
【學習目標】
1、在實驗基礎上,類比電場強度,定義描述磁場強弱和方向的物理量一一磁感應強度,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。
5、了解中國古代在指南針使用方面的情況,激發(fā)學生的民族自豪感。
【學習重難點】
學習重點:磁感應強度概念的建立,理解磁感應強度的物理意義。
學習難點:尋找描述磁場強弱和方向的物理量。
【知識回顧】
1、電場的基本性質:對放入其中的__________有__________力的作用。
磁場的基本性質:對放入其中的__________或__________有__________力的作用。
2、電場強度E=Fq,方向為某點所放正電荷的受力方向。
3、勻強電場:強弱、方向__________的電場。其電場錢為一組__________的__________直線。
【自主預習】
1、磁場的方向:規(guī)定______________________________的方向為該點的磁場的方向。
2、電流元:是__________,很__________的一段通電導線中的電流I與導線長度L的__________。
3、通電導線與磁場方向__________時,它受力的大小與____________________成__________比。
4、磁感應強度(符號:__________):在磁場中__________于磁場方向的通電導線,所受的磁場力F跟__________和__________的__________的比值。定義式:__________。國際單位:__________,簡稱__________,符號__________。磁感應強度是__________,方向與____________________一致。
5、磁通量是B與S的__________,符號:__________,公式:__________,國際單位:__________,簡稱__________,符號__________。磁通量是__________,但__________,表示____________________。
【課堂探究】
第一部分 探究磁場的強弱和方向
思考1:類比電場強度的方向,磁場的方向是怎樣規(guī)定的?
思考2:電場強度E的大小是怎樣定義的?能否用測量N極受力的大小來確定磁場的強弱?
電流元:很__________的一段通電導線中的電流I與導線長度L的__________。
注意:①電流源是__________,②__________孤立的電流元,③可以用較長的通電導線來檢驗勻強磁場。
思考3:通電導線所受到的磁場力與哪些因素有關?怎樣研究這些因素通電導線所受磁場力的影響?
實驗現(xiàn)象:
①保持__________不變,改變電流的大小。
現(xiàn)象:電流I增大,導線擺動的角度__________;電流I減小,導線擺動的角度__________。
②保持__________不變,改變導線的長度。
現(xiàn)象:通電導線L變長,導線擺動的角度__________;通電導線L變短,導線擺動的角度__________。
【視頻】探究影響通電導線受力的因素。
精確的實驗表明:通電導線與磁場方向__________時,當__________不變,I越大,F(xiàn)__________,即__________;當__________不變,L越長,F(xiàn)__________,即__________。所以有__________,即通電導線與磁場方向__________時,它受力的大小既與__________成__________比,又與____________________成__________比,即與____________________成__________比。
思考4:將上述結論寫成等式是什么樣的?
第二部分 磁感應強度
磁感應強度(符號:__________):在磁場中__________于磁場方向的通電導線,所受的磁場力F跟__________和__________的__________的比值。
定義式:__________
國際單位:__________,簡稱__________,符號__________。
思考1:根據(jù)磁感應強度的定義式,其單位的換算關系是怎樣的?
思考2:磁感應強度是矢量還是標量?
磁感應強度是描述____________________的物理量。
說明:
①B與L、I、F__________,與__________和____________________有關。
②用B=FIL計算時,導線電流的方向與磁場方向必須__________。通電導線與磁場方向垂直時受到磁場力__________,平行時__________。
③若某一空間同時存在幾個磁場,空間的磁場應由這幾個磁場__________而成,某點的磁感應強度為B,則有:B=B1+B2+B3……(__________和),用____________________運算。
對比磁感應強度和電場強度
第三部分 勻強磁場
勻強磁場:__________、__________處處相同的磁場。
磁感線:一組__________的__________直線。
常見的勻強磁場:相隔很__________的兩個__________磁極之間的磁場,__________內部的磁場,相隔一定距離的兩個__________放置的線圈通電時,其中間區(qū)域的磁場。
第四部分 磁通量
思考1:磁感線的疏密程度表示了磁場的強弱。在圖中,S1和S2兩處磁感線的疏密不同,這種不同是如何體現(xiàn)的呢?
設在磁感應強度為B的__________磁場中,有一個與磁場方向__________的平面,面積為S,則B與S的__________叫作穿過這個面積的__________,簡稱__________。
符號:__________
公式:__________
國際單位:__________,簡稱__________,符號__________
思考2:根據(jù)磁通量的計算式,其單位的換算關系是怎樣的?
磁通量是__________,且__________。
規(guī)定磁感線從平面的某一面穿入,磁通量為__________;磁感線從平面的另一面穿入,磁通量為__________。即,正負不表__________,只表示______________________________。
磁通量反映了____________________。當平面有相同方向磁感線同時穿過時,總磁通量為各磁通量之__________;當平面有相反方向磁感線同時穿過時,總磁通量為各磁通量之____________________。
__________(磁感應強度的另一稱呼):同一平面__________磁場方向放置,在磁感應強度越大的地方,磁感線分布越__________,穿過該平面的磁通量越__________。
定義式:當B垂直S時,__________
物理意義:表示__________上的磁通量,反映磁感線的__________;磁感應強度數(shù)值上等于__________穿過單位面積的磁通量。
思考3:當平面與磁場方向不垂直時,穿過它的磁通量是多少?設磁感應強度與平面夾角θ。
思考4:同一平面,從與磁場垂直方向轉過θ角,磁通量變?yōu)槎嗌??轉過90°,平面與磁場平行,穿過的磁通量為多少?轉過180°,平面與磁場垂直,穿過的磁通量為多少?
思考5:磁通量的變化量怎樣計算?
【自我測評】
1.(2019上·廣西百色·高二統(tǒng)考期末)關于磁場、磁感應強度和磁感線,下列說法中正確的是( )
A.磁場中的磁感線有的不能相交,有的能相交
B.磁感應強度是只有大小、沒有方向的標量
C.磁感線上每一點的切線方向都跟該點的磁場方向一致
D.勻強磁場中沿磁感線方向,磁感應強度越來越小
2.(2022春·四川成都·高二成都七中??茧A段練習)用如圖(a)所示的裝置研究安培力,線圈的一端懸掛于彈簧測力計上,另一端放置在勻強磁場中。某次實驗獲得測力計讀數(shù)隨電流變化的F-I圖像如圖(b)所示,圖中F1、F0和I1為已知量,線圈匝數(shù)為n,重力加速度為g,忽略線圈上邊所在位置處的磁場,通過以上已知量可求出( )
A.線圈的質量B.線圈在磁場中的有效長度
C.線圈所在磁場的磁感應強度D.磁感應強度與線圈有效長度的乘積
3.(2022上·天津和平·高二統(tǒng)考學業(yè)考試)把長0.10m的直導線全部放入勻強磁場中,保持導線和磁場方向垂直,當導線中通過的電流為3.0A時,該直導線受到的安培力的大小為1.5×10?3N。則該勻強磁場的磁感應強度大小為( )
A.2.0×10?2 TB.5.0×10?3 T
C.1.5×10?3 TD.4.5×10?4 T
4.(2022上·黑龍江哈爾濱·高二哈爾濱三中??茧A段練習)兩根長直導線a、b平行放置,如圖所示為垂直于導線的截面圖,圖中O點為兩根導線連線的中點,M、N為a、b連線的中垂線上的兩點,且與a、b等距,兩導線中通有等大、反向的恒定電流。已知直線電流在某點產生的磁場的磁感應強度B的大小跟該點到通電導線的距離r成反比,則下列說法正確的是( )
A.M點和N點的磁感應強度大小相等,方向相同
B.M點和N點的磁感應強度大小相等,方向相反
C.在線段MN上的O點磁感應強度為零
D.若在N點放一小磁針,靜止時其北極沿NO由N點指向O點
5.(2022上·山東青島·高二校考階段練習)如圖,勻強磁場的磁感應強度B為0.2T,方向沿x軸的正方向,且線段MN、DC相等,長度為0.4m,線段NC、EF、MD、NE、CF相等,長度為0.3m,通過面積SMNCD、SNEFC、SMEFD的磁通量Φ1、Φ2、Φ3各是多少?
6.(2012上·河南洛陽·高二階段練習)如圖所示,套在條形磁鐵外的三個線圈,其面積S1>S2=S3,線圈1、2在同一位置,且線圈3在磁鐵的正中間。設各線圈中的磁通量依次為Φ1、Φ2、Φ3,則它們的大小關系是( )
A.Φ1>Φ2>Φ3
B.Φ1>Φ2=Φ3
C.Φ1
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