高中物理教科版选修3-1：第三章 磁场 学案3

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1、学案3　磁感应强度　磁通量[学习目标定位]1.知道磁感应强度的定义及其意义，理解磁感应强度大小的表达式.2.知道什么是匀强磁场.3.掌握安培力的计算方法.4.知道磁通量的概念，会用Φ＝BS计算磁通量．一、磁感应强度1．磁感应强度：在磁场中某一点，安培力与电流和导线长度乘积的比值是一个定值，与导线的长度、通过导线的电流无关；而在磁场中的不同点，安培力与电流和导线长度乘积的比值不相等，与所在位置的磁场强弱有关，这个比值称为磁感应强度，即B＝，单位是特斯拉，简称特，符号是T,1T＝1N/(A·m)．2．磁感应强度B是矢量，

2、磁场中某点磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，也就是放在该点的小磁针N极受力的方向．3．在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域的磁场叫匀强磁场．匀强磁场的磁感线是一组平行且等距的直线．二、磁通量1．磁通量：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一块垂直磁感线方向的面积为S的平面，我们定义BS为通过这个面的磁通量．用公式表示Φ＝BS，磁通量的单位是韦伯，符号Wb，1Wb＝1T·m2.2．磁感应强度B又叫磁通密度，B＝，单位为1T＝1Wb/m2.一、磁感应强度[问题设计]1．在教材第一章关于电场性质

3、的学习中我们是如何定义电场强度的？答案　检验电荷q在电场中某点所受的电场力F与电荷所带电荷量q的比值定义为电场强度，即E＝.电场强度E由电场本身的性质来决定，与检验电荷受到的电场力F和电荷量q无关．2．我们能否将安培力与电场力进行类比，说明安培力公式F＝BIL中比例系数B的物理意义呢？答案　通过大量的实验发现，在磁场中某一点，安培力与电流和导线长度乘积的比值是一个定值，与导线的长度、通过导线的电流无关，这个比值与导线所在位置的磁场强弱有关，我们把这个比值定义为磁感应强度，即B＝.[要点提炼]1．对磁感应强度的理解(1

4、)磁感应强度的定义式：B＝，磁感应强度是反映磁场性质的物理量．它是比值法定义的物理量，是由磁场自身决定的，与是否有通电导线以及通电导线受力大小、是否受力无关．(2)因为通电导线取不同方向时，其受力大小不相同，故在定义磁感应强度时，式中F是指通电直导线垂直磁场放置时受到的磁场力．(3)磁感应强度的方向是该处磁场的方向，也是小磁针N极的受力方向，而不是该处电流元受力F的方向．2．安培力大小(1)安培力大小的计算公式F＝ILBsin_θ，θ为磁感应强度方向与导线方向的夹角．①当θ＝90°，即B与I垂直时，F＝ILB；②当θ

5、＝0°，即B与I平行时，F＝0.(2)当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图1所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．图1二、磁通量[问题设计]1．在磁场中放一面积为S的线框，怎样放置才能使穿过线框的磁感线条数最多？放置方式相同时，磁场强弱不同，穿过线框的磁感线条数是否相同？答案　垂直磁场方向放置　不相同2．什么是磁通密度？其单位是什么？答案　磁通密度就是磁感应强度，其单位为Wb/m2.[要点提炼]1．磁通量的定义式：Φ＝BS，适用条件：磁场是匀强磁场，且磁场方向与平面垂直．2．当平面

6、与磁场方向不垂直时，穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积进行计算，即Φ＝BS⊥＝BScos_θ(如图2)．图23．可以用穿过某个平面的磁感线条数形象地表示穿过这个平面的磁通量大小，穿过的磁感线条数越多，表示磁通量越大．一、对磁感应强度概念及公式的理解例1　关于磁感应强度，下列说法正确的是(　　)A．由B＝可知，B与F成正比，与IL成反比B．通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就变为零C．通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一

7、定不存在磁场(即B＝0)D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定解析　磁感应强度B＝只是一个定义式，而不是决定式；磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放通电导线无关．故选D.答案　D二、对磁通量认识及计算例2　如图3所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为__________．若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置绕OO′转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为__________；若从初始位置绕OO′转过180°角，则

8、穿过框架平面的磁通量的变化是__________．图3解析　初始位置Φ1＝BS；框架转过60°角时Φ2＝BS⊥＝BScos60°＝BS；框架转过90°角时Φ3＝BS⊥＝BScos90°＝0；若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180°角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即Φ4＝－BS，所以ΔΦ＝

9、Φ4－Φ1

10、＝

11、(－BS)－BS

12、＝