粤教版 (2019)必修 第三册第六章 电磁现象与电磁波第二节 磁感应强度课堂教学ppt课件

这是一份粤教版 (2019)必修 第三册第六章 电磁现象与电磁波第二节 磁感应强度课堂教学ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了课前•自主预习，磁感应强度的方向，微思考，电流I，导线长度，电流大小，摆动角度，磁感应强度，特斯拉，匀强磁场等内容，欢迎下载使用。
1．磁感应强度的物理意义：描述磁场________和________的物理量．2．方向：小磁针静止时__________所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称为__________的方向．
磁场对通电导体也有力的作用，该力的方向是否为磁场方向？【答案】不是磁感应强度方向，二者垂直．
1．电流元：很短的一段通电导线中的________与__________的乘积．
磁感应强度的大小　匀强磁场
2．控制变量法探究影响通电导线受力的因素．如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀的．
(1)保持长度不变，改变__________，观察直导线__________大小来比较磁场力大小．(2)保持电流大小不变，改变磁场中____________，通过观察直导线摆动角度大小比较磁场力大小．(3)实验结论：直导线与磁场垂直时，它受力大小既与导线的长度L成__________，又与导线中的电流I成________．
3．磁感应强度的大小．在磁场中当通电导线与磁场________时，通电导线所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫______________．
6．匀强磁场：磁场中某一区域内磁感应强度的大小和方向处处相同，则该区域磁场叫做____________．
“一个电流元垂直放入磁场中的某点，磁感应强度与电流元受到的磁场力成正比，与电流元成反比．”这种说法是否正确，为什么？【答案】这种说法不正确．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，不随电流元大小及电流元所受磁场力的大小的变化而变化．
D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向【答案】C
【解析】根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”，只有在这个方向导线所受磁场力才最大，本题A选项未注明导线放置的方向，A错误．通电导线若放置方向与磁场平行时，不受磁场力作用，B错误．在磁场场源稳定的情况下，磁场内各点的磁感应强度(含大小和方向)都是唯一确定的，与放入的检验通电导线无关，C正确．磁场力方向与磁感应强度方向垂直，D错误．
1．定义：匀强磁场中____________和与______________的平面面积S的乘积叫做穿过该平面的磁通量，即Φ＝BS．2．拓展：磁场B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向的______________与B的乘积表示磁通量．
3．单位：国际单位制是__________，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝______________．
有时磁感线由平面一侧穿入，有时磁感线由平面另一侧穿入．如何区别从不同方向穿入的磁通量呢？【答案】可用磁通量的正、负表示．若规定磁感线由某一方向穿入时磁通量为正，则由另一方向穿入时磁通量为负．反之亦然．磁通量虽然有正负，但磁通量是标量．
如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面．若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为(　　)A．πBR2　　　B．πBr2C．nπBR2　　D．nπBr2【答案】B【解析】磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为πr2，而并非πR2，故B正确．
例1　(多选)把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量之间的关系的是(　　)【答案】BC
B．磁感应强度的大小与IL成反比，与F成正比C．磁感应强度就是电流元IL所受的磁场力F与IL的比值D．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关【答案】D
电场强度和磁感应强度比较
例2　下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中，不正确的是(　　)A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同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静止时N极所指的方向相同【答案】A
【解析】电场强度的方向就是正电荷所受的电场力的方向，磁感应强度的方向是小磁针N极所受磁场力的方向或小磁针静止时N极所指的方向．故A错误．
【解析】电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量，不受检验电荷的影响，A、B错误；磁感应强度是反映磁场本身性质的物理量，由磁场本身决定，放入某点导线的电流变为2I时，该点的磁感应强度不变，C错误，D正确．
1．磁通量的计算．(1)公式：Φ＝BS．适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直．(2)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＝BScs θ．式中Scs θ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)．
2．磁通量的正、负．(1)磁通量是标量，但有正、负，若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．(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为Φ1，反向磁通量大小为Φ2，则穿过该平面的合磁通量Φ＝Φ1－Φ2．3．磁通量的变化量．(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝BΔS．(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝SΔB．(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1．但此时ΔΦ≠ΔBΔS．
例3　如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10 cm，现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出)，圆心均在O处，A线圈的半径为1 cm，共10匝；B线圈的半径为2 cm，只有1匝；C线圈的半径为0.5 cm，只有1匝．
(1)在磁感应强度B减为0.4 T的过程中，A和B线圈中的磁通量改变了多少？(2)在磁场方向转过30°角的过程中，C线圈中的磁通量改变了多少？【答案】(1)1.256×10－4 Wb　5.024×10－4 Wb(2)8.4×10－6 Wb
故A线圈的磁通量的改变量为ΦA＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 Wb．B线圈的磁通量的改变量为ΦB＝(0.8－0.4)×3.14×(2×10－2)2 Wb＝5.024×10－4 Wb．
变式3　如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4 m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6 T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？【答案】0.12 Wb　0.36 Wb
【解析】线圈在垂直磁场方向上的投影面积S⊥＝Scs 60°＝0.4×0.5 m2＝0.2 m2．穿过线圈的磁通量Φ1＝BS⊥＝0.6×0.2 Wb＝0.12 Wb．线圈以cd为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量Φ2＝－BS＝－0.6×0.4 Wb＝－0.24 Wb．故磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－0.24－0.12| Wb＝0.36 Wb．
描述磁场强弱磁感应强度是指描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量，常用符号B表示，国际通用单位为特斯拉(符号为T)．磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度．在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示，磁感应强度越大表示磁场越强．磁感应强度越小，表示磁场越弱．
例4　如下图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．下列说法正确的是(　　)A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D．a、c两点处的磁感应强度方向不同【答案】C
【解析】a、b、c、d四个点的磁感应强度均为M、N两长直导线在各点的磁感应强度的叠加，由安培定则可知，M、N在O点处磁感应强度的方向相同，合磁感应强度竖直向下，不为零，A错误；由对称性可知，a、b两点处，c、d两点处的磁感应强度大小和方向均相同，B错误，C正确；a、c两点处的磁感应强度均垂直于ab连线竖直向下，方向相同，D错误．
2．关于磁通量，下列说法中正确的是(　　)A．过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零B．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量C．磁感应强度越大，磁通量越大D．磁通量就是磁感应强度【答案】A
【解析】当磁感线与线圈平行时，穿过线圈的磁通量为零，而磁感应强度不一定为零．故A正确；磁通量有大小，也有方向，但计算磁通量的加减时直接使用代数方法，不使用平行四边形定则，是标量，故B错误；磁通量与磁感应强度无关，当磁通量越大，磁感应强度可能不变，故C错误；磁通量是穿过线圈的磁感线的多少，而磁感应强度是描述磁场的强弱，两者不是相同的概念，故D错误．
3．处于同一平面内的两根长直导线中通有方向相反、大小不同的电流，这两根导线把它们所在的平面分成a、b、c三个区域，如图所示，则磁感应强度为零的区域，(　　)A．可能出现在b区B．不可能出现在a区C．不可能出现在c区D．不可能同时出现在a、c区【答案】D