13.2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量【物理核心素養(yǎng)】物理觀念：培養(yǎng)學(xué)生形成相互作用觀念?？茖W(xué)思維：通過實驗探究磁場的規(guī)律，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)求知的欲望，培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力?？茖W(xué)探究：讓學(xué)生利用控制變量法定性分析磁場力與電流大小、放入磁場中的導(dǎo)線的長度、磁場強(qiáng)度的關(guān)系。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：相信客觀存在與客觀規(guī)律，經(jīng)歷合作探究過程，領(lǐng)略科學(xué)探究中的思想;使學(xué)生學(xué)會由個別事物的個性來認(rèn)識一般事物的共性的科學(xué)方法?！窘虒W(xué)重難點】教學(xué)重點：磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義及條件、磁通量含義教學(xué)難點：磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立、對磁通量物理意義的理解知識點一、磁感應(yīng)強(qiáng)度1．電流元：很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度l的乘積Il.2．定義：一段通電直導(dǎo)線垂直放在磁場中所受的力與導(dǎo)線中的電流和導(dǎo)線的長度的乘積的比值，叫作磁感應(yīng)強(qiáng)度．3．定義式：B＝eq\f(F,Il).4．單位：特斯拉，簡稱特，符號為T.5．磁感應(yīng)強(qiáng)度是表征磁場強(qiáng)弱的物理量．6．磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，它的方向就是該處小磁針靜止時N極所指的方向．【特別提醒】1．磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B＝eq\f(E,Il)也適用于非勻強(qiáng)磁場，這時l應(yīng)很短，Il稱為“電流元”，相當(dāng)于靜電場中的“試探電荷”．2．磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場強(qiáng)弱的物理量，它是用比值定義法定義的物理量，由磁場自身決定，與是否引入電流元、引入的電流元是否受力及受力大小無關(guān)．3．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可以有以下幾種表述方式：(1)小磁針靜止時N極所指的方向，即N極受力的方向．(2)小磁針靜止時S極所指的反方向，即S極受力的反方向．(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點的磁場方向．【總結(jié)提升】1．在定義式B＝eq\f(F,Il)中，通電導(dǎo)線必須垂直于磁場方向放置．因為磁場中某點通電導(dǎo)線受力的大小，除和磁場強(qiáng)弱有關(guān)以外，還和導(dǎo)線的方向有關(guān)，導(dǎo)線放入磁場中的方向不同，所受磁場力一般不相同．2．B的大小與F、I、l無關(guān)：通電導(dǎo)線受力為零的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小不一定為零，可能是由于電流方向與B的方向在一條直線上．【經(jīng)典例題1】下列有關(guān)公式的說法中不正確的是（

）A．一個磁場中某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟磁場力F成正比，跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長度L的乘積IL成反比B．由公式變型可得，說明通電導(dǎo)線與勻強(qiáng)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C．磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位由F、I和L的單位決定，在國際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，符號是T，D．磁感應(yīng)強(qiáng)度B由磁場本身決定，與F大小、I大小、L大小無關(guān)【變式訓(xùn)練1】在勻強(qiáng)磁場中，長為10cm的直導(dǎo)線與磁場方向垂直。當(dāng)其通有10A電流時，受到的磁場力大小為0.2N，則該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（）A．0.01T B．0.02T C．0.2T D．5T知識點二、磁通量1．定義：勻強(qiáng)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度B和與磁場方向垂直的平面面積S的乘積．即Φ＝BS.2．拓展：磁場與平面不垂直時，這個面在垂直于磁場方向的投影面積S′與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積表示磁通量．3．單位：國際單位是韋伯，簡稱韋，符號是Wb,1Wb＝1T·m2.4．引申：B＝eq\f(Φ,S)，表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小等于穿過垂直磁場方向的單位面積的磁通量．【總結(jié)提升】1.磁通量的計算(1)公式：Φ＝BS.適用條件：①勻強(qiáng)磁場；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，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時磁通量為負(fù)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．磁通量的變化量(1)當(dāng)B不變，有效面積S變化時，ΔΦ＝B·ΔS.(B、S相互垂直時)(2)當(dāng)B變化，S不變時，ΔΦ＝ΔB·S.(B、S相互垂直時)(3)B和S同時變化，ΔΦ＝Φ2－Φ1.4．磁通量可用穿過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同一平面，則磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和)．【經(jīng)典例題2】等腰直角三棱柱如圖所示，其中側(cè)面為正方形，邊長為L，側(cè)面與水平面平行，該三棱柱位于水平向左的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。下列說法正確的是（）A．穿過正方形的磁通量大小為 B．穿過矩形的磁通量大小為C．穿過矩形的磁通量大小為0 D．磁通量有正負(fù)，所以是矢量【變式訓(xùn)練2】如圖所示，有三個以O(shè)為圓心的圓形線圈a、b、c，半徑，在線圈b區(qū)域內(nèi)存在一垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。（1）求通過三個線圈的磁通量總和；（2）要使通過三個線圈的磁通量總和，求在線圈c與線圈b之間區(qū)域所加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。知識點三、勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的疊加一、勻強(qiáng)磁場1．概念：各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同的磁場．2．磁感線特點：勻強(qiáng)磁場的磁感線是間隔相等的平行直線．二、磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的疊加磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，當(dāng)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(chǎn)生磁場的矢量和．磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加時遵循平行四邊形定則．磁場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分別產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向(過該點磁感線的切線方向，即與點和導(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．【經(jīng)典例題3】已知通電的長直導(dǎo)線在周圍空間某位置產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，其中I為電流強(qiáng)度，r為該位置到長直導(dǎo)線的距離，k為常數(shù)。如圖所示?，F(xiàn)有通電的兩根長直導(dǎo)線分別固定在正方體的兩條邊和上，彼此絕緣，電流方向分別由d流向h、由h流向g，中電流是中電流大小的一半，中的電流在c點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。不計導(dǎo)線的粗細(xì)，求a、e兩點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別是多少？【變式訓(xùn)練3】在勻強(qiáng)磁場中，有一根長0.4m的通電導(dǎo)線，導(dǎo)線中的電流為20A，這條導(dǎo)線與磁場方向垂直時，所受的磁場力為16N，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（）A．0T B．1T C．2T D．4T題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．下列四幅圖所描述的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變的是A． B．C． D．2．磁感應(yīng)強(qiáng)度單位“特斯拉”用國際單位制中的基本單位表示正確的是（）A．kg·s1·C1 B．kg·s2·A1 C．N·A1·m1 D．Wb·m23．如圖所示，矩形abcd的邊長bc是ab的2倍，兩細(xì)長直導(dǎo)線通有大小相等、方向相反的電流，垂直穿過矩形平面，與平面交于e、f兩點，其中e、f分別為ad、bc的中點。下列說法正確的是（）A．兩導(dǎo)線間相互吸引B．d點與a點的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同C．d點與b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同D．d點與c點的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同4．如圖，兩根長直平行輸電線中有等大同向的電流，在兩導(dǎo)線所在平面，垂直于導(dǎo)線的連線上有a、b、c三點，b點為ac中點且位于兩根導(dǎo)線的正中間。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)點和c點的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同B．b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零C．a(chǎn)點的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外D．c點的磁感應(yīng)強(qiáng)度水平向左5．（多選）關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，下列說法正確的是（）A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是磁場的方向B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是小磁針靜止時N極的指向C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是垂直于磁場放置的通電直導(dǎo)線的受力方向D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是小磁針的受力方向6．（多選）如圖所示的磁場中，有三個面積相同且相互平行的線圈S?、S?和S?，穿過S?、S?和S?的磁通量分別為、和，下列判斷正確的是（）A．最大 B．最大 C．最大 D．題組B能力提升練7．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的磁通量分別用、、表示。則正確的是（

）A．，，B．，，C．，，D．，，8．如圖所示，通電直導(dǎo)線右邊有一個矩形線框，線框平面與直導(dǎo)線共面，若使線框第一次平行移動到圖中虛線位置，第二次以邊為軸翻轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則（）A．虛線位置的磁通量與原位置磁通量相等B．虛線位置的磁通量比原位置磁通量大C．二次磁通量變化是相等的D．第一次磁通量的變化比第二次磁通量變化的小9．在同一平面內(nèi)有互相絕緣的三根無限長直導(dǎo)線ab、cd、ef圍成一個等邊三角形，三根導(dǎo)線通過的電流大小相等，方向如圖所示。O點為等邊三角形的中心，M、N兩點分別為O點關(guān)于導(dǎo)線ab、cd的對稱點。已知O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，M點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，則下列選項正確的是（）A．大于B．M點磁場方向垂直紙面向內(nèi)C．N點磁感應(yīng)強(qiáng)度與O點大小相同D．若僅撤去導(dǎo)線ef，則M點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為10．如圖所示，直角三角形MPQ的∠P=90°，直角邊MP=2a、QP=3a。在M點固定一條長直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向里。在Q點固定一條長直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向外。兩導(dǎo)線中的電流大小均為I，已知無限長的通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可用公式（k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度、r是該點到直導(dǎo)線的垂直距離）表示，則P點磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（）A． B． C． D．11．（多選）如圖所示，四根相同的長直導(dǎo)線都通以同向、等大的電流，對稱放置在長方體的四條短邊a、b、c、d上。O點為長方體的幾何中心，下列說法正確的是（）A．O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零B．其中兩根導(dǎo)線電流反向時，O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能不變C．其中一根導(dǎo)線電流增大時，O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能不變D．其中兩根導(dǎo)線電流增大時，O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能不變12．（多選）已知某地地面處的地磁場水平分量的為，某校物理興趣小組做估測磁體附近磁感應(yīng)強(qiáng)度的實驗。他們將一小羅盤磁針放在一個水平放置的螺線管附近的軸線上，如圖所示。小磁針靜止時N極指向y軸正方向，當(dāng)接通電源后，發(fā)現(xiàn)小磁針N極指向與y軸正方向成角的方向，則下列說法正確的是（）A．從左往右看，螺線管中的電流是順時針方向B．從左往右看，螺線管中的電流是逆時針方向C．通電螺線管在小磁針處產(chǎn)生的磁場大小約為D．通電螺線管在小磁針處產(chǎn)生的磁場大小約為13．如圖所示，有一個垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，正方形線圈面積為，求：（1）在磁感應(yīng)強(qiáng)度減為的過程中，線圈中磁通量的改變量大小；（2）在磁場方向轉(zhuǎn)過角的過程中，線圈中磁通量的改變量大小。14．如圖所示，匝數(shù)為N、面積為S的閉合線圈abcd水平放置，與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場夾角為?，F(xiàn)將線圈以ab邊為軸順時針轉(zhuǎn)動，求線圈水平放置時的磁通量和整個過程中線圈的磁通量變化量。題組C培優(yōu)拔尖練15．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是（）A．若長為L、電流為I的導(dǎo)線在某處受到的磁場力為F，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為B．由知，B與F成正比，與成反比C．由知，一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力，說明該處一定無磁場D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是小磁針靜止時北極所受磁場力的方向16．關(guān)于磁通量，下列說法中正確的是（）A．穿過磁場中某一面積的磁通量為零該處磁感應(yīng)強(qiáng)度也為零B．磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方，穿過某面積的磁通量不一定很大C．在磁場中所取平面的面積增大，磁通量一定增大D．只有平面垂直于磁場方向時，才有磁通量17．（多選）如圖所示，一根通電直導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T的勻強(qiáng)磁場中，在以導(dǎo)線為圓心，半徑為r的圓周上有a、b、c、d四個點，若a點的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，則說法正確的是（）A．直導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里B．直導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向外C．c點的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度最大D．d點與b點的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度相同18．（多選）如圖所示，三根直導(dǎo)線A、B和C垂直紙面并固定于等腰直角三角形的三個頂點上，三根導(dǎo)線均通有方向垂直紙面向里的電流I時，AC的中點O處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0，若使其中一根導(dǎo)線中的電流反向、其他條件不變，則O點處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能是（

）A．B0 B．2B0 C． D．19．如圖所示，abcd為邊長為a的正方形金屬框，磁場區(qū)域邊界PM與PN的夾角，磁感應(yīng)強(qiáng)度，此時P點位于cd的中點。（1）此時