現(xiàn)代文閱讀Ⅰ把握共性之“新”打通應(yīng)考之“脈”第六章電磁現(xiàn)象與電磁波第二節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度[學(xué)習(xí)目標(biāo)]

1．知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，理解勻強(qiáng)磁場(chǎng)、磁通量并能簡(jiǎn)單的分析和計(jì)算．2．能用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式求其大小，并會(huì)分析磁通量的變化．3．理解磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式的條件，體驗(yàn)生活中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，培養(yǎng)物理應(yīng)用于生活的能力．必備知識(shí)·自主預(yù)習(xí)儲(chǔ)備知識(shí)點(diǎn)一磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小1．方向：在磁場(chǎng)中的任意一點(diǎn)，小磁針______受力的方向，亦即小磁針靜止時(shí)______所指的方向，就是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，簡(jiǎn)稱磁場(chǎng)的方向．N極N極2．磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)定義：在磁場(chǎng)中______于磁場(chǎng)方向放置的通電導(dǎo)線，所受磁場(chǎng)的作用力F與電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL之比．(2)定義式：B＝______．(3)單位：國(guó)際單位是___________，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)是______，1T＝1N/(A·m)．

垂直特斯拉T知識(shí)點(diǎn)二勻強(qiáng)磁場(chǎng)1．特點(diǎn)：勻強(qiáng)磁場(chǎng)中各個(gè)點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小______、方向______．2．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線：間隔______的______直線．知識(shí)點(diǎn)三磁通量1．定義：勻強(qiáng)磁場(chǎng)中__________________和與__________________的平面面積S的乘積，即Φ＝BS．2．單位：國(guó)際單位是______，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)是Wb，1Wb＝________________．

相等相同相同平行磁感應(yīng)強(qiáng)度B磁場(chǎng)方向垂直韋伯1T·m2

提醒

磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，正、負(fù)號(hào)表示磁感線穿過(guò)同一個(gè)面的方向．單位面積上

√×√實(shí)驗(yàn)室中的磁鐵能吸引幾只鐵釘，而工地上的電磁鐵卻能吸引上噸重的物體．可見不同磁體的磁性是不同的，那么如何定量描述不同磁體的磁性強(qiáng)弱呢？關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成提示：類比電場(chǎng)強(qiáng)度定量描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，我們可以用一個(gè)類似的物理量描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．

3．通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向不是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．4．磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式也適用于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，這時(shí)L應(yīng)很短很短，IL稱作“電流元”，相當(dāng)于靜電場(chǎng)中的“點(diǎn)電荷”．5．磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，疊加時(shí)滿足平行四邊形定則．

√

A

B

C

D[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．(多選)把一小段通電直導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圖中能正確反映各量間關(guān)系的是(

)√√

考點(diǎn)2磁通量的理解與計(jì)算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磁場(chǎng)與平面垂直．(2)若磁場(chǎng)與平面不垂直，應(yīng)為平面在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積，即Φ＝BS

cosθ，式中Scosθ即為平面S在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積，也稱為“有效面積”(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)，若以磁場(chǎng)從某一面上穿入時(shí)的磁通量為正值，則磁場(chǎng)從此面穿出時(shí)磁通量即為負(fù)值．(2)若同時(shí)有磁場(chǎng)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)該平面的合磁通量Φ＝Φ1－Φ2．3．磁通量的變化量的大小ΔΦ磁通量的變化量的大小等于末狀態(tài)的磁通量減去初狀態(tài)的磁通量的絕對(duì)值．磁通量的變化一般有三種情況(S為平面在垂直磁場(chǎng)方向的投影面積)：(1)B不變，S變化，則ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|B·ΔS|．(2)B變化，S不變，則ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|ΔB·S|．(3)當(dāng)B和S同時(shí)變化時(shí)，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|，但ΔΦ≠ΔB·ΔS．

(1)在B0減為0.4T的過(guò)程中，A和B中磁通量各改變多少？(計(jì)算結(jié)果保留四位有效數(shù)字)(2)原磁場(chǎng)情況下，在磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)過(guò)30°角的過(guò)程中，C中的磁通量改變多少？(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)思路點(diǎn)撥：(1)磁通量的計(jì)算要注意公式Φ＝B·S中各符號(hào)的意義．(2)磁通量變化的計(jì)算可用公式ΔΦ＝|Φ2－Φ1|．[解析]

(1)A線圈半徑為1.0cm，正好和圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑相等，而B線圈半徑為2.0cm，大于圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑，故穿過(guò)A、B線圈的磁感線的條數(shù)相等．設(shè)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為R，對(duì)線圈A、B，磁通量的改變量的大小為ΔΦA(chǔ)＝ΔΦB＝|Φ2－Φ1|＝|0.4－0.8|×3.14×(1×10-2)2Wb＝1.256×10-4Wb．(2)題圖中線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，即磁場(chǎng)方向與線圈平面之間夾角為θ1＝90°，當(dāng)磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)過(guò)30°角時(shí)，磁場(chǎng)方向與線圈平面之間的夾角為θ2＝60°．對(duì)線圈C：Φ′1＝B0πr2sinθ1，Φ′2＝B0πr2sinθ2，磁通量的改變量的大小為ΔΦ＝|Φ′2－Φ′1|＝B0πr2|sin60°－sin90°|＝0.8×3.14×(5×10-3)2×(1－0.866)Wb≈8.4×10-6Wb．[答案]

(1)均為1.256×10-4Wb

(2)8.4×10-6Wb規(guī)律方法

磁通量Φ＝BS的計(jì)算要注意以下兩點(diǎn)(1)S是指閉合回路中的有效面積．如圖所示．若閉合回路abcd和ABCD所在平面均與勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直，面積分別為S1和S2，且S1＞S2，但磁場(chǎng)區(qū)域恰好只有ABCD那么大，則穿過(guò)S1和S2的磁通量是相同的，因此Φ＝BS中的S應(yīng)是指閉合回路中包含磁場(chǎng)的那部分有效面積．(2)磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)，也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響，同理，磁通量的變化量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|也不受線圈匝數(shù)的影響．所以，直接用公式時(shí)，不必考慮線圈匝數(shù)n．[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)先后兩次通過(guò)線框的磁通量變化量的大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則(

)A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．無(wú)法確定√C

[設(shè)閉合線框在位置1時(shí)穿過(guò)閉合線框的磁通量為Φ1，平移到位置2時(shí)穿過(guò)閉合線框的磁通量為Φ2，導(dǎo)線MN中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在位置1處的磁感應(yīng)強(qiáng)度比在位置2處要強(qiáng)，故Φ1>Φ2．將閉合線框從位置1平移到位置2，穿過(guò)閉合線框的磁場(chǎng)方向不變，所以ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；將閉合線框從位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，穿過(guò)閉合線框的磁場(chǎng)反向，所以ΔФ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原來(lái)磁場(chǎng)穿過(guò)的方向?yàn)檎较?，則后來(lái)從另一面穿過(guò)的方向?yàn)樨?fù)方向)，故正確選項(xiàng)為C．]

回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問(wèn)題：1．試寫出磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義及表達(dá)式．提示：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，設(shè)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，平面面積為S，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的乘積，稱為穿過(guò)這個(gè)平面的磁通量，公式為Φ＝BS．2．試寫出磁通量的定義及計(jì)算公式．3．勻強(qiáng)磁場(chǎng)有何特點(diǎn)？提示：磁場(chǎng)中各個(gè)點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，磁感線是間距相同的平行直線．題號(hào)13524671．(多選)下列有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法中，正確的是(

)A．磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來(lái)表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱及方向的物理量B．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C．小磁針N極受磁場(chǎng)力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D．小磁針N極的指向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向√課時(shí)分層作業(yè)(十八)磁感應(yīng)強(qiáng)度8√√2．在實(shí)驗(yàn)精度要求不高的情況下，可利用羅盤來(lái)測(cè)量電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，具體做法是：在一根南北方向放置的直導(dǎo)線正下方10cm處放一個(gè)羅盤．導(dǎo)線沒有通電時(shí)羅盤的指針(小磁針的N極)指向北方；當(dāng)給導(dǎo)線通入電流時(shí)，發(fā)現(xiàn)羅盤的指針偏轉(zhuǎn)一定角度，根據(jù)偏轉(zhuǎn)角度即可測(cè)定電流磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．現(xiàn)已測(cè)出此地的地磁場(chǎng)水平分量為5.0×10-5T，通電后羅盤指針停在北偏東60°的位置，如圖所示．由此測(cè)出該通電直導(dǎo)線在其正下方10cm處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約為(

)A．5.0×10-5T B．1.0×10-4TC．8.66×10-5T D．7.07×10-5T√題號(hào)13524678

√題號(hào)135246784．特高壓直流輸電是國(guó)家重點(diǎn)能源工程．如圖所示，兩根等高、相互平行的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相同的電流I1和I2，I1>I2．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)連線與兩根導(dǎo)線等高并垂直，b點(diǎn)位于兩根導(dǎo)線間的中點(diǎn)，a、c兩點(diǎn)與b點(diǎn)距離相等，d點(diǎn)位于b點(diǎn)正下方．不考慮地磁場(chǎng)的影響，則(

)A．b點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0B．d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0C．a(chǎn)點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下D．c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下√題號(hào)13524678C

[由于I1、I2大小不相等，而兩長(zhǎng)直導(dǎo)線到b的距離相等，所以兩長(zhǎng)直導(dǎo)線各自在這點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不等，雖方向相反但矢量和不為零，故A錯(cuò)誤；由磁場(chǎng)的疊加原理知，d處磁感應(yīng)強(qiáng)度也不為0，B錯(cuò)誤；根據(jù)安培定則可知，兩電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均豎直向下，在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均豎直向上，C正確，D錯(cuò)誤．]題號(hào)135246785．我國(guó)擁有世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，被稱為“天眼”．“天眼”

“眼眶”所圍圓面積為S，其所在處地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，與“眼眶”平面平行、垂直方向上的分量分別為B1、B2，則穿過(guò)“眼眶”的磁通量大小為(

)A．0 B．BSC．B1S D．B2S√題號(hào)13524678D

[在地磁場(chǎng)中，“眼眶”與磁場(chǎng)B1平行，穿過(guò)“眼眶”的磁通量Φ1＝0，“眼眶”與磁場(chǎng)B2垂直，則穿過(guò)“眼眶”的磁通量Φ2＝B2S，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．]題號(hào)13524678

√題號(hào)13524678

題號(hào)135246787．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＝0.4m2，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.6T，則：(1)穿過(guò)線圈的磁通量Φ為多少？把線圈以cd為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)120°角，則通過(guò)線圈磁通量的變化量為多少？(2)若θ＝90°，穿過(guò)線圈的磁通量為多少？當(dāng)θ為多大時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大？題號(hào)13524678

題號(hào)13524678(2)當(dāng)θ＝90°時(shí)，線圈在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積S⊥′＝0，據(jù)Φ＝BS⊥′知，此時(shí)穿過(guò)線圈的磁