高中人教版 (2019)2 磁感应强度 磁通量试讲课ppt课件

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巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，通过电磁力的作用列车也可以悬浮起来，而小磁体却只能吸起几枚铁钉——磁场有强弱之分。
那么，我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？
电场的基本性质是什么？
对放入其中的电荷有电场力的作用
磁场的基本性质是什么？
对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用
试探电荷所受电场力跟电荷量的比值,正试探电荷的受力方向
如何描述电场的强弱和方向？
如何描述磁场的强弱和方向？
能否类似电场的研究方法,分析磁体或电流在磁场中所受的力,找出表示磁场强弱和方向的物理量?
规定：小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场的方向。
规定：正试探电荷的受力方向
回顾：电场强度E的大小
思考1：能否用测量N极受力的大小来确定磁场的强弱？
不能。因为N极不能单独存在。小磁针静止时所受的合力为零，因而不能用测量N 极受力的大小来确定磁场的强弱。
能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱？
思考2：磁场除对磁体有作用力外，还对谁有作用力？
电流元：很短的一段通电导线中的电流 I 与导线长度 L 的乘积 IL。
（通电导线与磁场方向垂直）
思考3：通电导线所受到的磁场力与什么有关呢？
磁铁较宽，可视为匀强磁场
滑动变阻器可以改变电流的大小
现象：电流I增大，导线摆动的角度增大；电流I减小，导线摆动的角度减小。
现象：通电导线L变长，导线摆动的角度增大；通电导线L变短，导线摆动的角度减小。
1.保持导体长度L不变，改变电流的大小
2.保持电流I不变，改变导线的长度
精确的实验表明：通电导线与磁场方向垂直时
当L不变，I越大，F越大当I不变，L越长，F越大
即：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积IL成正比。
思考：将F∝IL写成等式是什么样的？
式中 B 与导线的长度和电流的大小都没有关系。但是，在不同情况下，B的值是不同的:即使是同样的I、l,在不同的磁场中，或在非均匀磁场的不同位置，一般说来，导线受的力也是不一样的。看来，B正是我们要寻找的能表征磁场强弱的物理量——磁感应强度(magneticinductin)。
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。
特斯拉，简称特，符号T。
4.意义：描述磁场的强弱和方向的物理量
1.B与L、I、F无关，与场源和该点在场中的位置有关。
2.用B=F/IL计算时，导线电流的方向与磁场方向必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零。
3.若某一空间同时存在几个磁场，空间的磁场应由这几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度为B，则有：B=B1+B2+B3……（矢量和） ，用平行四边形法则运算。
3. 磁场的磁感应强度
4. 磁感应强度与电场强度的对比
1.定义：强弱、方向处处相同的磁场2.特点：磁感线是一组间隔相同的平行直线3.常见的匀强磁场:
相隔很近的两个异名磁极之间的磁场通电螺线管内部的磁场相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场
2. 匀强磁场的磁感线
磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。在图中，S1和S2两处磁感线的疏密不同，这种不同是如何体现的呢？
如果在S1和S2 处，在垂直于纸面方向取同样的面积，穿过相同面积磁感线条数多的就密，磁感应强度就大。
3.单位： Wb（韦伯）
1.定义：设在磁感应强度为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的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。符号Φ
磁通量是标量，且有正负
规定磁感线从平面的某一面穿入，磁通量为正；磁感线从平面的另一面穿入，磁通量为负。
磁通量反映了穿过这个平面的磁感线条数。
当平面有相同方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之和；当平面有相反方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之差的绝对值。
3. 磁通量的物理意义
同一平面垂直磁场方向放置，在磁感应强度越大的地方，磁感线分布越密集，穿过该平面的磁通量越大。
4. 拓展学习——磁通密度
当平面与磁场方向不垂直时，穿过的磁通量？磁感应强度与平面夹角θ。
同一平面，从与磁场垂直方向转过θ角，磁通量变为？
转过90°，平面与磁场平行，穿过的磁通量为多少？
转过180°，平面与磁场垂直，穿过的磁通量为多少？
1.当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS2.当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。3.B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，但ΔΦ≠ΔB·ΔS。
我国是最早在航海时使用指南针的国家。郑和下西洋的船队已经装备了罗盘，导航时兼用罗盘和观星，二者互相补充、互相修正。他的航海图叫做“针图”，图中的航线叫做“针路”。明清时期，我国海道针经一类书籍相当丰富。15世纪初成书的《顺风相送》《指南正经法》现藏于英国牛津大学图书馆。
7. STSE：指南针与郑和下西洋
①当SB垂直时Φ=BS②单位：韦伯，符号：Wb 1Wb=1T·m2③磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。
磁场强弱、方向处处相同
【练习1】关于磁场、磁感应强度和磁感线，下列说法中正确的是（　）A．磁场中的磁感线有的不能相交，有的能相交B．磁感应强度是只有大小、没有方向的标量C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致D．匀强磁场中沿磁感线方向，磁感应强度越来越小
【练习2】（多选）（2022春·四川成都·高二成都七中校考阶段练习）用如图（a）所示的装置研究安培力，线圈的一端悬挂于弹簧测力计上，另一端放置在匀强磁场中。某次实验获得测力计读数随电流变化的F-I图像如图（b）所示，图中F1、F0和I1为已知量，线圈匝数为n，重力加速度为g，忽略线圈上边所在位置处的磁场，通过以上已知量可求出（　　）A．线圈的质量B．线圈在磁场中的有效长度C．线圈所在磁场的磁感应强度D．磁感应强度与线圈有效长度的乘积
【练习3】（2022春·天津和平·高二统考学业考试）把长0.10m的直导线全部放入匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直，当导线中通过的电流为3.0A时，该直导线受到的安培力的大小为1.5×10-3N。则该匀强磁场的磁感应强度大小为（　　）A．2.0×10-2T B．5.0×10-3TC．1.5×10-3T D．4.5×10-4T
【练习4】（2022春·黑龙江哈尔滨·高二哈尔滨三中校考阶段练习）两根长直导线a、b平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图，图中O点为两根导线连线的中点，M、N为a、b连线的中垂线上的两点，且与a、b等距，两导线中通有等大、反向的恒定电流。已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比，则下列说法正确的是（　　）A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C．在线段MN上的O点磁感应强度为零D．若在N点放一小磁针，静止时其北极沿NO由N点指向O点
【练习5】如图， 匀强磁场的磁感应强度 B 为0.2T，方向沿 x 轴的正方向，且线段 MN、DC 相等，长度为 0.4 m，线段 NC、EF、MD、NE、CF 相等，长度为 0.3 m，通过面积 SMNCD、SNEFC、SMEFD 的磁通量Φ1、 Φ2、Φ3各是多少？
Φ1=BSMNCD =0.2×0.3×0.4Wb=0.024Wb
Φ3= BSMEFDcsθ= BSMNCD = 0.024Wb
【练习6】如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积之间的关系为 S1 ＞ S2 = S3 ，且 “3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为 Φ1 、 Φ2 、 Φ3 则它们的大小关系是（ ） A. Φ1 > Φ2 > Φ3 B. Φ1 > Φ2 = Φ3 C. Φ1 < Φ2 < Φ3 D. Φ1 < Φ2 = Φ3