第十三章電磁感應與電磁波初步

第二節(jié)磁感應強度

磁通量目錄/1.學習目標2.情景導入3.新課講解4.小試牛刀5.課堂小結PART01學習目標學習目標1.知道磁感應強度的定義，理解磁感應強度的方向、大小、定義式和單位，并會用定義式進行相關計算2.知道勻強磁場，知道勻強磁場磁感線的特點3.理解磁通量的概念，會計算勻強磁場重通過某一面積的磁通量學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結PART02情境導入學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結

巨大的電磁鐵能吸起成噸的鋼鐵，小磁體卻只能吸起幾枚鐵釘。磁場有強弱之分，那么我們怎樣定量地描述磁場的強弱呢？PART03新課講解對放入其中的電荷有電場力的作用磁場的基本性質是什么？對放入其中的磁體或通電導體有磁力的作用電場強度:試探電荷所受電場力跟電荷量的比值方向：正試探電荷的受力方向如何描述電場的強弱和方向？溫故知新電場的基本性質是什么？+F++Q+qFE如何描述磁場的強弱和方向學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結磁感應強度的方向小磁針

N極(北極)的受力方向或小磁針靜止時

N

極的指向，規(guī)定為該點的磁場方向,即磁感應強度的方向。學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結+Q+qFE

思考：我們是否能用類似的方法來研究磁場的強弱呢？測量小磁針N極受力的大小來確定磁感應強度的大?。坎荒?，N極不能單獨存在小磁針N極和S極受力方向相反學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結能否用很小一段通電導體來檢驗磁場的強弱？思考：磁場除對磁體有作用力外，還對誰有作用力？電流元：很短的一段通電導線中的電流I

與導線長度L

的乘積IL。①理想模型②不存在孤立的電流元③可以用較長的通電導線來檢驗勻強磁場

類似于電場中的檢驗電荷通電導體學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結實驗中的變量磁場（磁場不變）導線長度導線在磁場中的放置方式（通電導線與磁場方向垂直）導線中的電流控制變量法探究通電導線在磁場中的受力與哪些因素有關？學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結探究通電導線在磁場中的受力與哪些因素有關？學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結①保持磁場和通電導線的長度不變，改變電流的大小電流越大，受力越大②保持磁場和導線中的電流不變，改變通電導線的長度長度越長，受力越大學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結F∝LF∝IF∝ILNSINSINSNSINSINSINS2INSII思考：

最終的形式是什么樣子？F∝IL學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結分析了很多實驗事實后人們認識到：通電導線與磁場方向垂直時，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IL成正比。①式中B

是比例系數(shù)，它與導線長度和電流大小都沒有關系。F=BIL②在同一磁場中，無論IL如何變化，B都是相同的。③在不同磁場中，B

一般不同。B是能夠反映磁場性質的物理量，是由磁場自身決定的，是客觀存在應用條件：通電導線與磁場方向垂直學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結（1）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的比值叫磁感應強度。（2）定義式：（3）單位：特斯拉，簡稱特，符號是T（4）方向：磁感應強度是矢量，方向與該點磁場的方向一致

磁感應強度（不成比例關系）學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結磁感應強度B電場強度E物理意義定義式

大小方向場的疊加單位磁感應強度與電場強度的比較描述電場的力的性質的物理量由磁場決定與檢驗電流無關由電場決定與檢驗電荷無關磁感線切線方向或小磁針N極受力方向電場線切線方向或放入該點正電荷受力方向合磁感應強度等于各磁場的磁感應強度的矢量和合電場強度等于各電場的場強的矢量和描述磁場的力的性質的物理量

E=F/qB=F/IL學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結（1）

定義：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應強度的大小

和方向處處相同，這個區(qū)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(chǎn)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(qū)域的磁場：

勻強磁場學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結圖中A、B兩處磁感線的疏密不同，這種不同如何來體現(xiàn)呢？也就是說，我們是怎樣判斷出A、B兩處磁感線的疏密是不同的？磁感線的疏密程度表示了磁場的強弱。AB在A、B兩處，垂直于紙面方向取同樣的面積S

，穿過相同面積磁感線條數(shù)多的地方磁感線就密，磁感應強度就大，磁場就強。研究電磁感應現(xiàn)象時，需要明確穿過某一面積的磁感線的多少，和它的變化情況，我們引入一個新的物理量——磁通量。學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結

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。則

B與

S的乘積叫做穿過這個面積的磁通量。Φ=BS（S為標量，

表示與磁場方向垂直的平面面積）（1）定義：（2）公式：（3）單位：韋伯，符號：Wb

1Wb=1T·m2磁通量表示穿過這個面的磁感線條數(shù)

磁通量學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結Φ=BS

①當BS垂直時②當B∥S時，磁通量Φ=0③當磁場

B與面積

S不垂直：

Φ=BScosθ（θ為S與S'的夾角）S'為S在垂直磁場方向上的投影S`BS（θΦ=BS⊥

(有效面積)=Scosθ磁場方向的投影

磁通量的計算學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結PART04小試牛刀學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結1.通電螺線管的電流方向如圖所示，內部產(chǎn)生的磁場可認為勻強磁場，磁感應強度大小為B。在螺線管的中軸線上有一沿軸線向上的很長的直線電流，以O點為圓心垂直于軸線的平面內有一圓，圓直徑上有a、b兩點，直線電流在a、b兩點產(chǎn)生的磁感應強度大小也為B，下列說法正確的是(

)A.通電螺線管產(chǎn)生的磁場方向沿軸線向下B.a、b兩點合磁場的方向相反C.a、b兩點合磁場的磁感應強度大小均為0D.a、b兩點合磁場的磁感應強度大小均為D學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結答案：D解析：A.根據(jù)右手螺旋定則可知，通電螺線管產(chǎn)生的磁場方向沿軸線向上，故A錯誤；B.直線電流在a點產(chǎn)生的磁場的方向沿切線指向外，在b點產(chǎn)生的磁場方向沿切線指向里，所以a、b兩點合磁場的方向垂直，故B錯誤；CD.a、b兩點合磁場的磁感應強度大小均為故C錯誤，D正確。學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結2.如圖，現(xiàn)有四條完全相同的垂直于紙面放置的長直導線，橫截面分別位于一正方形abcd的四個頂點上，長直導線分別通有方向垂直于紙面的恒定電流I，其中a、b處電流方向向里，c、d

處電流方向向外。已知通電長直導線周圍距離為r處磁場的磁感應強度大小為

，式中常量

，I

為電流大小。忽略電流間的相互作用，若a

處電流在

正方形的幾何中心O點處產(chǎn)生的磁感應強度大小為

，則O點處實際的磁感應強度的大小為(

)A.

B. C.

D.D學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結答案：D解析：根據(jù)安培定則，ac

處電流在O點的磁場方向均指向b，bd

處電流在O點的磁場方向均指向c。結合題意，a

處電流在正方形的幾何中心O點處產(chǎn)生的磁感應強度大小為

，電流均為I，則O點處實際的磁感應強度的大小為學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結3.如圖所示，兩個同心放置的共面金屬圓環(huán)a

和

b

，一條形磁鐵穿過圓心且與環(huán)面垂直，則穿過兩環(huán)的磁通量

、

的大小關系為(

)A. B. C. D.無法比較A學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結答案：A解析：在永久磁鐵的內部，所有的磁感線都由

S

極到

N

極，而在外部，從

N

極回到

S

極構成閉合曲線。穿過某一面積的磁通量應為穿過的磁感線條數(shù)的代數(shù)和，在

a、b

圓環(huán)的中心，磁鐵所在處，所有的磁感線應向上穿出，而在外部；一部分磁感線穿進，使磁通量減少，由于

b

環(huán)的面積大于

a

環(huán)的面積，穿進的磁感線數(shù)量較多，其磁通量的代數(shù)和比

a

環(huán)少。PART05課堂小結學習目標情境導入新課講解小試牛刀課堂小結①

磁感應強度（1）大小：

（導線與磁場垂直）（2）單位：特斯拉，簡稱特，符號是T，即（3）方向：小磁針在該處靜止時N極所指的方向，也是該點的磁感線的切線方向.

勻強磁場：如果磁場中各點的磁感應強度的大小相等、方向相同，這個磁場叫作勻強磁場.勻強磁場是一種理想化的模型，距離很近的兩個平行異名磁極之間（邊緣除外）、通電螺線管內部（邊緣除外）的磁場可以認為是勻強磁場.勻強磁場的磁感線是一系列間隔相等的