第三節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量第三節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第第三三節(jié)節(jié)磁磁感感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度度磁磁通通量量課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，知道知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，知道其方向、大小、定義式和單位其方向、大小、定義式和單位2會用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算會用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算3知道勻強(qiáng)磁場、磁通量的概念，會用磁通知道勻強(qiáng)磁場、磁通量的概念，會用磁通量的公式進(jìn)行簡單的計(jì)算量的公式進(jìn)行簡單的計(jì)算4了解利用安培力測定磁感應(yīng)強(qiáng)度的原理了解利用安培力測定磁感應(yīng)強(qiáng)度的原理重點(diǎn)難點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解和應(yīng)用，磁通重點(diǎn)難點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解和應(yīng)用，磁通量的計(jì)算和應(yīng)用量的計(jì)算和應(yīng)用課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、磁感應(yīng)強(qiáng)度一、磁感應(yīng)強(qiáng)度1方向：小磁針靜止時(shí)方向：小磁針靜止時(shí)_所指的方向規(guī)定為所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，也是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，也是_的方向的方向2意義：描述磁場的意義：描述磁場的_的物理量，表的物理量，表示符號為示符號為_.3定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線受定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線受到的到的_跟電流跟電流I和導(dǎo)線長度和導(dǎo)線長度L的乘積的乘積IL的的_叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度4定義式：定義式：B_.5單位：特斯拉，簡稱單位：特斯拉，簡稱_，符號，符號_,1_1 .N極極磁場磁場強(qiáng)弱及方向強(qiáng)弱及方向B安培力安培力F比值比值特特TT二、勻強(qiáng)磁場二、勻強(qiáng)磁場1定義：定義：_處處相同的磁場處處相同的磁場2磁感線：間隔相同的磁感線：間隔相同的_3實(shí)例：距離很近的兩個(gè)異名磁極間的磁場實(shí)例：距離很近的兩個(gè)異名磁極間的磁場4當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線不垂直時(shí)，如圖當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線不垂直時(shí)，如圖331所示，電流方向與磁感線方向成所示，電流方向與磁感線方向成角，通電導(dǎo)線角，通電導(dǎo)線所受的安培力為所受的安培力為F_.強(qiáng)弱、方向強(qiáng)弱、方向平行線平行線ILBsin圖圖331三、磁通量三、磁通量1定義：勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度定義：勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B和與磁場方向和與磁場方向_的平面面積的平面面積S的乘積，即的乘積，即_.2單位：單位：_，簡稱韋，符號，簡稱韋，符號_,1_1 Tm2.3引申：引申：B ，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B又叫又叫_垂直垂直BS韋伯韋伯WbWb磁通密度磁通密度四、利用安培力測定磁感應(yīng)強(qiáng)度四、利用安培力測定磁感應(yīng)強(qiáng)度1原理：利用通電導(dǎo)線在磁場中受到的原理：利用通電導(dǎo)線在磁場中受到的_與與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系測磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系測磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小2內(nèi)容：把矩形導(dǎo)線框吊在內(nèi)容：把矩形導(dǎo)線框吊在_的一臂，使的一臂，使天平平衡當(dāng)接通電流，矩形導(dǎo)線框的一條邊受到天平平衡當(dāng)接通電流，矩形導(dǎo)線框的一條邊受到向下的安培力作用時(shí)，可在天平另一端加上向下的安培力作用時(shí)，可在天平另一端加上_若當(dāng)所加砝碼重為若當(dāng)所加砝碼重為mg時(shí)，天平再次平衡，時(shí)，天平再次平衡，可知此時(shí)線框所受安培力可知此時(shí)線框所受安培力_，由此可求得導(dǎo)，由此可求得導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B_ .安培力安培力精密天平精密天平砝碼砝碼BILmg核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小只取決于磁場本身的性質(zhì)，的大小只取決于磁場本身的性質(zhì)，與與F、I、L無關(guān)無關(guān)3磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是磁場中小磁針靜止時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是磁場中小磁針靜止時(shí)N極極所指的方向，或者是所指的方向，或者是N極所受磁場力的方向，其極所受磁場力的方向，其大小根據(jù)電流元受力來計(jì)算通電導(dǎo)線受力的方大小根據(jù)電流元受力來計(jì)算通電導(dǎo)線受力的方向不是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向向不是磁感應(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，磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式也適用于非勻強(qiáng)磁場，這時(shí)這時(shí)L應(yīng)很短很短，應(yīng)很短很短，IL稱為稱為“電流元電流元”，相當(dāng)于，相當(dāng)于靜電場中的靜電場中的“試探電荷試探電荷”5我們要找的是磁場中某一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大我們要找的是磁場中某一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，因此要把電流元放入磁場中這一點(diǎn)，這要求小，因此要把電流元放入磁場中這一點(diǎn)，這要求電流元要足夠短電流元要足夠短D磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與放在該點(diǎn)磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與放在該點(diǎn)的小磁針的小磁針N極所受磁場力方向一致極所受磁場力方向一致二、磁感應(yīng)強(qiáng)度二、磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場強(qiáng)度與電場強(qiáng)度E的比較的比較特別提醒：特別提醒：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場力的性質(zhì)是描述磁場力的性質(zhì)的物理量，電場強(qiáng)度的物理量，電場強(qiáng)度E是描述電場力的性質(zhì)的物是描述電場力的性質(zhì)的物理量，理量，E的方向是該點(diǎn)正電荷的受力方向，的方向是該點(diǎn)正電荷的受力方向，B的的方向與該點(diǎn)電流元所受力方向既不相同，也不相方向與該點(diǎn)電流元所受力方向既不相同，也不相反，反，F(xiàn)的方向由后面學(xué)習(xí)的左手定則判定的方向由后面學(xué)習(xí)的左手定則判定(2)磁場與電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場強(qiáng)度有很多相磁場與電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場強(qiáng)度有很多相似之處，學(xué)習(xí)中要加以類比、分析，找出其中的似之處，學(xué)習(xí)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不同與相同之處，加深對兩組概念的理解解析：解析：選選A.電場強(qiáng)度的方向就是正電荷受的電電場強(qiáng)度的方向就是正電荷受的電場力的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是磁針場力的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是磁針N極受極受力的方向只有力的方向只有A項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤三、對磁通量的進(jìn)一步理解三、對磁通量的進(jìn)一步理解1磁通量的計(jì)算磁通量的計(jì)算(1)公式：公式：BS.適用條件：適用條件：勻強(qiáng)磁場；勻強(qiáng)磁場；磁感線與平面垂直磁感線與平面垂直(2)在勻強(qiáng)磁場在勻強(qiáng)磁場B中，若磁感線與平面不垂直，中，若磁感線與平面不垂直，公式公式BS中的中的S應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積上的投影面積2磁通量的正負(fù)磁通量的正負(fù)(1)磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，當(dāng)磁感線從某一面磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，當(dāng)磁感線從某一面上穿入時(shí)，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出上穿入時(shí)，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時(shí)即為負(fù)值時(shí)即為負(fù)值(2)若同時(shí)有磁感線沿相反方向穿過同一平面，且若同時(shí)有磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁通量為正向磁通量為1，反向磁通量為，反向磁通量為2，則穿過該平，則穿過該平面的磁通量面的磁通量12.3磁通量的變化量磁通量的變化量21.(1)當(dāng)當(dāng)B不變，有效面積不變，有效面積S變化時(shí)，變化時(shí)，BS.(2)當(dāng)當(dāng)B變化，變化，S不變時(shí)，不變時(shí)，BS.(3)B和和S同時(shí)變化，則同時(shí)變化，則21.但此時(shí)但此時(shí)BS.特別提醒：特別提醒：計(jì)算穿過某面的磁通量變化量時(shí)，計(jì)算穿過某面的磁通量變化量時(shí)，要注意前、后磁通量的正、負(fù)值，如原磁通要注意前、后磁通量的正、負(fù)值，如原磁通量量1BS，當(dāng)平面轉(zhuǎn)過，當(dāng)平面轉(zhuǎn)過180后，磁通量后，磁通量2BS，磁通量的變化量，磁通量的變化量|21|2BS.即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)3有一個(gè)矩形線圈，線圈平面與磁場方向成有一個(gè)矩形線圈，線圈平面與磁場方向成角，如圖角，如圖332所示設(shè)磁場為勻強(qiáng)磁場，所示設(shè)磁場為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈面積為，線圈面積為S，則穿過線圈，則穿過線圈的磁通量為多大？的磁通量為多大？圖圖332解析：解析：這是一種線圈平面與磁場方向不垂這是一種線圈平面與磁場方向不垂直的情況，不能直接使用公式直的情況，不能直接使用公式BS來計(jì)來計(jì)算，應(yīng)該把算，應(yīng)該把S投影到與投影到與B垂直的方向上，投垂直的方向上，投影面積為影面積為Ssin，所以，所以BSsin.答案：答案：BSsin課堂互動講練課堂互動講練對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解【精講精析】【精講精析】根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，通電導(dǎo)根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，通電導(dǎo)線應(yīng)為線應(yīng)為“在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線”，本題本題A選項(xiàng)未注明導(dǎo)線放置的方向，所以是錯(cuò)誤選項(xiàng)未注明導(dǎo)線放置的方向，所以是錯(cuò)誤的的通電導(dǎo)線若放置方向與磁場方向平行時(shí)，也不受通電導(dǎo)線若放置方向與磁場方向平行時(shí)，也不受磁場力作用，所以磁場力作用，所以B選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的在磁場場源穩(wěn)定的情況下，磁場內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)在磁場場源穩(wěn)定的情況下，磁場內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度(含大小和方向含大小和方向)都是唯一確定的，與放入該都是唯一確定的，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電流導(dǎo)線無關(guān)選項(xiàng)點(diǎn)的檢驗(yàn)電流導(dǎo)線無關(guān)選項(xiàng)C正確正確磁場方向是小磁針磁場方向是小磁針N極所受磁場力的方向，與通極所受磁場力的方向，與通電導(dǎo)線所受磁場力的方向不同，故選項(xiàng)電導(dǎo)線所受磁場力的方向不同，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤錯(cuò)誤【答案】【答案】C變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法正確的是下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法正確的是()A通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大大B通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大C放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同和方向處處相同D磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通磁感應(yīng)強(qiáng)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)電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)解析：解析：選選D.因?yàn)榇艌鲋心滁c(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小因?yàn)榇艌鲋心滁c(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場本身決定，與通電導(dǎo)線的受力及方和方向由磁場本身決定，與通電導(dǎo)線的受力及方向都無關(guān)，所以向都無關(guān)，所以A選項(xiàng)錯(cuò)，選項(xiàng)錯(cuò)，D選項(xiàng)正確因?yàn)橥ㄟx項(xiàng)正確因?yàn)橥妼?dǎo)線在磁場中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度有電導(dǎo)線在磁場中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，而且與通電導(dǎo)線的取向有關(guān)，故關(guān)，而且與通電導(dǎo)線的取向有關(guān)，故B選項(xiàng)選項(xiàng)錯(cuò)對錯(cuò)對C選項(xiàng)雖然勻強(qiáng)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相選項(xiàng)雖然勻強(qiáng)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等，但當(dāng)導(dǎo)線在各個(gè)位置的方向不同時(shí)，磁場力等，但當(dāng)導(dǎo)線在各個(gè)位置的方向不同時(shí)，磁場力是不相同的是不相同的(導(dǎo)線與磁場垂直時(shí)受磁場力最大，導(dǎo)線與磁場垂直時(shí)受磁場力最大，與磁場平行時(shí)受磁場力為零與磁場平行時(shí)受磁場力為零)，而，而C選項(xiàng)中沒有說選項(xiàng)中沒有說明導(dǎo)線在各個(gè)位置的取向是否相同，所以明導(dǎo)線在各個(gè)位置的取向是否相同，所以C選項(xiàng)選項(xiàng)錯(cuò)故正確答案為錯(cuò)故正確答案為D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算 在磁場中某一點(diǎn)放入一通電導(dǎo)線，導(dǎo)線與在磁場中某一點(diǎn)放入一通電導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場垂直，導(dǎo)線長磁場垂直，導(dǎo)線長1 cm，電流為，電流為5 A，所受磁場力，所受磁場力為為5102 N求：求：(1)這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？(2)若讓導(dǎo)線與磁場平行，這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？若讓導(dǎo)線與磁場平行，這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？通電導(dǎo)線受到的磁場力多大？通電導(dǎo)線受到的磁場力多大？【答案】【答案】(1)1 T(2)1 T0變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2在勻強(qiáng)磁場中某處在勻強(qiáng)磁場中某處P放一個(gè)長度為放一個(gè)長度為L20 cm、通電電流、通電電流I0.5 A的直導(dǎo)線，測得它受到的的直導(dǎo)線，測得它受到的最大磁場力最大磁場力F1.0 N，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場撤走，則電導(dǎo)線從磁場撤走，則P處磁感應(yīng)強(qiáng)度為處磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A零零B10 T，方向豎直向上，方向豎直向上C0.1 T，方向豎直向下，方向豎直向下D10 T，方向肯定不沿豎直向上的方向，方向肯定不沿豎直向上的方向解析：解析：選選D.磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由場源決定，磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由場源決定，與有沒有檢驗(yàn)電流無關(guān)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向規(guī)定為與有沒有檢驗(yàn)電流無關(guān)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向規(guī)定為小磁針靜止時(shí)小磁針靜止時(shí)N極所指的方向，不是電流元的受力極所指的方向，不是電流元的受力方向，故方向，故D正確正確對磁通量的理解和計(jì)算對磁通量的理解和計(jì)算 如圖如圖333所示，線圈平面與水平方向夾所示，線圈平面與水平方向夾角角60，磁感線豎直向下，線圈平面面積，磁感線豎直向下，線圈平面面積S0.4 m2，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.6 T，則穿過，則穿過線圈的磁通量線圈的磁通量為多少？為多少？圖圖333【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)磁通量公式磁通量公式BS，其中，其中BS.(2)方法一：面積代入方法一：面積代入S在垂直磁場方向的投影在垂直磁場方向的投影(3)方法二：磁感應(yīng)強(qiáng)度代入方法二：磁感應(yīng)強(qiáng)度代入B垂直垂直S方向的分量方向的分量【精講精析精講精析】法一：把法一：把S投影到與投影到與B垂直的垂直的方向，方向，則則BScos0.60.4cos60 Wb0.12 Wb.法二：把法二：把B分解為平行于線圈平面的分量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和垂直于線圈平面的分量B，B不穿過線圈，不穿過線圈，且且BBcos，則，則BSBcosS0.60.4cos60 Wb0.12 Wb.【答案】【答案】0.12 Wb【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】(1)當(dāng)當(dāng)B與與S夾角為夾角為時(shí)，穿過時(shí)，穿過S的的磁通量為磁通量為BSsinBsinS.(2)磁通量有正、負(fù)，但正、負(fù)號不代表方向，磁通量有正、負(fù)，但正、負(fù)號不代表方向，僅代表磁感線穿入或穿出僅代表磁感線穿入或穿出變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3如圖如圖334所示，面積是所示，面積是0.5 m2的的矩形導(dǎo)線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為矩形導(dǎo)線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為20 T的勻強(qiáng)磁場中，的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場垂直，穿過該線圈的磁通量是多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少？若線圈平面與磁場方向夾角為60，則，則穿過該線圈的磁通量又是多少？穿過該線圈的磁通量又是多少？圖圖334解析：解析：已知已知S0.5 m2，B20 T.(1)因?yàn)榫€圈平面與磁場垂直，所以因?yàn)榫€圈平面與磁場垂直，所以BS200.5 Wb10 Wb.(2)因?yàn)榫€圈平面與磁場方向夾角為因?yàn)榫€圈平面與磁場方向夾角為60，所以，所以BSsin200.5cos30 Wb8.66 Wb.答案：答案：10 Wb8.66 Wb