人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步2 磁感应强度 磁通量优秀习题ppt课件

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新课探究磁感应强度磁通量磁通量变化量
知道匀强磁场、磁通量的概念
知道磁感应强度的概念及物理意义
掌握磁感应强度的方向、大小、定义式、单位、叠加性
会计算磁通量、磁通量的变化量的大小
巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，实验室中的小磁铁只能吸起几枚铁钉(如图所示)。磁体磁性的强弱，表现为它所产生的磁场对磁性物质和电流的作用力的强弱，也就是说磁场也有强弱之分。那么我们怎样认识和描述磁场的强弱呢？
定义：一段通电直导线垂直放在磁场中所受的安培力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值，叫磁感应强度。定义式： 。适用于非匀强磁场，这时l应很短很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。
单位：特斯拉，简称特，符号为T意义：反映了磁场的强弱方向：磁感应强度是矢量磁感应强度的方向就是该点的磁场方向小磁针静止时N极所指的方向小磁针N极受力的方向
磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关。即使不放入通电导线，磁感应强度也依然存在，故不能说B与F成正比或B与Il成反比。 是磁感应强度的定义式，其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放置。当通电导线与磁场方向平行时，通电导线受力为零，但我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度B的大小为零。
定义：如果磁场中各处的磁感应强度大小和方向都相同，则该磁场为匀强磁场。特点：强弱、方向处处相同的磁场。磁感线特点：疏密均匀的平行直线。
定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积。意义：表示穿过某一面积的磁感线条数的多少。单位：在国际单位制中是韦伯，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝1T·m2。
公式：Φ＝BS(B⊥S)。表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度又叫磁通密度。适用条件：匀强磁场；磁场与平面垂直磁通量是标量，但有正、负，当以磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值。线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关。
若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，Φ＝BScsθ。式中Scsθ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为“有效面积”(如图所示)。
对磁通量变化的理解(1)如图所示，平面S在垂直于磁场方向上的投影面积为S′。若有n条磁感线穿过S′，则穿过面积S的磁感线有多少条？(2)若磁场增强，即B增大，穿过面积S的磁感线条数是否增多？穿过面积S的磁通量如何变化？
引起磁通量变化的原因（1）当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。（2）当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。（3）B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1。但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。
磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的比较
Φ是状态量，是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时Φ＝BS。ΔΦ是过程量，它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1。
1.（定义式）由磁感应强度的定义式 ，可知（　　）A．长为L的通电导线受到的安培力F为零时，它所在处磁场的磁感应强度B也一定为零B．磁感应强度B的方向与F的方向一致C．该定义式只适用于匀强磁场D．磁感应强度B与通电导线所受安培力F无关
【详解】磁场中某点的磁感应强度大小与外界因素无关，只和磁场本身的性质有关，故A错误，D正确；磁感应强度B的方向与F的方向垂直，故B错误；当满足L很短，I很小的条件，即IL是电流元，该定义式对任意磁场都适用，故C错误。
2．（叠加性）有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图。在图示的平面内，O点为两根导线连线ab的中点，M、N为ab的中垂线上的两点，它们与ab的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流，已知直线电流产生的磁场在某点的磁感应强度B的大小与该点到通电导线的距离成反比。则下列关于线段MN上各点的磁感应强度的说法正确的是（　　）
A．点和点的磁感应强度大小相等，方向相同B．点和点的磁感应强度大小相等，方向相反C．在线段上各点的磁感应强度都不可能为零D．若在点放一小磁针，静止时其北极沿指向点
【详解】根据安培定则判断得知，两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向，由于对称，两根通电导线在M N两点产生的磁感应强度大小相等，如图所示根据平行四边形进行合成得到，M点和N点的磁感应强度大小相等，M点磁场向下，N点磁场向上，方向相反，故A错误，B正确；当两根通电导线在同一点产生的磁感应强度大小相等、方向相反时，合磁感应强度为零，则知O点的磁感应强度为零，故C错误；若在N点放一小磁针，静止时其北极垂直ON指向上，故D错误
3．（磁通量）（多选）如图所示，A、B、C为三个同心金属圆环，处于同一平面内。金属圆环中通有图示方向的电流，ΦB、ΦC分别为穿过B、C两圆环的磁通量的大小，以垂直纸面向外为正方向，下列判断正确的是（　　）A．穿过B、C两圆环的磁通量均为正值B．穿过B、C两圆环的磁通量均为负值C．ΦB＞ΦCD．ΦB＜ΦC
【详解】由题图及安培定则可知，纸面内垂直纸面向外的磁感线都集中在圆环A内，纸面内垂直纸面向里的磁感线分布在圆环外，则B、C圆环内都有垂直纸面向里和向外的磁感线穿过。穿过B、C圆环的垂直纸面向外的磁感线条数相同，穿过B圆环的垂直纸面向里的磁感线条数较少，穿过C圆环的垂直纸面向里的磁感线条数较多，但都比穿过B、C圆环的垂直纸面向外的磁感线条数少，又以垂直纸面向外为正方向，所以穿过B、C圆环的磁通量均为正值，且ΦB＞ΦC故选AC。
4．（磁通量的变化量）如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列关于穿过平面的磁通量的情况中，正确的是（　　）A．如图所示位置时磁通量为零B．若使框架绕00′转过60°，磁通量为C．若从初始位置转过90°角，磁通量为BSD．若从初始位置转过角180°，磁通量变化为0
【详解】图示时刻，线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积。当它绕轴转过θ角时，线圈在磁场垂直方投影面积Ssinθ，磁通量等于磁感应强度与这个投影面积的乘积。线圈从图示转90°时，磁通量为0，磁通量的变化量大小等于初末位置磁通量之差。线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积，故图示位置的磁通量Φ=BS，故A错误；使框架00′转过60°角，则在磁场方向的投影面积S/2，则磁通量为BS/2，故B正确；当线圈从图示转90°时，线框与磁场平行，故磁通量为0，故C错误；从初始位置转角180°，磁通量变化为ΔΦ=BS-(-BS)=2BS，D错误。
完成《13.2 磁感应强度 磁通量分题型练习题》