高中物理2 磁感应强度学案设计

江苏省新沂市王楼中学高中物理选修3-1《3.2 磁感应强度》学案

一、磁感应强度的方向

1．物理学中，用________来描述磁场的强弱．

2．磁感应强度的方向

放入磁场中的小磁针，在磁场中受力将会转动．小磁针静止时，________所指的方向规定为该点的磁感应强度方向，简称为__________．

二、磁感应强度的大小

1．定义式：________，其中IL是很短的一段通电导线的长度与其电流的乘积，叫________，可以认为是类似于电场中检验电荷的一个检验磁场情况的工具．

2．单位：________，符号是T，l T＝________.

一、磁感应强度的方向

[问题情境]

把小磁针放到条形磁铁周围不同的位置，小磁针的指向不同，这说明磁场和电场一样，也是具有“方向性”的！怎样确定磁场的方向呢？

1．在研究电场的时候，我们研究电场中的检验电荷的受力情况，确定了电场强度这个用来描述电场强弱的物理量．与此类似，为了描述磁场的强弱和方向，我们可以分析什么物体在磁场中的受力呢？

2．为什么可以用小磁针的指向来描述磁场的方向？

　.

[要点提炼]

1．物理学中用____________来描述磁场的强弱和方向．

2．磁感应强度的方向规定为__________________所指的方向．

[问题延伸]

磁感应强度是矢量，其叠加遵循________定则．

二、磁感应强度的大小

[问题情境]

巨大的电磁铁能吸引成吨的钢铁，实验室中的小磁铁却只能吸引几枚铁钉，说明磁场有强弱之分．怎样认识和描述磁场的强弱呢？

1．什么是电流元？

2．影响通电导线受力的因素有哪些？

[要点提炼]

1．通电导线在磁场中的受力除与导线的长度、电流的大小、磁场的强弱有关外，还与__________有关．

2．磁感应强度的定义式：B＝________________，单位________，此公式的成立条件是________________________．

[问题延伸]

在电场中，电场强度的方向与正电荷在该点所受电场力的方向是一致的，但在磁场中，磁感应强度的方向与放在该处的电流元所受磁场力的方向一致吗？

例1　下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是(　　)

A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向

B．某处小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向

C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向

D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向

听课记录：　

变式训练1　关于磁感应强度的方向和电场强度的方向，下列说法正确的是(　　)

A．电场强度的方向与电荷所受电场力的方向相同

B．电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同

C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同

D．磁感应强度的方向与小磁针在该处的指向相同

例2　在磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场中，一根与磁场方向垂直放置，长度L＝0.2 m的通电导线中通有I＝0.4 A的电流，则导线所受磁场力的大小为______________；若将导线转过90°与磁场方向平行时，磁场的磁感应强度为__________________．

变式训练2　在匀强磁场中的P处放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处磁感应强度为(　　)

A．0

B．10 T，方向沿竖直方向向上

C．0.1 T，方向沿竖直方向向上

D．10 T，方向肯定不沿竖直方向向上

【即学即练】

1．由磁感应强度定义式B＝知，磁场中某处的磁感应强度的大小(　　)

A．随着通电导线中电流I的减小而增大

B．随着IL乘积的减小而增大

C．随着通电导线所受磁场力F的增大而增大

D．跟F、I、L无关

2．下列说法中正确的是(　　)

A．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零

B．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零

C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱

D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱

3．长10 cm的通电直导线，通以1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度为(　　)

A．等于4 T                   B．大于或等于4 T

C．小于或等于4 T             D．上述说法都错误

4．如图1所示，通电导线l垂直放于磁场中，导线长8 m，磁感应强度B的值为2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小．

图1

参考答案

课前自主学习

一、1.磁感应强度　2.N极　磁场的方向

二、1.B＝　电流元　2.特斯拉       1

核心知识探究

一、

[问题情境]

1．磁体或通电导线．

2．小磁针总有两个磁极，它在磁场中受力后将会转动．小磁针静止时，它的指向也就确定了，显示出这一点的磁场对小磁针N极和S极的作用力的方向．

[要点提炼]

1．磁感应强度　2.小磁针静止时N极

[问题延伸]　平行四边形

二、

[问题情境]

1．电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元．

2．磁场的强弱、电流的大小、导线的长度、导线的放置方向．

[要点提炼]　1.导线的放置方向

2.　特斯拉　通电导线与磁场方向垂直

[问题延伸]　不一致

解题方法探究

例1　BD　[磁场中某点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，也是小磁针N极受力的方向或小磁针静止时N极所指的方向．磁场中某点磁感应强度的方向与放入的通电导线中电流的方向无关．通电导线中电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场的方向．]

变式训练1　BC　[物理学上规定：正电荷在电场中的受力方向为该点电场强度的方向，小磁针N极受力的方向为该点的磁场方向，小磁针静止时N极的指向为该点磁感应强度的方向．故选B、C.]

例2　6.4×10－2 N　0.8 T

解析　由公式B＝，得F＝ILB＝0.4×0.2×0.8 N＝6.4×10－2 N.

磁感应强度由磁场自身决定，与电流无关，导线转过90°时，磁感应强度仍为0.8 T.[]

变式训练2　D　[由公式B＝，把数值代入可以得到B＝10 T，公式中B是与L垂直的，方向肯定不沿竖直方向向上，故选D.]

即学即练

1．D　[本题考查对磁感应强度及其定义式B＝的理解，磁感应强度仅由磁场本身决定，与定义它的物理量F、I、L均无关，故选D.]

2．AC　[通电导线受磁场力与电荷受电场力不同，安培力的大小与导线放置的方向有关，导线与磁场方向垂直时磁场力最大，导线与磁场方向平行时磁场力为零．]

3．B　[题目中没有给出导线如何放置，若导线与磁场垂直，则由磁感应强度定义式得出B＝＝T＝4 T．若导线放置时没与磁场垂直，此时受磁场力为0.4 N，若把此导线放的与磁场垂直时，受的磁场力将大于0.4 N，根据磁感应强度定义式B＝可知此处磁感应强度将大于4 T．所以应选B.]

4．2 A

解析　通电导线与磁场垂直，由F＝BIL得I＝＝ A＝2 A.