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2. 磁感应强度 磁通量
第十三章 电磁感应与电磁波初步
他有什么神奇的力量？
情境导入
巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁， 螺丝刀只能吸起几根导线，
磁场有强弱之分，那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？
情境导入
一、磁感应强度
1.电场的基本性质是什么？如何描述电场的强弱和方向？
（1）对放入其中的电荷有静电力的作用；
（2）电场强度大小：试探电荷所受静电力跟电荷量的比值；
（3）方向： 正试探电荷的受力方向。
2.磁场的基本性质是什么？
对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用。
类比法
交流讨论
一、磁感应强度
电场
静电力F
表示电场的强弱
电荷q
磁场
磁场力F
磁场的强弱
电流
磁体
电场强度E
磁感应强度
描述磁场的强弱和方向
类比思想
3.能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
F
q
一、磁感应强度
4.电场强度的方向是如何规定的？
磁感应强度的方向是如何规定的？
电场
正试探电荷的受力方向
磁场
小磁针N极所指方向
小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向，规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向
一、磁感应强度
5.磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究
不能。
因为N极不能单独存在。小磁针静止时所受的合力为零，因而不能用测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小。
一、磁感应强度
将一段很短的通电导线垂直磁场方向放入磁场中。
通电导线将受到磁场的作用力。
在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il叫做电流元。
6.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
微元思想
相当于电场中的检验电荷。
一、磁感应强度
7.通电导体所受到的磁力跟磁场强度、通电电流、
导体长度有何关系
（1）先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。
（2）然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。
控制变量法
一、磁感应强度
精确的实验研究表明：
通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度L 成正比，又与导线中的电流I 成正比，即与I和l的乘积 Il 成正比。
控制变量法
7.通电导体所受到的磁力跟磁场强度、通电电流、
导体长度有何关系
一、磁感应强度
（2）定义式：
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力
F跟电流I和导线长度L乘积IL的比值。
注意：磁感应强度B由磁场本身决定，
与F、I、l无关。
（3）单位：
磁感应强度是矢量，方向与该点磁场方向相同，
小磁针静止时N极的所指方向。
1、磁感应强度
（1）定义：
（4）矢量：
比值定义法
梳理深化
1T=1N/（A·m）
特［斯拉］，符号T
2、电流元：很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的
乘积Il。
3、探究影响通电导线受力的因素。
F=BIl
公式适用:条件导线垂直于磁场方向。
一、磁感应强度
理想化模型、微元思想
控制变量法
梳理深化
一、磁感应强度
人体器官内的磁场 10-13～10-9
地磁场在地面附近的平均值 5×10-5
我国研制的作为α磁谱仪核心
部件的大型永磁体中心的磁场 0.1346
电动机或变压器铁芯中的磁场 0.8 ～1.7
核磁共振的磁场 3
中子星表面的磁场 106～108
原子核表面的磁场 约1012
一些磁场的磁感应强度/T
【例1】一根导线长0.2m，通过3A的电流，垂直放入磁场中
某处受到的磁场力是6×10-2N，则该处的磁感应强度B的大
小是______；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该
处的磁感应强度的大小是_______。
0.1T
一、磁感应强度
0.1T
巩固提升
【练习1】（多选）下列说法中错误的是（ ）
A.磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为L的一小段
导线放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值
B.一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场
C.一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在B处大，则A处
磁感应强度比B处的磁感应强度大
D.因为B = ，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段
导线IL乘积成反比
一、磁感应强度
ABCD
F
IL
二、匀强磁场
1、阅读教材并思考：什么是匀强磁场？
各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场。
2、匀强磁场的磁感线有何特点？
间隔相等的平行直线。
3、哪些情况可以近似地看成匀强磁场？
距离很近的两个异名磁极之间除边缘部分以外的磁场、
通电螺线管内部的磁场、
相隔一定距离的两个平行线圈通电时中间区域的磁场。
交流讨论
二、匀强磁场
1、定义：各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场。
2、匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线。
3、以下情况可以近似地看成匀强磁场。
梳理深化
【例2】（多选）关于匀强磁场，下列说法正确的是( )
A.在匀强磁场中，磁感应强度的大小处处相等
B.匀强磁场的磁感线是一组平行且等间距的直线
C.在匀强磁场中，互相平行的面积相等的面内通过的磁感线的
条数都相同
D.某一区域内，磁感应强度的大小处处相等，这个区域叫做匀强磁场
ABC
二、磁场
巩固提升
1、用多支激光笔做成激光笔束，发出发散光，并将光束打在白纸上，
观察分析光打在白纸上的条数与什么因素有关？
白纸面积的大小、与光线的角度、与光源的距离有关
三、磁通量
交流讨论
S1
S2
S1
S2
2、如果光线是磁感线，穿过某一面积磁感线的条数与哪些因素有关？
面积大小、磁场强度大小、磁场方向与面积的夹角有关。
三、磁通量
交流讨论
1、定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积，即Φ＝BS。
注意：不垂直时应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，Φ＝BScosθ 。
三、磁通量
2、单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb，1Wb＝1T·m2。
梳理深化
3、引申： ，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，
因此磁感应强度B又叫磁通密度。
4、磁通量是标量，但有正、负，若以磁感线从某一面上穿入时磁通量
为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值。
三、磁通量
5、磁通量的变化量：
（1）当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。
（2）当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。
（3）B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1。
梳理深化
【例3】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_____，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_______。
0
三、磁通量
0.5BS
BS
2BS
O
O
巩固提升
【练习2】如图所示，两个同心放置的平面金属圆环，条形磁铁
穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间
的关系是(　 　)
A．Φa＞Φb
B．Φa＜Φb
C．Φa＝Φb
D．不能确定
三、磁通量
A
课堂小结
1
2
3
磁感应强度的定义及理解
磁感应强度的大小和方向的判断
匀强磁场的特点
4
对磁通量的理解
基本原理：将人体置于特殊的强磁场中，用无
线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原
子核共振，并吸收能量。在停止射频脉冲后，
氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收
的能量释放出来，被体外的接受器收录，经电子计算机处理获得
图像，这就叫做核磁共振成像。可帮助医生“看见”不易察觉的
早期病变，已经成为肿瘤、心脏病及脑血管疾病早期筛查的利器。
由于核磁共振是磁场成像，没有放射性，所以对人体无害，是非
常安全的。
课外拓展——核磁共振成像技术
课外拓展
由于金属会对外加磁场产生干扰，患者进行核磁共振检查前，必须
把身体上的金属物全部拿掉。
不能佩戴如手表、金属项链、假牙、金属纽扣等磁性物品进行核磁
共振检查。
戴心脏起搏器，体内有顺磁性金属植入物，如金属夹、支架、钢板和螺钉等，都不能进行磁共振成像检查。进行上腹部（如肝、胰、肾、肾上腺等）磁共振检查时必须空腹，但检查前可饮足量水，有利于胃与肝、脾的界限更清晰。
请你根据磁场的特性，分析做核磁共振应注意什么事项，以及哪些人不适合做核磁共振？

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