资源简介

13.2 磁感应强度 磁通量
第十三章 电磁感应与电磁波初步

上海磁悬浮列车加速到平稳运行之后，速度是430千米每小时，速度之高竟超过了F1赛车的最高时速，这其中包含的物理知识是什么呢？
磁悬浮列车
引入新课
0
对于不同的磁铁，如电磁起重机可以吊起上百吨的钢材，而我们在实验室里用到的 U 型磁铁，却只能吸住几枚铁钉，这不同的磁铁有什么样的奥秘呢？本节课我们就一起来探讨下。
引入新课
0
1. 电场的基本特性是什么？
对放入其中的电荷有电场力的作用
3. 磁场的基本特性是什么？
对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用
比值为恒量，反映场的性质，叫电场强度
2. 空间有点电荷 Q 建立的电场，如在其中的 A 点放一个检验电荷 q1，受电场力 F１，如改放电荷 q２，受电场力 F２则 F1/q1与 F2/q2有何关系，比值说明了什么？
是否类似电场的研究方法，分析磁体或电流在磁场中所受的力，找出表示磁场强弱和方向的物理量？
磁感应强度
1
答：不能，小磁针可以判断空间某点磁场方向，但很难对它进行进一步定量分析。
问题1：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?
问题2：磁场不仅能对磁体有作用力,还对通电导体有作用力。能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱?
磁感应强度
1
1、电流元：很短的通电导线中电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元，孤立的电流元是不存在的.
作用：用检验电流元来研究磁场强弱
通电导线受到的磁场力（安培力）与哪些因素有关?
实验方法：控制变量法
导线长度、电流大小、磁场的不同、放置的位置（导线与磁场方向平行、垂直及任意夹角受力情况不同）
磁感应强度
1
演示
磁感应强度
1
2、安培力的大小
4
1
2
3
I
（1）保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，讨论F与I的关系；
（2）保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，讨论F与L的关系。
思考：比值B有什么物理意义？
B由磁场本身决定，与放入的通电导线无关 。
F∝?L
?
F ∝?I
?
F ∝?IL
?
实验结论:
F = BIL
B 为比例系数
磁感应强度
1
1. 定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值叫磁感应强度。
2. 大小：B ＝F/IL。
3. 单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是 T，1 T＝ 1 N/A·m。
4. 矢量：某点的磁场方向，即小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁感应强度的方向。
5. 物理意义：描述磁场强弱的物理量。
磁感应强度
1
1.定义：磁场强弱、方向处处相同的磁场.
2.匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线.
3．产生方法：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场都可认为是匀强磁场。
匀强磁场
2
磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。 s１ 和s１两处磁感线的疏密不同，这种不同时如何体现的呢？
匀强磁场
2
1.定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母Φ表示磁通量。
2.定义式：Φ=BS （S表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面积）
3.单位：韦伯，简称韦，符号Wb，1Wb=1T·m2
Φ=BS
Φ=BScos θ
磁通量
3
注意：
1．磁通量是有正负的，若在某个面积有方向相反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和．--------标量
2．磁通量变化ΔΦ＝Φ2－Φ1是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即ΔΦ取决于末状态的磁通量Φ2与初状态磁通量Φ1的代数差。
磁通量
3
【例1】在匀强磁场中有一根长0.4m的通电导线，导线中的电流为20A，这条导线与磁场方向垂直，所受的磁场力0.015N，求:
（1）磁感应强度的大小是多少？
（2）当电流减少10A，而长度增加0.2m通电导线所受的力大小是多少？
解析(1)由磁感应强度的定义式B=F/IL得B=0.0019T
(2)当导线的长度增加0.2m和电流减小10A，磁感应强度的大小不变，所以导线所受磁场的作用力大小为F=BIL=0.0114N
典型例题分析
4
【例2】如图所示,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度角则穿过线框平面的磁通量为________,若从初始位置转过90度角,则穿过线框平面的磁通量为_____,若从初始位置转过180度角,则穿过线框平面的磁通量的变化量为_______.
O
O’
BS
0.5BS
0
-2BS
典型例题分析
4
一、磁感应强度
定义式：????=? （I与B垂直）
?
????????????
?
方向：小磁针 N 极的受力方向
二、匀强磁场
磁场强弱、方向处处相同
三、磁通量
定义式： Φ=BS⊥
定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值叫磁感应强度。
小结
5

展开更多......

收起↑