1、第3、4節(jié) 磁感應強度_磁通量_磁與現(xiàn)代科技 1.穿過垂直于磁感線的單位面積的磁感線條數(shù)等于該處的磁感應強度。2把磁場中穿過磁場某一面積S的磁感線條數(shù)稱為穿過該面積的磁通量。3磁在現(xiàn)代科技中有磁記錄和磁懸浮列車兩大主要應用。磁感應強度1. 定義穿過垂直于磁感線的單位面積的磁感線條數(shù)等于該處的磁感應強度，符號用B表示。2單位在國際單位制中，磁感應強度的單位是特斯拉，簡稱特。符號是T。1 T1 N/(Am)。3方向B是矢量 ，其方向就是磁場方向，即小磁針靜止時N極所指的方向。也是小磁針N極受力的方向。4勻強磁場(1)定義：在磁場的某個區(qū)域內(nèi)，如果各點的磁感應強度大小和方向都相同，這個區(qū)域的磁場叫勻

2、強磁場。(2)特點：B處處相等。磁感線是平行且等間距的一組平行直線。(3)實例：距離很近的兩個異名磁極之間的磁場除邊緣部分外可以認為是勻強磁場；長直通電螺線管內(nèi)部(除兩端附近)的磁場也是勻強磁場。如圖531所示：圖5315磁場的疊加如果空間有幾個磁場同時存在，它們的磁場就互相疊加，這時某點的磁感應強度就等于各磁場在該點的磁感應強度的矢量和。1磁感應強度的物理意義磁感應強度描述了磁場力的性質(zhì)。磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁極或電流產(chǎn)生力的作用。磁場中某一點的磁感應強度由磁場自身決定，與放入的磁極或電流無關(guān)。2磁感應強度與電場強度的比較 電場磁場描述場特性的物理量電場強度E磁感應強度B定義式EB物

3、理量的性質(zhì)矢量矢量方向正檢驗電荷所受電場力的方向小磁針靜止時N極所指的方向檢驗存在的方法放入檢驗電荷放入小磁針或通電導線1下列說法中正確的是()A通過某面的磁感線條數(shù)為零則此面處磁感應強度一定為零B空間各點磁感應強度的方向就是該點的磁場方向C平行放置的兩條形磁鐵間異名磁極間的磁場為勻強磁場D磁感應強度為零，則放在該處的某面通過的磁感線條數(shù)不一定為零解析：磁感應強度反映磁場的強弱和方向，它的方向就是該處磁場的方向，故B正確；磁感應強度為零，放在該處的某面就無磁感線穿過，故D錯誤；但是若某面無磁感線穿過，可能磁場很強而平面平行于磁場放置導致磁感線穿過該面的條數(shù)為零，所以A不正確；兩平行放置異名磁極

4、間的磁場不是勻強磁場，近距離兩異名磁極間的磁場才是勻強磁場。答案：B 磁通量1定義磁場中穿過某一面積的磁感線條數(shù)叫做穿過這個面積的磁通量。2勻強磁場中磁通量的計算在磁感應強度為B的勻強磁場中，穿過與磁場方向垂直、面積為S的平面的磁通量是：BS，其中表示磁通量。如果面積S與磁場不垂直，若S與垂直于B的平面的夾角為，磁通量BScos 。 3單位在國際制單位制中是韋伯，簡稱韋，符號：Wb,1 Wb1 Tm2。4標量磁通量是一個只用大小就能描述的物理量，是標量。5磁通密度磁感應強度又稱磁通密度，B，其中S為垂直于磁場方向的面積，表示磁感應強度等于穿過垂直磁感線的單位面積的磁感線條數(shù)。磁通量變化的理解(

5、1)磁通量的變化就等于末態(tài)的磁通量2減去初態(tài)的磁通量1，即：21。注意若規(guī)定1的穿過方向為正，如果2的方向與1同向則取正值，反向則取負值。(2)根據(jù)公式BScos知，磁通量的變化一般有下列三種情況：磁感應強度B不變，投影面積S變化，則21BS；磁感應強度B變化，磁感線穿過的有效面積S不變，則穿過回路中的磁通量的變化是：21BS；磁感應強度B和有效面積S同時發(fā)生變化的情況，則21。2關(guān)于磁通量的說法，正確的是()A磁通量不僅有大小而且有方向，所以是矢量B磁通量越大，磁感應強度越大C穿過某一面積的磁通量為零，該處磁感應強度不一定為零D磁通量就是磁感應強度 解析：磁通量是標量，沒有方向，故A錯誤；由

6、BS可知，大，B不一定大，可能是由于S較大造成的，故B錯誤；由BS知，當S與B平行時，S0，0，但B不為零，故C正確；和B是兩個不同的物理量，故D錯。答案：C磁與現(xiàn)代科技1.記錄與磁(1)應用：磁記錄可以用來記錄聲音、影像，也可以用來記錄其他信息。磁記錄可以應用到電腦、電視、人造衛(wèi)星和太空船的信息記錄和傳送上。(2)原理：磁記錄利用電流的磁效應，讀取信息利用電磁感應原理。2交通與磁(1)應用：磁技術(shù)在交通中的應用是制成了磁懸浮列車。(2)形式：磁懸浮列車有常導電磁鐵吸引方式和超導電磁鐵相斥方式兩種形式。(3)原理：運用磁鐵“同性相斥，異性相吸”的性質(zhì)，使磁鐵具有抗拒地心引力的能力，即“磁性懸浮

7、”。3錄音機在磁帶上錄制聲音，計算機在磁盤上寫數(shù)據(jù)利用的原理是()A前者是電生磁現(xiàn)象，后者是磁生電現(xiàn)象B前者是磁生電現(xiàn)象，后者是電生磁現(xiàn)象C都是電生磁現(xiàn)象D都是磁生電現(xiàn)象解析：錄音機的磁帶和計算機的磁盤都是利用電流變化而產(chǎn)生磁的現(xiàn)象，故選項C正確。答案：C磁感應強度的疊加 例1如圖532所示，三根通電直導線垂直于紙面放置，位于b、c、d處，通電電流大小相同，方向如圖所示。a位于bd中點且acab，則a點的磁感應強度方向是() 圖532A垂直紙面指向紙里B垂直紙面指向紙外C沿紙面由a指向bD沿紙面由a指向c思路點撥空間存在三個電流共同激發(fā)的磁場，由安培定則和疊加原理來判斷。 解析磁感應強度為矢量

8、，利用右手螺旋定則將每一根通電導線周圍的磁場情況判斷清楚，明確每根導線在a處產(chǎn)生的磁場方向，然后用平行四邊形定則求出磁感應強度方向。根據(jù)安培定則：b、d兩根導線在a點形成的磁場，磁感應強度大小相等、方向相反，磁感應強度為零，故a點磁場就由通電導線c來決定。根據(jù)安培定則判斷出a點處的磁場，磁感應強度方向應為沿紙面由a指向b，正確選項為C。答案C借題發(fā)揮 在求解電流磁場的疊加問題時，應用的知識點有安培定則和平行四邊形定則，用安培定則判斷出各個電流產(chǎn)生的磁場的方向，再用平行四邊形定則求解磁感應強度的矢量和。上題中，若三條導線都通有垂直紙面向里的電流，則構(gòu)成等邊三角形放置，如圖533所示。若每根通電導

9、線在三角形的中心O產(chǎn)生的磁感應強度大小為B0。中心O處磁感應強度的大小為_。 圖533 解析：磁感應強度是矢量，所以三角形的中心O處的磁感應強度就為三個直線電流在O點產(chǎn)生磁場的合成。本題就是根據(jù)直線電流的磁場特點，把磁場中的這一點O與直線電流所在處的點(或A、或B、或C)的連線為半徑，作此半徑的垂線，垂線的方向指向由安培定則所確定的方向。圖中三個磁場方向就是這樣確定的，確定直線電流磁場中任何一點的磁場方向均取此種方法。直線電流的磁場是以直線電流為中心的一組同心圓，中心O點處三個直線電流的磁場方向如圖所示，由于對稱性，它們互成120角，由于它們的大小相等，均為B0，根據(jù)矢量合成的特點，可知它們的

10、合矢量為零。答案：0磁通量的計算 例2如圖534所示，矩形線圈的面積為S，置于磁感應強度為B、方向水平向右的勻強磁場中，開始時線圈平面與磁場垂直。求線圈平面在下列情況下的磁通量的變化量： 圖534(1)轉(zhuǎn)過90；(2)轉(zhuǎn)過180。 思路點撥磁通量可根據(jù)BScos 進行計算，計算磁通量的變化量時應注意磁通量為雙向標量。解析(1)設(shè)線圈平面的法線方向與B的方向相同，即水平向右，并順時針轉(zhuǎn)動，根據(jù)BScos(為線圈平面的法線方向與磁感應強度方向間的夾角)，當轉(zhuǎn)過90時，磁通量的變化量1BS0BS。(2)當轉(zhuǎn)過180時，磁通量的變化量2BSBScos1802BS。答案(1)BS(2)2BS借題發(fā)揮 此

11、題考查了公式BScos 的應用。(1)磁通量為雙向標量，轉(zhuǎn)過180后的磁通量與轉(zhuǎn)前的磁通量絕對值相等但符號相反。(2)當平面面積不變而轉(zhuǎn)過180時，磁通量的變化量為 2BS。 如圖535所示，框架面積為S ，框架平面與磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直，則穿過平面的磁通量為_。若使框架繞OO轉(zhuǎn)過60角，則穿過框架平面的磁通量為_；若從初始位置轉(zhuǎn)過90角，則 圖535穿過框架平面的磁通量為_；若從初始位置轉(zhuǎn)過180角，則穿過框架平面的磁通量大小為_。 解析：在圖示位置，磁感線與框架平面垂直時，BS。當框架繞OO軸轉(zhuǎn)過60時可以將原圖改畫成從上向下看的圖，如圖所示，BSBScos60BS。轉(zhuǎn)過90時

12、，框架由與磁感線垂直穿過變?yōu)槠叫校??？蚣苻D(zhuǎn)過180時，磁感線仍然垂直穿過框架，只不過穿過另一面了。因而BS。答案：BSBS0BS隨堂基礎(chǔ)鞏固1下列關(guān)于磁感應強度的方向的說法中錯誤的是()A磁感線上某點的切線方向就是該點磁感應強度的方向B磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向C小磁針N極指向就是該處磁感應強度的方向D小磁針N極受力的方向就是該處磁感應強度的方向 解析：根據(jù)磁感應強度的定義，B的方向就是磁場的方向，磁場的方向可以有三種表述：一是磁感線的切線方向，二是小磁針靜止時N極指向，三是小磁針N極受力的方向，故A、B、D對，而C中忽視了小磁針“靜止”的條件，故C錯。答案：C 2. 超

13、導是當今高科技的熱點，當一塊磁體靠近超導體時，超導體會產(chǎn)生強大的電流對磁體有排斥作用，這種排斥力可使磁體懸浮在空中，磁懸浮列車就是采用了這種技術(shù)。磁懸浮的原理是()超導體電流的磁場方向與磁體相同超導體電流的磁場方向與磁體相反超導體使磁體處于失重狀態(tài)超導體產(chǎn)生的磁力與磁體重力平衡ABC D解析：由題目信息知，磁體因受電流磁場的排斥力而懸浮，電流磁場如果等效為條形磁鐵，則據(jù)同名磁極相斥可知超導體電流的磁場方向與磁體相反。懸浮時，磁體處于受力平衡狀態(tài)，即超導體產(chǎn)生的磁力與磁體重力平衡，故選項正確，錯誤。答案：C3如圖536所示，矩形線圈abcd放置在水平面內(nèi)，磁場方向與水平方向成角，已知sin ，回

14、路面積為S，勻強磁場的磁感應強度為B，則通過線圈的磁通量為() 圖536ABSB.C. D.解析：由磁通量的計算式BSBSsin (為B與S的夾角)，得BS，故B正確，A、C、D錯誤。答案：B 4.三根平行長直導線，分別垂直地通過一等腰直角三角形的三個頂點，如圖537所示?，F(xiàn)在使每條通電導線在斜邊中點處所產(chǎn)生的磁感應強度大小均為B，則該處實際磁感應強度的大小如何？方向如何？ 圖537 解析：根據(jù)安培定則，I1和I3在O點處產(chǎn)生的磁感應強度的方向相同，大小均為B，合成大小為2B，I2在O點產(chǎn)生的磁感應強度與它們垂直，如圖所示。由大小均為B可知，O點處實際磁感應強度的大小B0B。設(shè)B0與斜邊夾角為

15、，則：tan2。所以arctan 2。即為B0的方向。答案：B方向與斜邊夾角為arctan2課時跟蹤訓練(滿分50分時間30分鐘)一、選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分)1下列關(guān)于磁感應強度的方向和電場強度的方向的說法中，正確的是()A電場強度的方向與電荷所受的電場力的方向相同B電場強度的方向與正電荷所受的電場力的方向相同C磁感應強度的方向與小磁針N極所受磁場力的方向相同D磁感應強度的方向與小磁針靜止時N極所指的方向相同解析：電場強度的方向就是正電荷所受的電場力的方向，A錯誤，B正確。磁場中某點磁感應強度的方向，就是放在該點的小磁針N極受力的方向，C正確，也就是小磁針靜止時N極所指的方

16、向，D正確。答案：BCD 2.下列關(guān)于磁記錄的說法正確的是()A計算機的硬盤是利用磁記錄原理來工作的BDVD光盤是利用磁記錄原理來刻錄信息的C錄音機錄音利用了電流的磁效應D錄音帶會被磁鐵吸起來解析：B中DVD光盤刻錄是利用激光在存儲介質(zhì)上燒出不同的痕跡來記錄信息的，故B項不是磁記錄。答案：ACD3如圖1所示，通電直導線右邊有一個矩形線框，線框平面與直導線共面，若使線框逐漸遠離(平動)通電導線，則穿過線框的磁通量將() 圖1A逐漸增大 B逐漸減小C保持不變 D不能確定解析：線框遠離導線時，穿過線框的磁感應強度減小，線框的面積不變，所以穿過線框的磁通量減小。答案：B4如圖2所示，在條形磁鐵外套有A

17、、B兩個大小不同的圓環(huán)，穿過A環(huán)的磁通量A與穿過B環(huán)的磁通量B相比較()AAB BAB，故A對，B、C、D都錯。答案：A 5.磁懸浮列車能夠以很大的速度運行，是因為()A車輪很大，與路軌的撞擊很小B車輪很小，與路軌的撞擊很小C沒有車輪，通過磁力使列車浮在路軌上面，與路軌并不接觸，因此不會與路軌撞擊D通過磁力使列車吸在路軌上，列車振動不起來解析：磁懸浮列車之所以速度很大，是因為車體處于懸浮狀態(tài)，與路軌不接觸，大大減小了行車阻力，故選C。答案：C6.如圖3所示，半徑為R的圓形線圈共有n匝，其中心位置處半徑為r的虛線范圍內(nèi)有勻強磁場，磁場方向垂直線圈平面。若磁感應強度為B，則穿過線圈的磁通量為()

18、圖3ABR2BBr2CnBR2 DnBr2解析：由于線圈平面與磁感線垂直并且是勻強磁場，所以穿過線圈的磁通量為BSBr2，B正確。答案：B7.如圖4所示，一根通電直導線垂直放在磁感應強度為1 T的勻強磁場中，以導線為中心，R為半徑的圓周上有a、b、c、d四個點，已知c點的實際磁感應強度為0，則下列說法中正確的是() 圖4A直導線中電流方向垂直紙面向里Ba點的磁感應強度為2 T，方向向右Cb點的磁感應強度為 T，方向斜向下，與B成45角Dd點的磁感應強度為0解析：由c點磁感應強度為0可得電流產(chǎn)生的BB1 T，方向水平向左，再運用安培定則判斷電流在a、b、d各點的磁場方向分別為向右、向下、向上，且

19、大小均為1 T，故對于a點，Ba2 T；對于b點，Bb T，方向斜向下，與B的方向成45角；對于d點，同理可得Bd T，方向斜向上，與B的方向成45角。答案：BC 8.如圖5所示，取兩個完全相同的長導線，用其中一根繞成如圖甲所示的螺線管，當該螺線管中通以電流強度為I的電流時，測得螺線管內(nèi)中部的磁感應強度大小為B；若將另一根長導線對折后繞成如圖乙所示的螺線管，并通以電流強度也為I的電流時，則在螺線管內(nèi)中部的磁感應強度大小為()圖5A0B0.5BCB D2B解析：圖乙中螺線管上的長導線可等效為兩個通過等大、反向電流的通電螺線管，兩螺線管中的電流方向相反，由安培定則可知產(chǎn)生的磁場方向也是大小相等、方向相反的，所以螺線管內(nèi)中部的磁感應強度為零