选修32 磁感应强度学案

学习内容

学习目标

1．  通过研究磁场对通电导线的作用力来定义磁感应强度。

2．     理解磁感应强度B的定义、单位、矢量性和决定因素。会用公式F=BIL解答有关问题．

3．     了解分子电流假说，会用分子电流假说解释磁化、去磁现象。

4．     知道磁通量、磁通密度的概念。

学习重、难点

1．  理解磁感应强度B的定义、单位、矢量性和决定因素

2．     磁通量的概念。

学法指导

自主、合作、探究

知识链接

1．     磁场的基本性质

2．     常见几种磁体的磁场分布。

3．     用安培定则来判断直线电流、环形电流等磁场。

学习过程

用案人自我创新

【自主学习】

1、磁感应强度：将一小段通电直导线垂直磁场放置时，其受到的磁场力F与电流强度I成____、与导线的长度L成______，其中F/IL是与通电导线长度和电流强度都______的物理量，它反映了该处磁场的______，定义F/IL为该处的___________.其单位为_______，方向为该点的磁感线的_________,也是小磁针在该处静止时N极的_______。

 2．安培力的计算公式：                （B⊥I）

3、磁场的叠加

  磁感强度是矢量，空间某点的磁场的叠加遵循             。

4、安培分子电流假说

安培的分子电流假说是用来解释磁铁为什么能产生磁场的，在这个假说中安培认为：原子和分子等物质微粒内部，存在一种___________（也叫做分子电流），每一个__________产生的磁场使物体微粒成为一个________，安培分子电流假说指出，磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的_______产生的．

5、磁通量

在匀强磁场中，如果有一个与磁感应强度B垂直的平面，其面积为S，定义Φ=________为穿过这个平面的磁通量，单位是      ，简称         ，符号为         。

   如果平面与磁感应强度方向不垂直，如何计算穿过它的磁通量呢？

一种方法是：考虑到磁感应强度是矢量，可以分解为平行于平面的分量和垂直于平面的分量，由于平行于平面的分量并不穿过平面，所以磁通量数值上等于垂直于平面的分量与面积的乘积，Φ=Bsinα·S=BSsinα。

另一种方法是：磁感应强度不分解，将平面的面积做投影，磁通量数值上等于磁感应强度与投影面积的乘积，Φ=B⊥S= BSsinα。

不管用哪种方法来计算磁通量的值，必须保证Φ=BS中的磁感应强度与平面垂直。

6、磁通密度

穿过单位面积的磁通量称为磁通密度，根据这一定义，磁通密度与磁感应强度数值上是等价的，即B=_______。磁感线越密处（磁通密度越大），磁场的磁感应强度越大，磁感线越稀疏处，（磁通密度越小），磁场的磁感应强度越小。

【范例精析】

例1、一小段通电直导线放在空间某个区域中不受到安培作用，能否说导线所在的区域的磁感应强度为零？

解析：    

说明： 在电场中某点电荷不受电场力，可以肯定该点的电场强度等于零；磁场力比电场力复杂，通电导线与磁感线平行时是不受到安培力的，真是由于这一缘故，我们不能从安培力为零来推证磁感应强度也一定为零．

例2、试比较电场强度的定义E=F/q和磁感应强度的定义B=F/IL有什么相似之处。

解析：  

拓展： 物理学中用比值法来定义的物理量很多，例如：物质的密度、物质的比热容、电容器的电容、导体的电阻等等，凡是用比值来定义的物理量遵循同样的规律，比值与分子、分母所代表的物理量的具体大小无关，因此不能单纯从数学角度来理解这些物理概念，如不能理解为电场强度E与试探电荷受到的电场力F成正比，与试探电荷的电量成反比。

例3、长10cm的通电导线，通以1A的电流，在磁场的强弱、方向都一样的空间（匀强磁场）中某处受到的磁场力为0。4N，则该磁场的磁感应强度为（        ）

A．      等于4T             B.大于或等于4T 

C．  小于或等于4T        D.上述说法都错误  

例4、一根软铁棒被磁化是因为 (   )  

A．软铁棒中产生了分子电流

B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章

C．软铁棒中分子电流消失了

D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同

达标检测

1．关于磁感强度下列说法中正确的是（     ）

（A）由B=F/IL知，磁场中某点的磁感强度的大小与IL的乘积成反比，与F成正比

（B）无论I的方向如何都可由B=F/IL求磁感强度的大小

（C）磁场中某处磁感强度方向与通电导线在该处的安培力的方向相同

（D）磁场中某点的磁感强度大小是由磁场本身因素决定的，而与有无检验电流无关

2．磁感应强度单位是特斯拉，1特斯拉相当于（     ）

(A)  1kg/A·s2    (B) 1kg·m/A·s2   （C）1kg·m2/s2     (D) 1kg·m2/A·s2

3．关于磁感应强度，下列说法正确的是：（    ）

A．磁感应强度只是描述磁场的强弱的物理量

B．通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度一定为零

C．通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度不一定为零 

D．放置在磁场中lm的导线，通过lA的电流，受到的力为1N时，该处磁感应强度就是1T 

4．一根导线长0．2m，通以3A的电流，在磁场中某处受到的最大的磁场力是6×10-2N，则该处的磁感应强度B的大小是____T．如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的B的大小是______T．

5．在赤道上，地球磁场磁感应强度的大小是0.5×10-4T，则沿东西方向、长为20m，通有由西向东30A电流的水平导线，受地磁场作用力的大小为________。

5．利用安培分子电流假说可以解释下列哪些现象(   )                        

A．永久磁铁的磁场       B．直线电流的磁场

C．环形电流的磁场       D．软铁被磁化产生磁性

6．磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是(

A．分子电流消失　            B．分子电流的取向变得大致相同　

C．分子电流的取向变得杂乱    D．分子电流的强度减弱             

7．一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图3-3-6所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置B和位置C的过程中，下列对磁通量变化判断正确的是(     )

A．一直变大       B．一直变小

C．先变大后变小   D．先变小后变大

8．如图3-3-7所示,两根平行的直导线,通以大小相等、方向相反的电流，下列说法中正确的是(      )                                                                     

(A)两根导线之间不存在磁场       (B)两根导线之外不存在磁场

(C)两根导线之间存在磁场,方向垂直纸面向里

(D)两根导线之间存在磁场,方向垂直纸面向外

9．在B=0.48T的匀强磁场中,有一个长为L1=0.20m,宽为L2=0.10 m的矩形线圈,求下列情形通过线圈的磁通量:

(1)   线圈平面与磁感方向平行；

(2)   线圈平面与磁感方向垂直；

(3)   线圈平面与磁感方向成60o角；

(4)   若题（3）中线圈的匝数为100匝,结果又如何？

10．在一个平面内有6根彼此绝缘的通电直导线，电流方向如图3-3-8所示，各导线的电流大小相等，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个区域的面积相等，则垂直纸面指向纸内磁通量最大的区域是______，垂直纸面指向纸外磁通量最大的区域是_______

11．如图3-3-9所示，匀强磁场的磁感强度B=2．0T，方向沿z轴正方向，且ab=40cm，bc=30cm，ae=50cm，求通过面积S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量Φ1、Φ2、Φ3分别是         、          、               

学习反思

布置作业

P85问题与练习T2、T3   P90问题与练习T4