完成一個小目標(biāo)，需要一個大智慧！授課教師：13.2磁感應(yīng)強度

磁通量學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道磁感應(yīng)強度的定義，知道其方向、大小、定義式和單位；2、能運用磁感應(yīng)強度的定義式進行有關(guān)計算；3．知道勻強磁場的概念及特點；4．知道磁通量的概念，會計算磁通量的大小。情景引入

磁場有強弱之分，那么我們怎樣定量地描述磁場的強弱呢？學(xué)習(xí)任務(wù)一：磁感應(yīng)強度類比電場的基本性質(zhì)是什么？磁場的基本性質(zhì)是什么？如何描述電場的強弱和方向？如何描述磁場的強弱和方向？對放入其中的電荷有電場力的作用對放入其中的磁體或通電導(dǎo)體有磁力的作用電場強度表示磁場強弱和方向的物理量?場源電荷試探電荷

F如何描述電場的強弱和方向？類比電場如何描述磁場的強弱和方向呢?思考小磁針

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(yīng)強度的方向。磁感應(yīng)強度的方向？思考：我們是否能用類似電場的方法來研究磁場的強弱呢？物理學(xué)中規(guī)定：小磁針靜止時N極所指的方向為該點的磁感應(yīng)強度的方向磁場的強弱和方向思考1：能否用測量N極受力的大小來確定磁場的強弱？不能。因為N極不能單獨存在。小磁針靜止時所受的合力為零，因而不能用測量N極受力的大小來確定磁場的強弱。能否用很小一段通電導(dǎo)體來檢驗磁場的強弱？思考2：磁場除對磁體有作用力外，還對誰有作用力？通電導(dǎo)體探究磁場的強弱和方向很短的一段通電導(dǎo)線中的電流

I與導(dǎo)線長度L

的乘積IL。理想模型不存在孤立的電流元可以用較長的通電導(dǎo)線來檢驗勻強磁場電流元：引入意義：電流元IL相當(dāng)于靜電場中的試探電荷理解：通過電流元來檢驗磁場強弱。（想一想：體現(xiàn)的角色與哪個概念類似？）較小時，F(xiàn)與θ成正比探究影響通電導(dǎo)線受力的因素猜想：通電導(dǎo)線受到的磁場力與哪些因素有關(guān)?導(dǎo)線長度；電流大??；放置的方位（導(dǎo)線與磁場方向平行、垂直及任意夾角受力情況不同）【研究對象】

控制變量法導(dǎo)線與磁場垂直【導(dǎo)線方位】一段通電導(dǎo)線【實驗方法】實驗探究：影響通電導(dǎo)線受力的因素【目的】：探究通電導(dǎo)線與磁場垂直時，受力F與I、L間的關(guān)系磁鐵較寬，可視為勻強磁場滑動變阻器可以改變電流的大小但是L怎樣變化呢？【實驗思路】【實驗方案】結(jié)論：在通電導(dǎo)線的長度和磁場不變時，電流越大，

導(dǎo)線所受的磁場力就越大。結(jié)論：在通電導(dǎo)線的電流和磁場不變時，導(dǎo)線越長，導(dǎo)線所受的磁場力就越大。現(xiàn)象：電流越大，導(dǎo)線的偏角越大。⑵保持磁場和導(dǎo)線中的電流不變，改變通電導(dǎo)線的長度。⑴保持磁場和通電導(dǎo)線的長度不變，改變電流的大小。F∝IL

或者思考：對于非勻強磁場該如何？歸納：現(xiàn)象：磁場中的導(dǎo)線越長，導(dǎo)線的偏角越大。F探究通電導(dǎo)線在磁場中的受力與哪些因素有關(guān)？實驗探究精確的實驗表明：通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時當(dāng)L不變，I越大，F(xiàn)越大當(dāng)I不變，L越長，F(xiàn)越大F∝IL即：通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，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。實驗結(jié)論（1）同一磁場中，比值F/IL為恒量；（2）不同磁場中，比值F/IL一般不同;（3）比值F/IL與放入的通電導(dǎo)線無關(guān)，反映了磁場本身的特性（力的性質(zhì)），為了反映這一特性我們引入物理量磁感應(yīng)強度B．思考：將F∝IL寫成等式是什么樣的？F=BIL思考與討論1.定義：2.單位：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強度。特斯拉，簡稱特，符號T。3.方向：矢量，該點磁場的方向4.意義：描述磁場的強弱和方向的物理量一.磁感應(yīng)強度比值定義物理學(xué)中規(guī)定：小磁針靜止時N極所指的方向為該點的磁感應(yīng)強度的方向1.B與L、I、F無關(guān)，與場源和該點在場中的位置有關(guān)。2.用B=F/IL計算時，導(dǎo)線電流的方向與磁場方向必須垂直。通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時受到磁場力最大，平行時為零。3.若某一空間同時存在幾個磁場，空間的磁場應(yīng)由這幾個磁場疊加而成，某點的磁感應(yīng)強度為B（矢量和），用平行四邊形法則運算。dba說明人體器官內(nèi)的磁場10-13～10-9T地磁場在地面附近的平均值5×10-5T我國研制作為α磁譜儀核心部件的大型永久磁體中心的磁場0.1346T電動機或變壓器鐵芯中的磁場0.8～1.7T核磁共振的磁場3T中子星表面的磁場106～108T原子核表面的磁場約1012T比較項目磁感應(yīng)強度B電場強度E物理意義描述磁場的性質(zhì)描述電場的性質(zhì)定義式共同點用比值的形式定義特點通電導(dǎo)線與B垂直，B與F、I、L無關(guān)E與F、q無關(guān)方向共同點都是矢量，遵循矢量合成法則不同點小磁針N極的受力方向放入該點正電荷的受力方向比較磁感應(yīng)強度和電場強度【例1】下列關(guān)于磁感應(yīng)強度大小的說法中正確的是（）A．通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強度一定大B．通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強度大的地方受力一定大C．放在勻強磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同D．磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)D任務(wù)評價一【例2】一根導(dǎo)線長0.2m，通過3A的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是6×10-2N，則該處的磁感應(yīng)強度B的大小是______；如果該導(dǎo)線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應(yīng)強度的大小是_____。0.1T0.1T（1）

定義：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)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(nèi)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：

二.勻強磁場學(xué)習(xí)任務(wù)二：勻強磁場勻強磁場的磁感線I磁場中各點的磁感應(yīng)強度的大小相等、方向相同相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電時，其中間區(qū)域的磁場近似為勻強磁場。任務(wù)評價二C【例3】

在下圖中，磁感線的疏密程度表示了磁場的強弱。S1和S2兩處磁感線的疏密不同，這種不同是如何體現(xiàn)的呢？

觀察與思考研究電磁感應(yīng)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。兩個線圈的面積相同,但穿過它們的磁通量不同學(xué)習(xí)任務(wù)三：磁通量

設(shè)在磁感應(yīng)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(biāo)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：Wb1Wb=1T·m2磁通量表示穿過這個面的磁感線條數(shù)三.磁通量威廉

·韋伯BS

BS

4.磁通量是標(biāo)量，但有正、負，

同一個面，當(dāng)磁感線從正面穿入時，磁通量為正，則磁感線從背面穿入時，即為負.

正負不表大小，只表示磁感線從正面穿進還是從負面穿進a從右側(cè)看a××××·········磁通量反映了穿過這個平面的磁感線條數(shù)。SB1B2當(dāng)平面有相同方向磁感線同時穿過時，總磁通量為各磁通量之和；當(dāng)平面有相反方向磁感線同時穿過時，總磁通量為各磁通量之差的絕對值。SB3B1磁通量的物理意義

規(guī)定磁感線從圓環(huán)左側(cè)面穿入，磁通量為正

磁感線從圓環(huán)右側(cè)面穿入，磁通量為負Φ右

<

0

Φ左

>0【問題】若圓環(huán)的面積增大，穿過圓環(huán)的磁通量如何變化？

磁通量是標(biāo)量：運算遵循標(biāo)量運算法則---

代數(shù)求和

同一平面垂直磁場方向放置，在磁感應(yīng)強度越大的地方，磁感線分布越密集，穿過該平面的磁通量越大。磁通密度：表示單位面積上的磁通量，反映磁感線的疏密。磁感應(yīng)強度數(shù)值上等于垂直穿過單位面積的磁通量。當(dāng)B垂直S時：磁通密度Φ=BS

①當(dāng)BS垂直時②當(dāng)B∥S時，磁通量Φ=0③當(dāng)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當(dāng)平面與磁場方向不垂直時，穿過的磁通量？磁感應(yīng)強度與平面夾角θ。BS同一平面，從與磁場垂直方向轉(zhuǎn)過θ角，磁通量變?yōu)椋縎BSS′θθBSθ1θ2ΔΦ＝Φ2－Φ1末初1.當(dāng)B不變，有效面積S變化時，ΔΦ＝B·ΔS2.當(dāng)B變化，S不變時，ΔΦ＝ΔB·S。3.B和S同時變化，則ΔΦ＝Φ2－Φ1，但ΔΦ≠ΔB·ΔS。磁通量的變化【例4】.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(guān)系為(

)A. B. C. D.無法比較A任務(wù)評價三【例5】如圖所示，套在條形磁鐵外的三個線圈，其面積之間的關(guān)系為S1＞S2=S3，且“3”線圈在磁鐵的正中間。設(shè)各線圈中的磁通量依次為Φ1、Φ2、Φ3

則它們的大小關(guān)系是（）

A.Φ1>Φ2>Φ3B.Φ1>Φ2=Φ3

C.Φ1<Φ2<Φ3D.Φ1<Φ2=Φ3NS123C【例6】.如圖所示，框架abcd的面積為S，框架平面的初始位置與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直，則：(1)穿過框架平面的磁通量為多少？答案見解析框架平面的初始位置與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直，則穿過框架平面的磁通量為：Φ1＝BS(2)若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過60°角，此時穿過框架平面的磁通量為多少？答案見解析(3)若從初始位置繞OO′'轉(zhuǎn)過90°角，此時穿過框架平面的磁通量為多少？答案見解析框架從初始位置轉(zhuǎn)過90°角，框架平面與磁場平行，穿過框架平面的磁通量為：Φ3＝0(4)若從初始位置繞OO′轉(zhuǎn)過180°角，則穿過框架平面的磁通量的變化量大小是多少？答案見解析若從初始位置轉(zhuǎn)過180°角，磁感線仍與框架平面垂直，但方向變了，此時穿過框架平面的磁通量為：Φ4＝－BS該過程磁通量的變化量ΔΦ＝Φ4－Φ1＝－2BS，即磁通量變化量的大小為2BS.磁通量總結(jié)歸納一、磁感應(yīng)強度二、勻強磁場三、磁通量方向：小磁針靜止時N極所指的方向大?。弘娏髟簡挝唬禾厮估喎Q特，符號TΦ＝BScosθΔΦ＝Φ2－Φ1STSE磁針能夠指向南北，是因為地磁場的存在。地球的地理兩極與地磁兩極并不重合。磁針并非準(zhǔn)確地指南或指北，其間有一個交角，這就是地磁偏角。地磁偏角的數(shù)值在地球上的不同地點是不同的鄭和下西洋的船隊已經(jīng)裝備了羅盤，導(dǎo)航時兼用羅盤和觀星，二者互相補充、互相修正。他的航海圖叫做“針圖”，圖中的航線叫做“針路”。明清時期，我國海道針經(jīng)一類書籍相當(dāng)豐富。15世紀初成書的《順風(fēng)相送》《指南正經(jīng)法》現(xiàn)藏于英國牛津大學(xué)圖書館。導(dǎo)線與磁場平行時不受力練習(xí)1

下列說法中錯誤的是(

)

A.磁場中某處的磁感應(yīng)強度大小，就是通以電流I、長為L的一小段導(dǎo)線放在該處時所受磁場力F與I、L的乘積的比值

B.一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用，則該處一定沒有磁場

C.一小段通電導(dǎo)線放在磁場中A處時受磁場力比放在B處大，則A處磁感應(yīng)強度比B處的磁感應(yīng)強度大

D.因為B=F/IL，所以某處磁感應(yīng)強度的大小與放在該處的通電小段導(dǎo)線IL乘積成反比ABCD導(dǎo)線與磁場是否垂直？磁感應(yīng)強度決定于磁