2019-2020年高中物理第三章磁场第3节磁感应强度磁通量教学案教科版选修3

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1、2019-2020年高中物理第三章磁场第3节磁感应强度磁通量教学案教科版选修32．磁感应强度是矢量，磁感应强度的运算符合矢量运算法则。3．匀强磁场是指磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场。4．磁通量的大小为Φ＝BS，其中S为与B垂直的平面面积，磁感应强度B也叫磁通密度。一、磁感应强度1．定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受到的磁场力(安培力)F与导线长度L、导线中电流I的乘积IL的比值叫做通电导线所在位置的磁感应强度，用符号B表示。2．定义式：B＝。3．方向：磁感应强度B的方向即该处磁场方向，与小磁针静止时N极受力方向相同。4

2、．单位：在国际单位制中是特斯拉，简称特，符号T。1T＝1N/(A·m)。5．物理意义：磁感应强度B是表示磁场强弱和方向的物理量。6．匀强磁场(1)定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场。(2)匀强磁场的磁感线的特点在匀强磁场中，磁感线是一组平行且等距的直线，如图331所示。图331(3)实例①距离很近的两个异名磁极之间的磁场。②通电螺线管内中间部分的磁场。(4)匀强磁场中安培力的计算①当通电导线与磁场垂直时：F＝ILB。②当通电导线与磁场方向成θ角时：F＝ILBsin_θ。二、磁通

3、量1．定义在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这一面积的磁通量。2．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS。适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。(2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。3．单位：韦伯，简称韦，符号为Wb,1Wb＝1T·m2。4．磁通密度由Φ＝BS得B＝，磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，所以也叫磁通密度。三、利用安培力测定磁感应强度1．原理根据B＝，测出通电导线在磁场中的有效长度、通电导线上的电流

4、以及所受安培力的大小，代入公式即可求出磁感应强度B。2．测量原理图如图332所示。图3323．测量过程(1)按照原理图连接好电路，记下此时弹簧测力计的读数F0。(2)将滑动变阻器的滑片置于最右端，闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，记下弹簧测力计的读数F1，则磁场对矩形线框位于磁场中的一条边的作用力的大小为F＝

5、F1－F0

6、。(3)再测出线框在磁场中的这条边的长度为L。(4)代入B＝＝，即可求得B的大小。4．注意事项(1)为使测量过程简单，使矩形线框所在平面与N极、S极的连线垂直。(2)使矩形线框的短边全部放在N、S极之间

7、的区域中。(3)为使测量更精确，可把弹簧测力计换成精密天平。1．自主思考——判一判(1)磁场的方向就是磁感应强度B的方向。(√)(2)磁感应强度的大小与电流成反比，与所受安培力成正比。(×)(3)磁感应强度的大小等于通电导线所受的安培力F与电流I和导线长度L的乘积的比值。(×)(4)磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量一定越大。(×)(5)磁通量有方向，因此，磁通量是矢量。(×)2．合作探究——议一议(1)在磁场中，放在某点的小磁针受力的方向就是该点磁场的方向，这种说法对吗？提示：这种说法是不对的。放在磁场中某点的小磁针

8、N极受力的方向才是该点磁场的方向。(2)通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小一定为零吗？为什么？提示：通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零。当电流方向与磁感应强度B的方向在一条直线上时，通电导线受力为零。(3)磁通量有正负，其正负是表示大小还是方向？提示：磁通量只有大小，没有方向，是标量。其正、负既不表示大小，也不表示方向，它表示磁通量从某一平面穿入或穿出，若规定穿入为正，则穿出为负，反之亦成立。对磁感应强度的理解1．对磁感应强度的理解(1)公式B＝是磁感应强度的定义式，是用比值法定义的，磁感应强度B的大小只决

9、定于磁场本身的性质，而与F、I、L均无关。(2)在定义式B＝中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线所受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关。导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同。通电导线受磁场力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零。(3)通电导线所受磁场力的方向不是磁场中该点磁感应强度的方向。(4)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短很短，IL称作“电流元”，相当于静电场中的“点电荷”。2．磁感应强度与电场强度的比较电场强度E磁感应强度B定义的依据①电场对电荷q有作用力F＝

10、定值(由电场决定)②对电场中任一点，F∝q③对不同点，一般来说这个定值不同④比值可表示电场的强弱①磁场对直线电流I有作用力F②对磁场中任一点，F与磁场方向、电流方向有关，只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时，F∝IL，＝定值(由磁场决