《2017-2018學(xué)年高中物理 第三章 磁場 第3講 磁感應(yīng)強(qiáng)度課件 教科版選修3-1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中物理 第三章 磁場 第3講 磁感應(yīng)強(qiáng)度課件 教科版選修3-1.ppt（30頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3講磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量,第三章磁 場,1.通過實(shí)驗(yàn)、類比和分析，尋找描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度. 2.知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，知道其方向、大小、定義式和單位. 3.掌握安培力的計(jì)算方法. 4.知道磁通量和磁通密度概念；會(huì)計(jì)算磁通量的大小.,,目標(biāo)定位,二、安培力的大小,三、磁通量,對(duì)點(diǎn)檢測 自查自糾,,欄目索引,,一、磁感應(yīng)強(qiáng)度,,,,1.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在磁場中某一點(diǎn)，安培力F與電流I和導(dǎo)線長度L乘積的比值是一個(gè) ，與I、L無關(guān)；不同點(diǎn)的比值 ，與所在位置的 有關(guān)，因此，我們可以用這個(gè)比值來描述磁場的性質(zhì)，把它稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度. 2.定義式：B . 3.單位：特斯拉

2、，簡稱 ，符號(hào)是 ,1 T1 .,,答案,一、磁感應(yīng)強(qiáng)度,知識(shí)梳理,定值,不相等,磁場強(qiáng)弱,T,特,定值,4.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度B 是 (填“矢”或“標(biāo)”)量，磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的 ，也就是放在該點(diǎn)的小磁針 受力的方向. 5.勻強(qiáng)磁場 (1)定義：在磁場的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，如果各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 和 都相同，這個(gè)區(qū)域的磁場叫做勻強(qiáng)磁場. (2)磁感線：在勻強(qiáng)磁場中，磁感線是一組 而且 的直線.,,答案,矢,磁場方向,N極,大小,方向,平行,等距,據(jù)公式B 知，磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與通電導(dǎo)線在該處所受磁場力F成正比，與導(dǎo)線中的電流I和導(dǎo)線長度

3、L的乘積IL成反比，這種說法正確嗎？為什么？,,答案,【深度思考】,答案不正確.公式B 只是磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度只與磁場本身有關(guān)，與該處是否放導(dǎo)線、導(dǎo)線所受磁場力以及導(dǎo)線的長度、通電電流大小均無關(guān).,例1磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流是2.5 A，導(dǎo)線長1 cm，它受到的磁場力為5.0102 N.求： (1)這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度；,典例精析,,解析答案,答案2 T,(2)如果把通電導(dǎo)線中的電流增大到5 A時(shí)，這一位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度；,,解析答案,解析磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場自身決定的，和導(dǎo)線的長度L、電流I的大小無關(guān)，所以該位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度還是2 T.,答案2

4、T,(3)如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，是否能肯定在這里沒有磁場？,,解析答案,解析如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，則有兩種可能：該處沒有磁場；該處有磁場，但通電導(dǎo)線與磁場方向平行.,答案不能肯定,總結(jié)提升,總結(jié)提升,,(1)在定義式B 中，通電導(dǎo)線必須垂直于磁場方向放置，因?yàn)檠夭煌较蚍胖脤?dǎo)線時(shí)，同一導(dǎo)線受到的磁場力不相等. (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式也適用于非勻強(qiáng)磁場，這時(shí)L應(yīng)很短很短，IL稱為“電流元”，相當(dāng)于靜電場中電場強(qiáng)度公式E 中的“試探電荷”. (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是用比值法定義的物理量，其大小只取決于磁場本身的性質(zhì)，與F、I、L無關(guān)，與磁場中有沒有通電導(dǎo)線無關(guān).,例2如

5、圖1所示，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流.a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等.關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場，下列說法正確的是(),,返回,解析答案,圖1,A.O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 B.a、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反 C.c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同 D.a、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同,方法點(diǎn)撥,解析由安培定則可知，兩導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向均豎直向下，合磁感應(yīng)強(qiáng)度一定不為零，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 由安培定則，兩導(dǎo)線在a、b兩處產(chǎn)生的磁場方向均豎直向

6、下，由于對(duì)稱性，電流M在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于電流N在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，電流M在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于N在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，所以a、b兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； 根據(jù)安培定則判斷可知，兩導(dǎo)線在c、d處產(chǎn)生的磁場分別垂直c、d兩點(diǎn)與導(dǎo)線連線方向向下，且產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向均豎直向下，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案C,,方法點(diǎn)撥,方法點(diǎn)撥,,磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間存在幾個(gè)磁體(或電流)時(shí)，每一點(diǎn)的磁場為各個(gè)磁體(或電流)在該點(diǎn)產(chǎn)生磁場的矢量和.磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加時(shí)遵循平行四邊形定則.

7、,,返回,1.公式：FILB . 指通電導(dǎo)線與磁場方向的夾角. 2.對(duì)公式的理解 同一通電導(dǎo)線，按不同方式放在同一磁場中，受力情況不同，如圖2所示.,,答案,知識(shí)梳理,二、安培力的大小,圖2,ILBsin,(1)如圖甲，IB，即90時(shí)，安培力最大，F(xiàn). (2)如圖乙，IB，即0或180時(shí)，安培力最小，F(xiàn) . (3)如圖丙，當(dāng)I與B成角時(shí)，可以把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解，如圖丁所示.此時(shí)F ，這是一般情況下安培力的表達(dá)式.,,答案,圖2,BIL,0,BILsin ,例3長度為L、通有電流為I的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場中，電流方向與磁場方向分別如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，對(duì)于下列各圖中，導(dǎo)線所受安培力的

8、大小計(jì)算正確的是(),典例精析,,解析答案,解析A圖中，導(dǎo)線不和磁場垂直，將導(dǎo)線投影到垂直磁場方向上，故FBILcos ，A正確； B圖中，導(dǎo)線和磁場方向垂直，故FBIL，B錯(cuò)誤； C圖中，導(dǎo)線和磁場方向垂直，故FBIL，C錯(cuò)誤； D圖中，導(dǎo)線和磁場方向垂直，故FBIL，D錯(cuò)誤. 答案A,例4如圖3所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直.線段ab、bc和cd的長度均為L，且abcbcd135.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示.導(dǎo)線abcd所受到的磁場的作用力的合力(),,返回,解析答案,總結(jié)提升,圖3,A.方向豎直向上，大小為(1)B

9、IL B.方向豎直向上，大小為(1)BIL C.方向豎直向下，大小為(1)BIL D.方向豎直向下，大小為(1)BIL,解析導(dǎo)線abcd的有效長度為線段ad，由幾何知識(shí)知Lad(1)L，故線段abcd所受磁場力的合力大小FBILad(1)BIL，導(dǎo)線有效長度的電流方向?yàn)閍d，據(jù)左手定則可以確定導(dǎo)線所受合力方向豎直向上，故A項(xiàng)正確. 答案A,,總結(jié)提升,,返回,總結(jié)提升,,當(dāng)導(dǎo)線垂直放入磁場時(shí)，安培力大小FILB，其中L為導(dǎo)線的有效長度，即連接兩端點(diǎn)直線的長度，如圖4所示.注意在丁中L2R而不等于2R.,圖4,1.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的 中，有一塊磁感線方向的面積為S的平面，我們定義為通過這

10、個(gè)面的磁通量，簡稱 ，用表示.它在數(shù)值上等于穿過這個(gè)面的 . 2.公式：.國際制單位為 ，簡稱 ，符號(hào)是 . 1 Wb1 Tm2. 說明：當(dāng)平面與磁場夾角為時(shí)，穿過平面的磁通量可用平面在垂直于磁場B的方向的投影面積進(jìn)行計(jì)算，BS . 3.適用條件：(1) 磁場；(2)磁感線與平面 . 4.引申：由于B，因此，磁感應(yīng)強(qiáng)度B又叫做 .,,答案,三、磁通量,知識(shí)梳理,勻強(qiáng)磁場,垂直,BS,磁通,磁感線條數(shù),BS,韋伯,韋,Wb,BScos,勻強(qiáng),垂直,磁通密度,例5如圖5所示，線圈abcd平面與水平方向夾角60，磁感線豎直向下，線圈平面面積S0.4 m2，勻強(qiáng)

11、磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.6 T，則穿過線圈的磁通量為多少？,典例精析,,解析答案,總結(jié)提升,圖5,解析 解法一：把S投影到與B垂直的方向，則BScos 0.60.4cos 60 Wb0.12 Wb. 解法二：把B分解為平行于線圈平面的分量B和垂直于線圈平面的分量B，B不穿過線圈，且BBcos ，則BSBcos S0.60.4cos 60 Wb0.12 Wb. 答案0.12 Wb,返回,總結(jié)提升,,(1)磁通量的計(jì)算 公式：BS 適用條件：a.勻強(qiáng)磁場；b.磁感線與平面垂直. 當(dāng)平面與磁場方向不垂直時(shí)，穿過平面的磁通量可用平面在垂直于磁場B的方向的投影面積進(jìn)行計(jì)算，即BS. (2)磁通量的正、負(fù)既不

12、表示大小，也不表示方向，它表示磁通量從某個(gè)面穿入還是穿出，若規(guī)定穿入為正，則穿出為負(fù)，反之亦然.,,返回,1.(磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解)關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I、導(dǎo)線長度L和電流所受磁場力F的關(guān)系，下面的說法中正確的是() A.在B0的地方，F(xiàn)一定等于零 B.在F0的地方，B一定等于零 C.若B1 T，I1 A，L1 m，則F一定等于1 N D.若L1 m，I1 A，F(xiàn)1 N，則B一定等于1 T,,解析答案,對(duì)點(diǎn)檢測,1,2,3,4,解析在B為零的地方，則F一定為零，而F為零時(shí)，則B不一定為零，可能B與I平行.故A正確，B錯(cuò)誤； 若B1 T，I1 A，L1 m，根據(jù)FBILsin ，知只有B垂直于I

13、時(shí)，F(xiàn)BIL1 N，故C錯(cuò)誤； 若F1 N，I1 A，L1 m，根據(jù)FBILsin ，知只有B垂直于I時(shí)，F(xiàn)BIL1 N，B1 T，故D錯(cuò)誤. 答案A,1,2,3,4,2.(磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一根長通電直導(dǎo)線，電流的方向垂直于紙面向里.如圖6所示，a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn)，在這四點(diǎn)中(),,解析答案,1,2,3,4,圖6,A.b、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等 B.a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等 C.c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小 D.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大,解析如圖所示，由矢量疊加原理可求出各點(diǎn)的合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可見b、d兩點(diǎn)

14、的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤. a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確. 答案C,1,2,3,4,3.(安培力的大小)如圖7所示，在勻強(qiáng)磁場中有下列各種形狀的通電導(dǎo)線，電流為I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求各導(dǎo)線所受的安培力的大小.,,解析答案,1,2,3,4,圖7,答案A.ILBcos B.ILBC. ILBD.2BIRE.0,4.(對(duì)磁通量的理解)如圖8所示，一個(gè)單匝線圈abcd水平放置，面積為S，有一半面積處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)過30和60時(shí)，穿過線圈的磁通量分別是多少？,,解析答案,圖8,1,2,3,4,返回,本課結(jié)束,