■知識點一:磁感應強度的決定因素
1.電流元:很短一段通電導線中的電流I與導線長度l的乘積Il。
2.控制變量法探究影響通電導線受力的因素
如圖所示,三塊相同的蹄形磁鐵,并列放在桌上,直導線所在處的磁場認為是均勻的。
(1)保持磁場中導線長度不變,改變電流大小,觀察直導線擺動角度大小來比較磁場力大小。
(2)保持電流大小不變,改變磁場中導線長度,通過觀察直導線擺動角度大小比較磁場力大小。
(3)實驗結論:直導線與磁場垂直時,它受力大小既與導線的長度l成正比,又與導線中的電流I成正比。
直導線與磁場垂直時,它受力大小既與導線的長度l成正比,又與導線中的電流I成正比,說明與導線在磁場中放置有關。
■知識點二:磁感應強度
1.物理意義:描述磁場的強弱和方向,符號B。
2.定義式:,單位:特斯拉,符號T,
(1)L表示I垂直于B時的導線長度;若B和I的夾角為,則導線長度表示為L,磁場強度;
(2)力F與B,F(xiàn)與I均是垂直關系。
3. 磁感應強度是矢量:磁感應強度的方向就是該處的磁場方向,也是該處小磁針靜止時N極所指的方向
4.勻強磁場:(1)磁場中各點的磁感應強度大小相等、方向相同的磁場。
(2)磁感線特點:間隔相等的平行直線。
注意:磁感應強度并不等同于磁場強度,磁場強度是也是描述磁場的一個物理量,將“磁感應強度”稱為“磁場強度”的說法是錯誤的。
1.分析磁感應強度時通電導線必須垂直于磁場方向放置
2.磁感應強度的方向:(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)磁場方向就是該點的磁感應強度的方向。
(4)磁感線上某點的切線方向就是該點的磁感應強度的方向
■知識點三:磁通量
1.定義:勻強磁場中磁感應強度和與磁場方向垂直的平面面積S的乘積,即Φ=BS。
2.拓展:磁場B與研究的平面不垂直時,這個面在垂直于磁場B方向的投影面積S′與B的乘積表示磁通量。
3.單位:國際單位制是韋伯,簡稱韋,符號是Wb,1 Wb=1_T·m2。
4.引申:B=eq \f(Φ,S),表示磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量,因此磁感應強度B又叫磁通密度。
1.磁通量的理解與計算
(1)設在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一個與磁場方向垂直的平面,面積為S,我們把B與S的乘積叫作穿過這個面積的磁通量,又稱磁通密度。公式:Φ=BS。公式適用的條件:①勻強磁場;②磁場與平面垂直。
(2)在勻強磁場B中,若磁感應強度B不與研究的平面垂直,公式Φ=BS中的S應為平面在垂直于磁感應強度B方向上的投影面積。Φ=BScsθ,式中Scsθ即為面積S在垂直于磁感應強度B方向的投影面積,我們稱之為“有效面積”。
(3)磁通量可以用穿過某個面的磁感線條數(shù)來形象描述,穿過的條數(shù)越多磁通量越大。
2.磁通量的正、負
(1)磁通量是標量,但有正、負,若以磁感線從某一面上穿入時的磁通量為正值,則磁感線從此面穿出時的磁通量為負值。
(2)若同時有磁感線沿相反方向穿過同一平面,且正向磁通量大小為Φ1,反向磁通量大小為Φ2,則穿過該平面的合磁通量Φ=Φ1-Φ2。
(3)磁感線經(jīng)過一閉合曲面的磁通量為零,因為有穿進的必然同時有穿出的。
考向一:對磁感應強度的理解
【例1】(多選)一小段長為L的通電直導線放在磁感應強度為B的磁場中,當通過它的電流為I時,所受安培力為F。以下關于磁感應強度B的說法正確的是( )
A.磁感應強度B一定等于eq \f(F,IL)
B.磁感應強度B可能大于或等于eq \f(F,IL)
C.磁場中通電直導線受力大的地方,磁感應強度一定大
D.在磁場中通電直導線也可以不受安培力
【例2】先后在磁場中A、B兩點引入長度相等的短直導線,導線與磁場方向垂直。如圖所示,圖中a、b兩圖線分別表示在磁場中A、B兩點導線所受的力F與通過導線的電流I的關系。下列說法中正確的是( )
A.A、B兩點磁感應強度相等 B.A點的磁感應強度大于B點的磁感應強度
C.A點的磁感應強度小于B點的磁感應強度 D.無法比較磁感應強度的大小
考向二:勻強磁場
【例3】如圖所示為某條形磁鐵磁場的部分磁感線.則下列說法正確的是

A.該磁場是勻強磁場 B.a(chǎn)點的磁感應強度比b點的磁感應強度小
C.a(chǎn)點的磁感應強度比b點的磁感應強度大 D.a(chǎn)、b兩點的磁場方向相反
【例4】在勻強磁場中某處P放一個長度為L=20 cm,通電電流I=0.5 A的直導線,測得它受到的最大磁場力F=1.0 N,其方向豎直向上,現(xiàn)將該通電導線從磁場中撤走,則P處磁感應強度為( )
A.0 B.10 T,方向豎直向上
C.0.1 T,方向豎直向下 D.10 T,方向肯定不沿豎直向上的方向
考向三:磁通量的理解及計算
【例5】如圖所示,一匝數(shù)為n的矩形導體線框abcd放置在水平面內(nèi)。磁場方向與水平方向成α角,已知α=60°,回路面積為S,磁感應強度為B,則通過導體線框的磁通量為( )

A.nBSB.12nBSC.32nBSD.32BS
【例6】如圖所示,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?
(2)若θ=90°,穿過線圈的磁通量為多少?當θ為多大時,穿過線圈的磁通量最大?
考向四:磁感應強度的疊加
【例7】(多選)如圖,四條相互平行的細長直導線垂直坐標系xOy平面,導線與坐標平面的交點為a、b、c、d四點。已知a、b、c、d為正方形的四個頂點,正方形中心位于坐標原點O,e為cd的中點且在y軸上;四條導線中的電流大小相等,其中過a點的導線的電流方向垂直坐標平面向里,其余導線電流方向垂直坐標平面向外。則( )

A.O點的磁感應強度為0 B.O點的磁感應強度方向由O指向c
C.e點的磁感應強度方向沿y軸正方向 D.e點的磁感應強度方向沿y軸負方向
【例8】如圖,兩根相互絕緣的通電長直導線分別沿x軸和y軸放置,沿x軸方向的電流為I0。已知通電長直導線在其周圍激發(fā)磁場的磁感應強度B=kIr,其中k為常量,I為導線中的電流,r為場中某點到導線的垂直距離。圖中A點的坐標為(a,b),若A點的磁感應強度為零,則沿y軸放置的導線中電流的大小和方向分別為 ( )

A、.abI0,沿y軸正向B.、abI0,沿y軸負向 C、.baI0,沿y軸正向 D、.baI0,沿y軸負向
單項選擇題
1.下列表示磁通量單位符號的是
A.CB.TC.FD.Wb
2.關于磁感應強度的單位,下列等式中哪些單位是正確的( )
A.1特斯拉=1千克·安培/秒2B.1特斯拉=1千克/安培·秒2
C.1特斯拉=l安培/千克·秒D.1特斯拉=1安培·秒2/千克
3.關于磁感應強度,下列說法正確的是( )
A.若長為L,電流為I的導線在某處受到磁場力為F,則該處的磁感應強度必為FIL
B.由B=FIL知,B與F成正,與IL成反比
C.由B=FIL知,如果一小段通電導線在某處不受磁場力,則說明該處一定無磁場
D.磁感應強度的方向就是小磁針靜止時北極所指方向
4. 有一小段通電導線,長0.1 m,通過導線的電流為5 A,把它放入磁場中某一位置,受到的磁場力是1 N,則該處磁感應強度的大小可能為( )
A.0.8 T B.1.2 T
C.1.8 T D.2.2 T
5.(2021廣東揭陽三中月考)下列四幅圖所描述的磁場中,各處磁感應強度相同的是 ( )
6.如圖所示,半徑為R的圓形線圈共有n匝,其中心位置處半徑為r的虛線范圍內(nèi)有勻強磁場,磁場方向垂直于線圈平面。若磁感應強度為B,則穿過線圈的磁通量為 ( )
A.πBR2 B.πBr2 C.nπBR2 D.nπBr2
7.在勻強磁場中A、B兩點分別引入長度相等的長直導線,導線與磁場方向垂直,如圖所示,圖中a、b兩條圖線分別表示在磁場中A、B兩點導線所受磁場力F和通過導線的電流關系,關于A、B兩點的磁感應強度大小,下列說法正確的是
A.B.C.D.無法比較
8.如圖所示,兩個同心放置的共面金屬圓環(huán)a和b,一條形磁鐵穿過圓心且與環(huán)面垂直,關于穿過兩環(huán)的磁通量Φa和Φb,下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)、b環(huán)內(nèi)磁通量由下向上,Φa>Φb B.a(chǎn)、b環(huán)內(nèi)磁通量由上向下,Φa<Φb
C.a(chǎn)、b環(huán)內(nèi)磁通量由下向上,Φa<Φb D.a(chǎn)、b環(huán)內(nèi)磁通量由上向下,Φa>Φb
9.如圖所示,A、O、B是一根條形磁鐵中軸線上的三個點,O是條形磁鐵的中點,A、B與O點的距離相等,有一個金屬圓環(huán)套在條形磁鐵上,圓環(huán)平面始終與條形磁鐵垂直。當圓環(huán)的圓心與O點重合時穿過圓環(huán)的磁通量為Φ0,當圓環(huán)的圓心與A、B點重合時穿過圓環(huán)的磁通量為ΦA、ΦB,下面正確的是( )
A.ΦA=ΦO=ΦBB.ΦA>ΦO>ΦBC.ΦA<ΦO<ΦBD.ΦO>ΦA=ΦB
10.如圖所示,匝數(shù)為n、面積為S的矩形線圈abcd與水平面的夾角為θ=45°。線圈處于豎直向下的勻強磁場中,磁感應強度大小為B。則穿過線圈平面abcd的磁通量為( )
A.BSB.nBSC.22BSD.22nBS
11.如圖所示,一根通電直導線垂直放在磁感應強度大小為B=1T的勻強磁場中,以導線為中心,R為半徑的圓周上有a、b、c、d四個點,已知c點的實際磁感應強度為0,則下列說法正確的是( )
A.直導線中電流方向垂直紙面向里
B.a(chǎn)點的磁感應強度為2T,方向向右
C.b點的磁感應強度為2T,方向斜向下,與勻強磁場方向成45°角
D.d點的磁感應強度為0
12.如圖所示,四根相互平行的通有電流均為I的長直導線a、b、c、d,放在正方形的四個頂點上。每根通電直導線單獨存在時,正方形中心O點的磁感應強度大小都是B,則四根通電導線同時存在時O點的磁感應強度的大小和方向為 ( )

A.22B,方向向左 B.22B,方向向下 C.2B,方向向右 D.2B,方向向上
13.如圖所示,閉合線圈abcd水平放置,其面積為S,匝數(shù)為n,線圈與磁感應強度為B的勻強磁場的夾角θ=45°?,F(xiàn)將線圈以ab邊為軸沿順時針方向轉(zhuǎn)動90°,則在此過程中線圈磁通量的改變量大小為 ( )
A.0 B.2BS C.2nBS D.nBS
14.三個大小相同彼此絕緣的細鐵環(huán),分別處在兩兩相互垂直的平面內(nèi),鐵環(huán)的圓心相互重合,通有大小相同的電流,方向如圖所示,單獨一個鐵環(huán)在圓心處產(chǎn)生的磁感應強度大小為B,則圓心O處的磁感應強度大小為 ( )

A.0 B.2B C.3B D.3B
15.如圖所示,在a、b、c三處垂直紙面放置三根長直通電導線,a、b、c是等邊三角形的三個頂點,電流大小相等,a處電流在三角形中心O點的磁感應強度大小為B,則O處磁感應強度( )
A.12BB.2BC.32BD.32B
16.如圖所示,M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點,O為半圓弧的圓心,∠MOP=60°,在M、N處各有一條長直導線垂直穿過紙面,導線中通有大小相等的恒定電流,方向如圖所示,這時O點的磁感應強度大小為B1。若將M處長直導線移至P處,則O點的磁感應強度大小為B2,那么B2與B1之比為( )

A.eq \r(3)∶1 B.eq \r(3)∶2 C.1∶1 D.1∶2
17.如圖所示,紙面內(nèi)有互相垂直的兩條長直絕緣導線L1、L2,L1中的電流方向向左,L2中的電流方向向上,紙面內(nèi)有關于L2對稱的a、b兩點。整個裝置處于勻強外磁場中,外磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點的磁感應強度大小分別為B和B,方向都垂直于紙面向外,則( )
A.流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B
B.流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B
C.流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B
D.流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B
二、多項選擇題
18.等腰直角三棱柱如圖所示,其中側面abcd為正方形,邊長為L,側面cdef與水平面平行,該三棱柱位于水平向左的勻強磁場中,磁感應強度大小為B。下列說法正確的是( )
A.穿過正方形abcd的磁通量大小為
B.穿過矩形dcfe的磁通量和穿過矩形abfe的磁通量相等
C.穿過矩形abfe的磁通量大小為
D.磁通量有正負,所以是矢量
19.兩根通電的長直導線平行放置,電流分別為I1和I2,電流的方向如圖所示,在與導線垂直的平面上有a、b、c、d四個點,其中a、b在導線橫截面連線的延長線上,c、d在導線橫截面連線的垂直平分線上.則導體中的電流在這四點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度可能為零的是( )
A.a(chǎn)點B.b點C.c點D.d點
三、計算題
20.如圖,邊長為l的n匝正方形線框內(nèi)部有一邊長為的正方形區(qū)域的勻強磁場,磁場的磁感應強度為B,則穿過線框的磁通量是多少?
21.矩形線框abcd的邊長分別為l1、l2,可繞它的一條對稱軸OO′轉(zhuǎn)動,勻強磁場的磁感應強度為B,方向與OO′垂直,初位置時線圈平面與B平行,如圖所示.
(1)初位置時穿過線框的磁通量Φ0為多少?
(2)當線框沿圖甲所示方向繞過60°時,磁通量Φ2為多少?這一過程中磁通量的變化ΔΦ1為多少?
(3)當線框繞軸沿圖示方向由圖乙中的位置再轉(zhuǎn)過60°位置時,磁通量Φ2為多少?這一過程中ΔΦ2=Φ3﹣Φ2為多少?
模塊一 思維導圖串知識
模塊二 基礎知識全梳理
模塊三 教材習題學解題
模塊四 核心考點精準練
模塊五 小試牛刀過關測
1.在實驗的基礎上,類比電場強度,定義描述磁場強弱和方向的物理量——磁感應強度,并進一步體會微元法和利用物理量之比定義物理量的方法。
2.知道磁感應強度的定義,知道其方向、大小、定義式和單位。會用磁感應強度的定義式進行有關計算。
3.知道勻強磁場的特點。
4.知道磁通量,會計算在勻強磁場中通過某一面積的磁通量。
教材習題01
如圖,勻強磁場的磁感應強度為,方向沿軸的正方向,且線段、相等,長度為,線段、、、、相等,長度為,通過面積、、的磁通量、、各是多少?
解題方法
【答案】0.024Wb;0;0.024Wb。
教材習題02
在磁場中放置一條直導線,導線的方向與磁場方向垂直。先后在導線中通入不同的電流,導線所受的力也不一樣。圖中的圖像表現(xiàn)的是導線受力的大小與通過導線的電流的關系。、各代表一組、的數(shù)據(jù)。在甲、乙、丙、丁四幅圖中,正確的是哪一幅或哪幾幅?說明道理。
解題方法
【答案】乙丙正確

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