高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第三章 磁场2 磁感应强度学案及答案

江苏省新沂市王楼中学高中物理 3.2《磁感应强度》导学案（新人教版选修3-1）

【要点导学】

1、本节通过研究磁场对通电导线的作用力来定义磁感应强度。本节中用控制变量的方法来研究磁场对通电导线的作用力，这是物理学研究的常用方法。通过学习应正确理解磁感应强度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．

2、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_______。

【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：  根据安培力的计算公式F=BILsinα，导致安培力等于零的可能有两种：（1）该处的磁感应强度为零；（2）导线与磁感线平行（α=00或1800），因此不能肯定该处的磁感应强度一定为零．

拓展： 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： 电场强度和磁感应强度都是按照比值法来定义的，它们都体现了比值与试探电荷（或一小段通电直导线）无关的本质，比值的大小和方向完全有电场或磁场本身决定。

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。

【能力训练】

    1．关于磁感强度下列说法中正确的是（ D ）

（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 ）

(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：（ C ）

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．

1×10-1，1×10-1

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________。

3×10-2N

6．如图3-2-1所示，在一个盛稀硫酸的大容器中浮着一个软木塞，在木塞中插入一片锌片和铜片，它们的上部用一个小的铜线圈连起来，问在地磁场的作用下线圈将停在什么方向？

南北方向．提示：锌片和铜片插入稀硫酸中，相当于一个电池（化学中的原电池），对线圈通电，线圈相当于一个地磁场中用下一个小磁针．

7.电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图3-2-2，1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹速度约为2km/s），若轨道宽2m，长100m，通过的电流为10A，则轨道间所加磁场的磁感应强度为_______T,磁场力的最大功率P=______W．（轨道摩擦不计）

55T 1.1×107W