2019-2020年高中物理3.12 磁感應強度、磁通量教案 新人教版選修3-1【基本內(nèi)容】一、磁感應強度（B）1意義：物理學中用磁感應強度來描述磁場的強弱。2定義：在磁場中垂直于磁場方向放置的通電直導線，所受的安培力F與電流I和導線長度L的乘積IL（電流元）的比值，叫做磁感應強度。定義式：3方向：磁感應強度B是矢量，其方向就是該點的磁場方向。即磁感應強度方向規(guī)定為該點小磁針N所受的磁場力方向。4單位：在國際單位制中的單位是“特斯拉”，簡稱“特”，符號是“T”。二、磁通量（）5定義：我們把磁感應強度B跟與磁場方向垂直的平面面積S的乘積，叫做穿過這個面積的磁通量。6計算式：=BS cos。是B與S的夾角。當BS時：=BS 。7單位：在國際單位制中的單位是“韋伯”，簡稱“韋”，符號是“Wb”。8物理意義：穿過某一面積的磁感線條數(shù)。 9磁通量是標量：無方向，但有正負。在規(guī)定磁感線沿某方向穿過平面時磁通量為正，則沿反方向穿過即為負。10磁通密度（B的大小）：垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù)。B=/S【典例分析】例1關(guān)于磁感應強度的概念，下列說法中正確的是（）A磁場中某一點的磁感應強度可以這樣測定：把一小段通電導線放在該點時，受到的磁場力F與該導線的長度L、通過的電流I乘積的比值即為磁場中某一點的磁感應強度B一小段通電導線在空間某處不受磁場力的作用，那么該處的磁感應強度一定為零C磁感應強度只是定義式，它的大小取決于場源以及磁場中的位置，與F、I、L以及通電導線在磁場的方向無關(guān)D通電導線所受磁場力的方向就是磁場的方向解析（1）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”A選項未注明導線放置方向，故A選項錯誤；（2）當導線放置方向與電流平行時，不受磁場力作用，故B選項錯誤；（3）磁場內(nèi)各點的磁感應強度是唯一確定的，與放入該點的電流元無關(guān)，C選項正確；（4）根據(jù)探究實驗可知，電流元受磁場作用力方向與磁感應強度方向不同，故D選項錯誤注意：磁感應強度BFIL是反映磁場的力的性質(zhì)的物理量，是利用比值法定義的，是定義式而不是決定式磁場中各處的B值是唯一確定的，與放入該點的電流元的大小、方向均無關(guān)例2為測定磁場中某處磁感應強度的大小，在磁場中該處垂直于磁場方向放入一直線電流，多次改變導線中的電流，并將電流的數(shù)值進行記錄。下列四幅圖象表現(xiàn)的是磁場該處磁感應強度B與通過導線的電流I（或1I）的關(guān)系圖線，其中正確的是哪一幅或哪幾幅？說明理由。解析（1）由磁感應強度B的定義式，看上去好象B與I成反比，B與成正比，從而選A、B兩個答案。（2）其實磁場某處的磁感應強度的大小僅由磁場本身性質(zhì)決定，與電流元及其受到的磁場作用力無關(guān)，及磁場中某處磁感應強度的大小不隨電流變化，故應選CD兩個正確答案。例3如圖所示，勻強磁場的磁感應強度為B=0.2T，單匝線圈邊長ab=30cm、bc=30cm，某線圈由圖示位置以ab為軸，自cd邊向上轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)過37角時，磁通量變化多少?（圖中矩形線圈平面邊與磁感線垂直，sin37=0.6。）解析（1）在勻強磁場中計算磁通量時，因公式中面積S要與磁場方向相垂直，所以在沒轉(zhuǎn)前的磁通量為（2）轉(zhuǎn)動之后，穿過線圈的磁通量為2=BScos370=0.20.30.30.8Wb=1.4410-2 Wb（3）磁通量變化為=2-2=3.610-3 Wb負號表示磁通量減少。注意：磁通量的計算，一定要注意研究的平面要與磁場垂直，否則就要將這個平面在垂直于磁場方向進行投影。【知識檢測】1關(guān)于磁感應強度定義式，下列說法中正確的是 （） A電流元IL在磁場中受力為F，則磁感應強度B一定等于 B電流元IL在磁場中受力為F，則磁感應強度B可能大于或等于 C磁場中電流元受力大的地方，磁感應強度一定大 D以上說法都不正確2磁感應強度的單位是T，下面哪個單位與1T單位相同？（ ）A1kgAs2B1kgmAs2C1kgm2s2D1NAm3某地磁場的磁感應強度大約是4.0105T，一根長為500m的電線，電流為10A，該導線可能受到磁場的作用力為（ ）A0B0.1NC0.3ND0.4N4下列關(guān)于磁通量的說法中正確的是：（）A當置于磁場中的平面垂直于磁場方向的時候，穿過平面的磁通量最小B磁感應強度也叫做磁通密度C穿過平面的磁通量小，該處的磁感應強度一定也小D穿過平面的磁通量為零，該平面所在處的磁感應強度不一定為零5一個勻強磁場約束在長方體內(nèi)，它的截面是矩形abcd，如圖，ab = 40cm，bc = 30cm。一根通入5A電流的直導線AC長為60cm，在紙面內(nèi)平行bc方向安放時，導線受到的安培力大小為0.3N。當這條通電導線處于紙面內(nèi)時，能受到勻強磁場的最大磁場力是多少？6用長度為0.8m的細長導線圍成一個正方形的線框，將它放入一個勻強磁場中，線框平面與磁場方向垂直。已知這個磁場的磁通密度為4.0 102Wbm2，當線框轉(zhuǎn)過180時，穿過線框的磁通量的變化量是多大?答案1B 2AD 3AB 4BD 50.5N63.210-3 Wb【課外閱讀】磁場強度與磁感應強度 磁場強度是描述磁介質(zhì)中磁場的一個輔助物理量。常用符號H表示，定義為H=(B/o)-M式中B是磁感應強度；M是磁化強度；o是真空磁導率。在線性各向同性磁介質(zhì)中，M與H成正比，即MxmH，xm是磁介質(zhì)的磁化率。于是上式表為Bo（1xm）HorH式中r1xm稱為磁介質(zhì)的相對磁導率，上式是表征介質(zhì)磁化性質(zhì)的介質(zhì)方程。磁場強度矢量H是為了磁場的安培環(huán)路定理得到形式上簡化而引入的輔助物理量。它的物理意義類似于電位移矢量D。從定義的操作方面來看，磁感應強度是完全只是考慮磁場對于電流元的作用，而不考慮這種作用是否受到磁場空間所在的介質(zhì)的影響，這樣磁感應強度就是同時由磁場的產(chǎn)生源與磁場空間所充滿的介質(zhì)來決定的。相反，磁場強度則完全只是反映磁場來源的屬性，與磁介質(zhì)沒有關(guān)系。這兩個概念在實際運用中各有其方便之處。在國際單位制（SI）中，磁場強度H的單位是安培米（Am）。