人教版 (2019)2 磁感應(yīng)強度磁通量獲獎ppt課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

高中物理新教材特點分析
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2　磁感應(yīng)強度　磁通量
第十三章　電磁感應(yīng)與電磁波初步
1.理解磁感應(yīng)強度的概念，知道磁感應(yīng)強度是描述磁場強弱和方向的物理量.2.知道什么是勻強磁場，知道勻強磁場磁感線的特點.3.理解磁通量的概念，會計算磁通量的大小.
SHULIJIAOCAI　 HANGSHIJICHU
一、磁感應(yīng)強度1.電流元：很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度l的乘積Il.2.定義：一段通電直導(dǎo)線放在磁場中所受的力與導(dǎo)線中的電流和導(dǎo)線的長度的的比值，叫作磁感應(yīng)強度.3.定義式：B＝ .4.單位：，簡稱，符號為 .5.磁感應(yīng)強度是表征磁場的物理量.6.磁感應(yīng)強度是矢量，它的方向就是該處小磁針靜止時所指的方向.
二、勻強磁場1.概念：各點的磁感應(yīng)強度的相等、相同的磁場.2.磁感線特點：勻強磁場的磁感線是間隔的平行直線.
三、磁通量1.定義：勻強磁場中和與磁場方向的平面面積S的乘積.即Φ＝BS.2.拓展：磁場與平面不垂直時，這個面在垂直于磁場方向的___________與磁感應(yīng)強度B的乘積表示磁通量.3.單位：國際單位是，簡稱韋，符號是Wb,1 Wb＝ .4.引申：B＝，表示磁感應(yīng)強度的大小等于穿過垂直磁場方向的單位面積的磁通量.
1.判斷下列說法的正誤.(1)磁感應(yīng)強度是矢量，磁感應(yīng)強度的方向就是磁場的方向.(　　)(2)磁感應(yīng)強度的方向與小磁針在任何情況下N極受力的方向都相同.(　　)(3)通電導(dǎo)線在磁場中受到的磁場力為零，則說明該處的磁感應(yīng)強度為零.(　　)(4)磁感應(yīng)強度的大小與電流成反比，與其受到的磁場力成正比.(　　)(5)穿過某一面積的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強度一定為零.(　　)
2.在勻強磁場中，一導(dǎo)線垂直于磁場方向放置，導(dǎo)線長度為0.1 m，導(dǎo)線中電流為5 A，若導(dǎo)線受到的磁場力大小為0.28 N，則磁感應(yīng)強度大小為 T.
TANJIUZHONGDIAN　 TISHENGSUYANG
在利用如圖1所示裝置進行“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”的實驗時，我們更換磁性強弱不同的磁體，按實驗步驟完成以下實驗探究：
保持I與l不變，按磁性從弱到強改換磁體，觀察懸線擺動的角度變化，發(fā)現(xiàn)磁體磁性越強，懸線擺動的角度越大，表示通電導(dǎo)線受的力越，力F與Il的比值越，即B越，這表示B能反映磁場的 .
1.磁感應(yīng)強度的定義式B＝也適用于非勻強磁場，這時l應(yīng)很短，Il稱為“電流元”，相當(dāng)于靜電場中的“試探電荷”.2.磁感應(yīng)強度是反映磁場強弱的物理量，它是用比值定義法定義的物理量，由磁場自身決定，與是否引入電流元、引入的電流元是否受力及受力大小無關(guān).
3.磁感應(yīng)強度的方向可以有以下幾種表述方式：(1)小磁針靜止時N極所指的方向，即N極受力的方向.(2)小磁針靜止時S極所指的反方向，即S極受力的反方向.(3)磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向.
例1　關(guān)于磁感應(yīng)強度，下列說法中正確的是A.由B＝可知，B與F成正比，與Il成反比B.通電導(dǎo)線放在磁場中的某點，那點就有磁感應(yīng)強度，如果將通電導(dǎo)線拿走，那點的磁感應(yīng)強度就為零C.通電導(dǎo)線所受磁場力不為零的地方一定存在磁場，通電導(dǎo)線不受磁場力的地方一定不存在磁場D.磁場中某一點的磁感應(yīng)強度由磁場本身決定，其大小和方向是唯一確定的，與是否放入通電導(dǎo)線無關(guān)
解析　磁感應(yīng)強度B＝只是定義式，而不是決定式，磁感應(yīng)強度B是由磁場本身決定的，與是否放入通電導(dǎo)線無關(guān)，故A、B錯誤，D正確；當(dāng)通電導(dǎo)線平行于磁場方向放置時，通電導(dǎo)線所受到的磁場力為零，而此處的B≠0，故C錯誤.
1.在定義式B＝中，通電導(dǎo)線必須垂直于磁場方向放置.因為磁場中某點通電導(dǎo)線受力的大小，除和磁場強弱有關(guān)以外，還和導(dǎo)線的方向有關(guān)，導(dǎo)線放入磁場中的方向不同，所受磁場力一般不相同.2.B的大小與F、I、l無關(guān)：通電導(dǎo)線受力為零的地方，磁感應(yīng)強度B的大小不一定為零，可能是由于電流方向與B的方向在一條直線上.
例2　磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，通過它的電流是2.5 A，導(dǎo)線長1 cm，它受到的磁場力為5.0×10－2 N.求：(1)這個位置的磁感應(yīng)強度大?。?br/>解析　由磁感應(yīng)強度的定義式得
(2)當(dāng)把通電導(dǎo)線中的電流增大到5 A時，這一位置的磁感應(yīng)強度大小.
解析　磁感應(yīng)強度B是由磁場本身決定的，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)強度大小還是2 T.
如圖2所示，一矩形線框從abcd位置移動到a′b′c′d′位置的過程中(線框平行于紙面移動，線框與導(dǎo)線相互絕緣)，中間是一條電流向上的通電導(dǎo)線，請思考：(1)導(dǎo)線的左邊磁場的方向向哪？右邊呢？
答案　導(dǎo)線左邊的磁場方向垂直紙面向外，右邊的磁場方向垂直紙面向里.
(2)在移動過程中，當(dāng)線框的一半恰好通過導(dǎo)線時，穿過線框的磁感線條數(shù)有何特點？
答案　當(dāng)線框的一半恰好通過導(dǎo)線時，穿過線框垂直紙面向外的磁感線條數(shù)與垂直紙面向里的磁感線條數(shù)相同.
1.磁通量的計算(1)公式：Φ＝BS.適用條件：①勻強磁場；②磁感線與平面垂直.(2)若磁感線與平面不垂直，則Φ＝BScs θ.其中Scs θ為面積S在垂直于磁感線方向上的投影面積S1，如圖3所示.
2.磁通量的正、負(fù)(1)磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)，當(dāng)磁感線從某一面穿入時，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時磁通量為負(fù)值.(2)若磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁通量為Φ1，反向磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3.磁通量的變化量(1)當(dāng)B不變，有效面積S變化時，ΔΦ＝B·ΔS.(B、S相互垂直時)(2)當(dāng)B變化，S不變時，ΔΦ＝ΔB·S.(B、S相互垂直時)(3)B和S同時變化，ΔΦ＝Φ2－Φ1.
4.磁通量可用穿過某一平面的磁感線條數(shù)表示.若有磁感線沿相反方向穿過同一平面，則磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和).
例3　如圖4所示，線圈平面與水平方向夾角θ＝60°，磁感線豎直向下，線圈平面面積S＝0.4 m2，勻強磁場磁感應(yīng)強度B＝0.6 T，則：(1)穿過線圈的磁通量Φ為多少？把線圈以cd為軸順時針轉(zhuǎn)過120°角，則通過線圈磁通量的變化量大小為多少？
答案　0.12 Wb　0.36 Wb　
解析　線圈在垂直磁場方向上的投影面積
穿過線圈的磁通量Φ1＝BS⊥＝0.6×0.2 Wb＝0.12 Wb.線圈以cd為軸順時針方向轉(zhuǎn)過120°角后變?yōu)榕c磁場垂直，但由于此時磁感線從線圈平面穿入的方向與原來相反，故此時通過線圈的磁通量Φ2＝－BS＝－0.6×0.4 Wb＝－0.24 Wb.故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－0.24 Wb－0.12 Wb＝－0.36 Wb.故磁通量的變化量大小為0.36 Wb.
(2)若θ＝90°，穿過線圈的磁通量為多少？當(dāng)θ為多大時，穿過線圈的磁通量最大？
解析　當(dāng)θ＝90°時，線圈在垂直磁場方向上的投影面積S⊥′＝0，據(jù)Φ′＝BS⊥′知，此時穿過線圈的磁通量為零.當(dāng)θ＝0時，線圈平面與磁場垂直，此時S⊥″＝S，穿過線圈的磁通量最大.
針對訓(xùn)練　如圖5所示，正方形線圈abcd位于紙面內(nèi)，邊長為L，匝數(shù)為N，過ab中點和cd中點的連線OO′恰好位于垂直紙面向里的勻強磁場的右邊界上，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，穿過線圈的磁通量為Φ，若線圈繞OO′軸轉(zhuǎn)過60°的過程中，磁通量的變化量為ΔΦ，則Φ和ΔΦ的大小分別為
三、磁感應(yīng)強度矢量的疊加
磁感應(yīng)強度是矢量，當(dāng)空間存在幾個磁體(或電流)時，每一點的磁場等于各個磁體(或電流)在該點產(chǎn)生磁場的矢量和.磁感應(yīng)強度疊加時遵循平行四邊形定則.
例4　(2017·全國卷Ⅲ)如圖6，在磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場中，兩長直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l.在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點處的磁感應(yīng)強度為零，如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點處磁感應(yīng)強度的大小為
磁場疊加問題的解題思路1.應(yīng)用安培定則判斷各電流在某點分別產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向(過該點磁感線的切線方向，即與點和導(dǎo)線的連線垂直).2.根據(jù)平行四邊形定則，利用合成法或正交分解法進行合成，求得合磁感應(yīng)強度.
例5　如圖7所示，一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強度大小為B＝1 T的勻強磁場中，以導(dǎo)線為中心、R為半徑的圓周上有a、b、c、d四個點，已知c點的實際磁感應(yīng)強度為0，則下列說法正確的是A.直導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里B.a點的磁感應(yīng)強度為 T，方向向右C.b點的磁感應(yīng)強度為 T，方向斜向下，與勻強磁場方向成45°角D.d點的磁感應(yīng)強度為0
解析　由c點實際磁感應(yīng)強度為0可得，電流在c點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小B′＝B＝1 T，方向水平向左，由安培定則可知導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向外，電流在a、b、d各點產(chǎn)生的磁場方向分別為向右、向下、向上，且磁感應(yīng)強度大小均為1 T，故對于a點，Ba＝2 T，對于b點，Bb＝ T，方向斜向右下方，與勻強磁場方向成45°角，對于d點，Bd＝ T，方向斜向右上方，與勻強磁場方向成45°角，故C正確，A、B、D錯誤.
KE SHI DUI DIAN LIAN
考點一　磁感應(yīng)強度1.有人根據(jù)公式B＝提出以下看法，其中正確的是A.磁感應(yīng)強度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線受到的磁場力F的大小成正比B.磁感應(yīng)強度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線的電流I成反比C.磁感應(yīng)強度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線的長度l成反比D.磁感應(yīng)強度是表示磁場強弱的物理量，它是客觀存在的，與外加導(dǎo)線的長度、電流的強弱和受力情況均無關(guān)
解析　磁感應(yīng)強度是表示磁場強弱的物理量，它是客觀存在的，與導(dǎo)線的長度、電流的強弱和受力情況均無關(guān)，只是由通電導(dǎo)線所受的磁場力與導(dǎo)線的電流和長度的乘積的比值來計算，故選D.
2.(多選)下列關(guān)于磁感應(yīng)強度方向的說法中正確的是A.磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向規(guī)定為在該處小磁針靜止時N極所指的方向B.磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向與小磁針S極在此處的受力方向一致C.磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向由一小段通電導(dǎo)線在此處的受力方向決定D.磁感應(yīng)強度的方向由磁場本身決定，與是否在磁場中放入通電導(dǎo)線無關(guān)
解析　小磁針在磁場中靜止時，N極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應(yīng)強度的方向，A正確，B錯誤；磁場中某點的磁感應(yīng)強度由磁場本身決定，與此處是否有通電導(dǎo)線無關(guān)，C錯誤，D正確.
3.關(guān)于磁感應(yīng)強度B、電流I、導(dǎo)線長度l和電流所受磁場力F的關(guān)系，下面的說法正確的是A.在B＝0的地方，F(xiàn)一定等于零B.在F＝0的地方，B一定等于零C.若B＝1 T，I＝1 A，l＝1 m，則F一定等于1 ND.若l＝1 m，I＝1 A，F(xiàn)＝1 N，則B一定等于1 T
解析　在B為零的地方，F(xiàn)一定為零，而F為零時，B不一定為零，可能B與I平行，故A正確，B錯誤；若B＝1 T，I＝1 A，l＝1 m，只有B垂直于I時，F(xiàn)＝BIl＝1 N，故C錯誤；若F＝1 N，I＝1 A，l＝1 m，只有B垂直于I時，F(xiàn)＝BIl＝1 N，B＝1 T，故D錯誤.
4.(多選)將一小段通電直導(dǎo)線垂直磁場方向放入一勻強磁場中，下列圖像能正確反映各量間關(guān)系的是
解析　勻強磁場中B恒定不變，故B正確，D錯誤；由F＝BIl知，B、l一定，F(xiàn)與I成正比，故A錯誤，C正確.
考點二　磁通量5.(2021·北京市東城區(qū)期中)如圖1所示是一條形磁體周圍部分磁感線分布示意圖，在磁場中取兩個面積相等的圓環(huán)S1、S2進行研究，圓心O、O′在條形磁體的中軸線上，P、Q位于圓環(huán)S1上，是上、下對稱的兩點，P、P′分別是兩圓環(huán)S1、S2上相同位置的點.下列說法正確的是A.P點磁感應(yīng)強度的大小比Q點的大B.P點磁感應(yīng)強度的大小比P′點的小C.穿過S1的磁通量比穿過S2的大D.穿過S1的磁通量與穿過S2的一樣大
解析　根據(jù)條形磁體的磁感線分布特點及對稱性可知，P、Q兩點的磁感線疏密程度相同，故兩點的磁感應(yīng)強度大小相等，A錯誤；P點附近的磁感線比P′點附近的磁感線密，則P點的磁感應(yīng)強度比P′點的大，B錯誤；
由題圖可知，穿過S1的磁感線條數(shù)比穿過S2的磁感線條數(shù)多，則穿過S1的磁通量比穿過S2的大，C正確，D錯誤.
6.如圖2所示，半徑為R的圓線圈共有n匝，其中心位置處半徑為r的虛線范圍內(nèi)有勻強磁場，磁場方向垂直線圈平面，若磁感應(yīng)強度為B，則穿過線圈的磁通量為A.πBR2 B.πBr2C.nπBR2 D.nπBr2
解析　Φ＝BS中S是與磁場垂直的有效面積，所以Φ＝πBr2.
考點三　磁感應(yīng)強度矢量的疊加7.如圖3所示，在空間僅存在大小恒定、方向相互垂直的兩個磁場B1、B2，B1＝3 T，B2＝4 T，A點的磁感應(yīng)強度大小為A.7 TB.1 TC.5 TD.大于3 T，小于4 T
8.如圖4所示，把兩個完全一樣的環(huán)形線圈互相垂直地放置，它們的圓心位于一個共同點O上.當(dāng)通以相同大小的電流時，兩通電線圈在O點產(chǎn)生的磁場方向分別為垂直紙面向里和豎直向上，大小相等，則O處的磁感應(yīng)強度與一個線圈單獨產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小之比是
9.(2020·安徽阜陽一中高二期末)已知直導(dǎo)線中電流在周圍空間產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B＝k ，k為常量，I為電流強度，r為到導(dǎo)線的距離.b、c、d三根長通電直導(dǎo)線垂直于紙面放置，電流方向如圖5所示，ac垂直于bd且ab＝ad＝ac，b、c、d三根導(dǎo)線中電流強度分別為I、I、2I.已知導(dǎo)線c在a點的磁感應(yīng)強度大小為B，則a點處的合磁感應(yīng)強度大小為
解析　由于直導(dǎo)線c在a點的磁感應(yīng)強度大小為B，又因為b、c、d三根導(dǎo)線中電流強度分別為I、I、2I，且ab＝ad＝ac，所以直導(dǎo)線b在a點的磁感應(yīng)強度大小也等于B，而直導(dǎo)線d在a點的磁感應(yīng)強度大小等于2B，根據(jù)安培定則可判斷方向如圖所示，b和d直導(dǎo)線在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向向左，合成后大小為3B，c直導(dǎo)線在
a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向向下，大小為B，根據(jù)平行四邊形定則可知，a點的磁感應(yīng)強度大小為B合＝，故B、C、D錯誤，A正確.
10.如圖6所示，一個閉合線圈放在勻強磁場中，線圈的軸線與磁場方向成30°角，磁感應(yīng)強度為B，用下述哪個方法可使穿過線圈的磁通量增加一倍A.把線圈匝數(shù)增加一倍B.把線圈面積增加一倍C.把線圈的半徑增加一倍D.轉(zhuǎn)動線圈使得軸線與磁場方向平行
解析　把線圈的匝數(shù)增加一倍，穿過線圈的磁感線的條數(shù)不變，磁通量不變，故A錯誤；根據(jù)Φ＝BScs θ，把線圈面積增加一倍，可使穿過線圈的磁通量增加一倍，故B正確；
把線圈的半徑增加一倍，線圈的面積S＝πR2變?yōu)樵瓉淼?倍，磁通量為原來的4倍，故C錯誤；轉(zhuǎn)動線圈使得軸線與磁場方向平行，此時線圈平面與磁場垂直，有效面積由Scs 30°變?yōu)镾，磁通量為原來的倍，故D錯誤.
11.(2020·江西宜春月考)有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖7所示為導(dǎo)線的截面圖.在圖示的平面內(nèi)，O點為兩根導(dǎo)線連線的中點，M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點，它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上，且與O點的距離相等.若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向垂直紙面向外的恒定電流I，則下列關(guān)于線段MN上各點的磁感應(yīng)強度的說法正確的是A.M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同B.M點和N點的磁感應(yīng)強度大小不等，方向相反C.在線段MN上各點的磁感應(yīng)強度都不可能為零D.在線段MN上只有一點的磁感應(yīng)強度為零
解析　根據(jù)安培定則判斷可知，兩根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場方向均沿逆時針方向，M、N關(guān)于O點對稱，兩根通電導(dǎo)線在M、N兩點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，根據(jù)平行四邊形定則進行合成可得，
M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等，M點磁場方向向下，N點磁場方向向上，故A、B錯誤.只有當(dāng)兩根通電導(dǎo)線在某一點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反時，合磁感應(yīng)強度才為零，分析可知只有O點的磁感應(yīng)強度為零，故C錯誤，D正確.
12.如圖8所示，矩形線圈的面積為0.2 m2，放在磁感應(yīng)強度為0.1 T的勻強磁場中，線圈的一邊ab與磁感線垂直，線圈平面與磁場方向成30°角，求：(1)穿過線圈的磁通量是多大；
解析　穿過線圈的磁通量為：
答案　0.01 Wb　

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