高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 磁感应强度 磁通量教课内容ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 磁感应强度 磁通量教课内容ppt课件，共40页。PPT课件主要包含了自主预习·新知导学，合作探究·释疑解惑，课堂小结，随堂练习，知识点一，知识点二，对磁感应强度的理解，答案BD，提示n条增多等内容，欢迎下载使用。
自主预习·新知导学
一、磁感应强度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 叫作电流元。2.磁感应强度是描述磁场的强弱和方向的物理量。
4.在国际单位制中,单位是特斯拉,简称特,符号是T。由力F、电流I和长度l的单位决定, 5.磁感应强度是矢量,它的方向就是该处小磁针静止时N极所指的方向。
二、匀强磁场1.概念:磁场中各点的磁感应强度大小相等、方向相同的磁场。2.磁感线:是一些间隔相等的平行直线。
三、磁通量1.概念: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。2.公式:Φ= BS 。适用条件:匀强磁场,且磁场方向与平面垂直。3.单位:在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,符号是Wb。
4.能否说磁通密度(指穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁通量)就是该处的磁感应强度?
【思考讨论】 1.判断下列说法的正误。(1)磁感应强度的大小与电流成反比,与其受到的磁场力成正比。(　　)(2)磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量。(　　)(3)穿过某一面积的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零。(　　)(4)磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。(　　)
2.“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?提示: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。3.若通过某面积的磁通量等于零,则该处一定无磁场,你认为对吗?提示:不对。磁通量除与磁感应强度、面积有关外,还与环面和磁场夹角有关,当环面与磁场平行时,磁通量为零,但存在磁场。
合作探究·释疑解惑
问题引领巨大的电磁体能吸引上吨的钢材,小磁体只能吸引几枚铁钉(如图所示)。 如何认识和描述磁场的强弱?如何确定某点磁场的方向?
提示:用磁感应强度来描述磁场的强弱。引入小磁针,小磁针静止时N极的指向即该点磁场的方向。
归纳提升1.磁感应强度的决定因素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。即使不放入载流导线,磁感应强度也照样存在,故不能说B与F成正比或B与Il成反比。
3.磁感应强度B与电场强度E的比较
典型例题【例题1】 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,它的电流是2.5 A,导线长1 cm,受到的磁场力为5.0×10-2 N。(1)求这个位置的磁感应强度大小。(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A,求这一位置的磁感应强度大小。(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否能肯定在这里没有磁场?答案:(1)2 T　(2)2 T　(3)不能肯定
1.磁感应强度取决于磁场本身,与是否放入通电导线、通电导线受力的大小及方向无关。
【变式训练1】 (多选)下列关于磁感应强度的方向的说法正确的是(　　)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.磁场中某点的磁感线的切线方向就是该点的磁感应强度的方向
解析:磁场中某点磁感线的切线方向就是该点的磁感应强度的方向,也就是小磁针N极受力的方向或小磁针静止时N极所指的方向,选项B、D正确。磁场中某点磁感应强度的方向与放入其中的电流的方向无关,电流受力的方向不表示磁感应强度和磁场的方向,选项A、C错误。
磁通量的理解及变化分析
问题引领如图所示,平面S在垂直于磁场方向上的投影面积为S'。若有n条磁感线通过S',则通过面积S的磁感线有多少条?若磁场增强,即B增大,通过面积S的磁感线条数是否增多?
归纳提升1.对磁通量的理解(1)磁通量表示穿过某一面积的磁感线条数的多少,与线圈匝数无关。(2)磁通量是标量,但有正、负,其正、负分别表示与规定的穿入方向相同、相反。
2.匀强磁场中磁通量的计算(1)B与S垂直时,Φ=BS。(2)B与S不垂直时,Φ=BS⊥(S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积)或Φ=B⊥S(B⊥为B垂直于线圈平面的分量)。如图所示,Φ=BSsin θ。
3.磁通量的变化(1)磁感应强度B不变,有效面积S发生变化。如图甲所示。(2)有效面积S不变,磁感应强度B发生变化。如图乙所示。(3)磁感应强度B和有效面积S都不变,它们之间的夹角发生变化。如图丙所示。
典型例题【例题2】 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,则穿过线框平面的磁通量为多少?若使框架绕OO'轴转过60°角,则穿过线框平面的磁通量为多少?若从初始位置绕OO'轴转过90°角,则穿过线框平面的磁通量为多少?若从初始位置绕OO'轴转过180°角,则穿过线框平面的磁通量变化了多少?
用磁通量公式Φ=BS计算时要注意三点1.S是指闭合回路中包含磁场部分的有效面积,且S必须与磁场方向垂直。2.磁通量虽是标量但有正、负之分,计算时要按代数和的方法求总磁通量。3.磁通量及磁通量的变化量不受线圈匝数的影响。
【变式训练2】 如图所示,半径为r1的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r2的虚线范围内有匀强磁场,磁场方向垂直于线圈平面。若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为(　　) A.πBr12B.πBr22C.nπBr12D.nπBr22答案:B解析:由于线圈平面与磁感线垂直并且是匀强磁场,线圈的面积应取有效面积,所以穿过线圈的磁通量为Φ=BS=Bπr22,选项B正确。
1.(磁感应强度的理解)下列关于磁感应强度的说法正确的是(　　)A.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B.通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C.放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同D.磁感应强度的大小和方向与放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关答案:D
解析:本题通过考查磁感应强度的理解,培养物理观念。因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定,与通电导线的受力及方向都无关,所以A选项错,D选项正确;因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关,而且与通电导线的取向有关,所以B选项错;虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等,但当导线在各个位置的方向不同时,磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大,与磁场平行时受磁场力为零),而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同,所以C选项错。
2.(磁通量的理解)关于磁通量,下列叙述正确的是(　　)A.在匀强磁场中,穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B.在匀强磁场中,a线圈的面积比b线圈大,则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大C.把一个线圈放在M、N两处,若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大,则M处的磁感应强度一定比N处大D.同一线圈放在磁感应强度大处,穿过线圈的磁通量不一定大答案:D
解析:匀强磁场中,磁通量的计算公式Φ=BS⊥=BSsin θ (θ是磁场与面积的夹角),只有磁场和面积垂直时,磁通量才等于磁感应强度与该面面积的乘积,选项A错误;根据磁通量的计算公式Φ=BS⊥=BSsin θ可知,虽然Sa>Sb,但当两线圈平面与磁场的夹角不同时,穿过两线圈的磁通量大小关系也无法确定,选项B错误;磁通量不仅仅与磁感应强度有关,还与线圈的面积、线圈与磁场方向间的夹角有关,选项C错误;当线圈与磁场方向平行放置时,即使磁感应强度很大,磁通量仍然为零,选项D正确。
3.(磁感应强度的叠加)如图所示,两根相互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。关于以上几点处的磁感应强度,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的方向不同答案:C
解析:根据安培定则可知,两直导线中的电流在O点处产生的磁场方向均垂直于MN向下,则O点处的磁感应强度不为零,故A错误。a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,故B错误。根据对称性,c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,故C正确。a、c两点处的磁感应强度方向相同,故D错误。