2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修3 第13章电磁感应与电磁波初步13.2磁感应强度 磁通量(2)课件

第二节　磁感应强度\n1.物理意义:描述磁场的和的物理量.2.磁感应强度的方向:小磁针静止时所指的方向就是该点磁感应强度的方向,简称为的方向.3.磁感应强度的大小(1)当通电导线与磁场垂直时,通电导线所受磁场的作用力F跟电流I和导线长度L的之比称为.(2)公式:B=(3)单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是,简称特,符号是,1T=1N/(A·m).1|磁感应强度强弱方向N极磁场乘积IL磁感应强度特斯拉T\n导师点睛(1)磁感应强度由磁场本身决定,因此不能根据定义式B=认为B与F成正比,与IL成反比.(2)测量磁感应强度时通电导线必须垂直磁场放入,如果平行磁场放入,则所受磁场力为零,但不能说该点的磁感应强度为零.(3)磁感应强度是矢量,其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向,也是自由转动的小磁针静止时N极的指向.\n1.匀强磁场:磁场中某一区域内磁感应强度的和处处相同,则该区域的磁场叫匀强磁场.2.磁感线特点:匀强磁场的磁感线是一些间隔的平行直线.距离很近的两平行异名磁极之间(除边缘外)的磁场(如图甲所示)、通电螺线管内中间部分的磁场(如图乙所示)都可认为是匀强磁场.2|匀强磁场大小方向相等\n1.定义:在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,平面面积为S,磁感应强度B与面积S的乘积叫作穿过该平面的磁通量,用Φ表示,即Φ=.2.单位:在国际单位制中,磁通量的单位是,简称韦,符号是Wb,1Wb=1T·m2.3.磁通密度:B=,表示磁感应强度在数值上等于垂直磁感应强度的单位上的磁通量.3|磁通量导师点睛磁通量的理解磁通量是指穿过某一平面的磁感线的“净条数”,当有不同方向的磁场同时穿过同一平面时,此时的磁通量为各磁场穿过该平面磁通量的代数和.BS韦伯面积\n1.磁场的方向就是小磁针静止时所受合力的方向.(    　)2.电流为I、长度为L的通电导线放入磁感应强度为B的磁场中受力的大小一定是F=ILB.(    　)3.磁场中某处的磁感应强度大小与有无小磁针无关,与有无通电导线也无关.(　　)4.公式B=说明B与F成正比,与IL成反比.(    　)5.在匀强磁场中平面面积越大,穿过该平面的磁通量一定越大.(    　)6.磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量.(    　)7.磁感应强度在数值上等于垂直穿过单位面积的磁通量.(　　)判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”.√✕✕✕✕✕√\n情境　指南针静止时,其位置如图中虚线所示.现在其正上方(沿南北方向)放置一水平方向的通电导线,指南针转向图中实线所示位置.1|磁感应强度矢量性及叠加原理\n问题1.放置通电导线后,指南针所在位置磁场指向哪个方向?提示:指南针N极所指方向.2.通电导线在指南针所在位置产生的磁场指向哪个方向?提示:正东方向.3.导线中电流的方向如何?提示:电流方向由北向南.\n提示:如图,虚线箭头方向为该处实际磁感应强度方向,由平行四边形定则可知,当通电导线在该处产生的磁感应强度方向与该处实际磁感应强度方向垂直时,具有最小值,为B.4.设该位置地磁场的磁感应强度的水平分量为B,指南针N极指向与正北方向间夹角为45°,若通电导线可以在水平面内自由放置,你能否判断出通电导线在该处产生的磁感应强度的最小值?\n磁感应强度的矢量叠加由于磁感应强度是矢量,故多个通电导体产生的磁场叠加时,合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点产生的磁感应强度的矢量和.处理磁感应强度的矢量叠加问题的方法为:(1)根据安培定则确定每根通电导线周围磁感线的方向.(2)磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向.(3)根据平行四边形定则将各磁感应强度合成.\n平行通电直导线等大平行同向电流等大平行反向电流连线上的中点B1=B2,B合=0B1=B2=B,B合=2B连线的中垂线上的对称点BA与BA'等大反向BA与BA'等大同向几个特殊的磁场叠加\n三根相互平行的通电长直导线【1】放在等边三角形的三个顶点上,如图所示为其截面图,电流方向如图,若每根导线的电流均为I,每根直导线单独存在时,在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B,则三根导线同时存在时在O点产生的磁感应强度【2】大小为(　　)A.0　　    B.BC.2BD.B\n信息提取【1】通电长直导线产生的磁场的磁感线是以导线上各点为圆心、垂直于导线的同心圆.在垂直于导线的平面内,某点磁场方向沿着该点与电流截面的连线的垂线的方向,且遵从安培定则,大小既与电流有关,还与该点到场源电流的距离有关.【2】O处磁感应强度是三根导线产生磁感应强度的矢量和.思路分析解答本题应三步走:第一步:利用安培定则【3】判断各电流在O点产生的磁感应强度.第二步:画出各电流在O点产生的磁感应强度的方向.第三步:利用平行四边形定则【4】求出O点的合磁感应强度的大小.\n解析三根通电导线在O点产生的磁感应强度的方向如图所示(由【1】【3】得到),B1=B2=B3=B.由图可知,B2与B3夹角为120°,合磁感应强度大小仍为B,方向与B1相同(由【3】得到),故三根导线在O点产生的合磁感应强度大小为2B,选项C正确.答案C\n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场方向上的投影面积,Φ=BScosθ.式中Scosθ即平面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|磁通量的理解及计算\n特别提醒通过公式Φ=BS来定量计算磁通量时应注意的问题:(1)明确磁场是否为匀强磁场,知道磁感应强度的大小.(2)S应为磁感线通过的有效面积.当平面与磁场方向不垂直时,应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角,准确找出垂直面积.(3)穿过线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关,即磁通量的大小不受线圈匝数的影响.磁通量的正、负(1)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.\n类型磁通量的变化量举例或注意事项B不变,S变ΔΦ=B·ΔS例:闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时B变,S不变ΔΦ=ΔB·S例:线圈与磁体之间发生相对运动时B和S都变ΔΦ=B2S2-B1S1注意:此时由ΔΦ=Φt-Φ0计算并判断磁通量是否变化,ΔΦ≠ΔB·ΔSB和S大小都不变,但两者之间的夹角变ΔΦ=BS·(sinθ2-sinθ1)例:线圈在磁场中转动时磁通量变化量的计算