第三節(jié)磁感應強度磁通量,核心要點突破,課堂互動講練,知能優(yōu)化訓練,第三節(jié)磁感應強度磁通量,課前自主學案,課標定位 學習目標：1.知道磁感應強度的定義，知道其方向、大小、定義式和單位 2會用磁感應強度的定義式進行有關(guān)計算 3知道勻強磁場、磁通量的概念，會用磁通量的公式進行簡單的計算 4了解利用安培力測定磁感應強度的原理 重點難點：磁感應強度的理解和應用，磁通量的計算和應用,課前自主學案,一、磁感應強度 1方向：小磁針靜止時_所指的方向規(guī)定為該點的磁感應強度的方向，也是_的方向 2意義：描述磁場的_的物理量，表示符號為_. 3定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線受到的_跟電流I和導線長度L的乘積IL的_叫做通電導線所在處的磁感應強度 4定義式：B_. 5單位：特斯拉，簡稱_，符號_,1_1 .,N極,磁場,強弱及方向,B,安培力F,比值,特,T,T,二、勻強磁場 1定義：_處處相同的磁場 2磁感線：間隔相同的_ 3實例：距離很近的兩個異名磁極間的磁場 4當通電導線與磁感線不垂直時，如圖331所示，電流方向與磁感線方向成角，通電導線所受的安培力為F_.,強弱、方向,平行線,ILBsin,圖331,三、磁通量 1定義：勻強磁場磁感應強度B和與磁場方向_的平面面積S的乘積，即_. 2單位：_，簡稱韋，符號_,1_1 Tm2. 3引申：B ，因此磁感應強度B又叫_,垂直,BS,韋伯,Wb,Wb,磁通密度,四、利用安培力測定磁感應強度 1原理：利用通電導線在磁場中受到的_與磁感應強度的關(guān)系測磁感應強度的大小 2內(nèi)容：把矩形導線框吊在_的一臂，使天平平衡當接通電流，矩形導線框的一條邊受到向下的安培力作用時，可在天平另一端加上_若當所加砝碼重為mg時，天平再次平衡，可知此時線框所受安培力_，由此可求得導 線所在處的磁感應強度B_ .,安培力,精密天平,砝碼,BILmg,核心要點突破,2磁感應強度B的大小只取決于磁場本身的性質(zhì)，與F、I、L無關(guān) 3磁感應強度的方向是磁場中小磁針靜止時N極所指的方向，或者是N極所受磁場力的方向，其大小根據(jù)電流元受力來計算通電導線受力的方向不是磁感應強度的方向 4磁感應強度的定義式也適用于非勻強磁場，這時L應很短很短，IL稱為“電流元”，相當于靜電場中的“試探電荷” 5我們要找的是磁場中某一點磁感應強度的大小，因此要把電流元放入磁場中這一點，這要求電流元要足夠短,D磁場中某點的磁感應強度方向與放在該點的小磁針N極所受磁場力方向一致,二、磁感應強度B與電場強度E的比較,特別提醒：(1)磁感應強度B是描述磁場力的性質(zhì)的物理量，電場強度E是描述電場力的性質(zhì)的物理量，E的方向是該點正電荷的受力方向，B的方向與該點電流元所受力方向既不相同，也不相反，F(xiàn)的方向由后面學習的左手定則判定 (2)磁場與電場，磁感應強度與電場強度有很多相似之處，學習中要加以類比、分析，找出其中的不同與相同之處，加深對兩組概念的理解,解析：選A.電場強度的方向就是正電荷受的電場力的方向，磁感應強度的方向是磁針N極受力的方向只有A項錯誤,三、對磁通量的進一步理解 1磁通量的計算 (1)公式：BS. 適用條件：勻強磁場； 磁感線與平面垂直 (2)在勻強磁場B中，若磁感線與平面不垂直，公式BS中的S應為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積,2磁通量的正負 (1)磁通量是標量，但有正負，當磁感線從某一面上穿入時，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時即為負值 (2)若同時有磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁通量為1，反向磁通量為2，則穿過該平面的磁通量12. 3磁通量的變化量21. (1)當B不變，有效面積S變化時，BS. (2)當B變化，S不變時，BS. (3)B和S同時變化，則21.但此時BS.,特別提醒：計算穿過某面的磁通量變化量時，要注意前、后磁通量的正、負值，如原磁通量1BS，當平面轉(zhuǎn)過180后，磁通量2BS，磁通量的變化量|21|2BS.,即時應用(即時突破，小試牛刀) 3有一個矩形線圈，線圈平面與磁場方向成角，如圖332所示設(shè)磁場為勻強磁場，磁感應強度為B，線圈面積為S，則穿過線圈的磁通量為多大？,圖332,解析：這是一種線圈平面與磁場方向不垂直的情況，不能直接使用公式BS來計算，應該把S投影到與B垂直的方向上，投影面積為Ssin，所以BSsin. 答案：BSsin,課堂互動講練,【精講精析】根據(jù)磁感應強度的定義，通電導線應為“在磁場中垂直于磁場方向的通電導線”，本題A選項未注明導線放置的方向，所以是錯誤的 通電導線若放置方向與磁場方向平行時，也不受磁場力作用，所以B選項也是錯誤的 在磁場場源穩(wěn)定的情況下，磁場內(nèi)各點的磁感應強度(含大小和方向)都是唯一確定的，與放入該點的檢驗電流導線無關(guān)選項C正確 磁場方向是小磁針N極所受磁場力的方向，與通電導線所受磁場力的方向不同，故選項D錯誤 【答案】C,變式訓練1下列關(guān)于磁感應強度的說法正確的是() A通電導線受磁場力大的地方磁感應強度一定大 B通電導線在磁感應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線，受力大小和方向處處相同 D磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受力的大小和方向無關(guān),解析：選D.因為磁場中某點的磁感應強度的大小和方向由磁場本身決定，與通電導線的受力及方向都無關(guān)，所以A選項錯，D選項正確因為通電導線在磁場中受力的大小不僅與磁感應強度有關(guān)，而且與通電導線的取向有關(guān)，故B選項錯對C選項雖然勻強磁場中磁感應強度處處相等，但當導線在各個位置的方向不同時，磁場力是不相同的(導線與磁場垂直時受磁場力最大，與磁場平行時受磁場力為零)，而C選項中沒有說明導線在各個位置的取向是否相同，所以C選項錯故正確答案為D.,在磁場中某一點放入一通電導線，導線與磁場垂直，導線長1 cm，電流為5 A，所受磁場力為5102 N求： (1)這點的磁感應強度是多大？ (2)若讓導線與磁場平行，這點的磁感應強度多大？通電導線受到的磁場力多大？,【答案】(1)1 T(2)1 T0,變式訓練2在勻強磁場中某處P放一個長度為L20 cm、通電電流I0.5 A的直導線，測得它受到的最大磁場力F1.0 N，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導線從磁場撤走，則P處磁感應強度為() A零 B10 T，方向豎直向上 C0.1 T，方向豎直向下 D10 T，方向肯定不沿豎直向上的方向 解析：選D.磁場中某點的磁感應強度由場源決定，與有沒有檢驗電流無關(guān)，磁感應強度的方向規(guī)定為小磁針靜止時N極所指的方向，不是電流元的受力方向，故D正確,如圖333所示，線圈平面與水平方向夾角60，磁感線豎直向下，線圈平面面積S0.4 m2，勻強磁場磁感應強度B0.6 T，則穿過線圈的磁通量為多少？,圖333,【思路點撥】解答本題應注意以下三點： (1)磁通量公式BS，其中BS. (2)方法一：面積代入S在垂直磁場方向的投影 (3)方法二：磁感應強度代入B垂直S方向的分量,【精講精析】法一：把S投影到與B垂直的方向， 則BScos0.60.4cos60 Wb0.12 Wb. 法二：把B分解為平行于線圈平面的分量B和垂直于線圈平面的分量B，B不穿過線圈，且BBcos，則 BSBcosS0.60.4cos60 Wb0.12 Wb.,【答案】0.12 Wb 【規(guī)律總結(jié)】(1)當B與S夾角為時，穿過S的磁通量為BSsinBsinS. (2)磁通量有正、負，但正、負號不代表方向，僅代表磁感線穿入或穿出,變式訓練3如圖334所示，面積是0.5 m2的矩形導線圈處于磁感應強度為20 T的勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直，穿過該線圈的磁通量是多少？若線圈平面與磁場方向夾角為60，則穿過該線圈的磁通量又是多少？,圖334,解析：已知S0.5 m2，B20 T. (1)因為線圈平面與磁場垂直，所以 BS200.5 Wb10 Wb. (2)因為線圈平面與磁場方向夾角為60，所以 BSsin200.5cos30 Wb8.66 Wb. 答案：10 Wb8.66 Wb,