(xué)科素養(yǎng)1．下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的說(shuō)法中，正確的是(

)A．某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受力的方向B．小磁針S極在磁場(chǎng)中受力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C．垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D．磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向解析：某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與一小段通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受力的方向垂直，故A錯(cuò)誤；小磁針N極在磁場(chǎng)中受力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，故B錯(cuò)誤；垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，故C錯(cuò)誤；磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，故D正確．答案：D2．[2023·河南南陽(yáng)高二聯(lián)考]把長(zhǎng)20cm的直導(dǎo)線全部放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)直導(dǎo)線中通過(guò)的電流為0.6A時(shí)，該直導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力大小為6.0×10－3N，則該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能為(

)A．6.0×10－2TB．4.5×10－2TC．3.0×10－2TD．1.5×10－2T

答案：A

答案：C

答案：A

5．(多選)如圖所示，三角形線框ABC與長(zhǎng)直導(dǎo)線