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第十三章 电磁感应与电磁波初步
必修三
13.2 磁感应强度 磁能量
【学习目标】
1、知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位。
2、知道匀强磁场的概念及特点。
3、知道磁通量的定义，会用磁通量的表达式进行计算。
4、进一步理解定义式
【引入】
磁场有强有弱，我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？
一、磁感应强度
描述电场强弱的物理量——电场强度
描述磁场强弱的物理量——磁感应强度
一、磁感应强度
1.电流元：很短一段通电导线中的 与 的乘积Il。
导线长度l
电流I
2.控制变量法探究影响通电导线受力的因素
如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀的。
(1)保持长度不变，改变 ，观察通电导线 大小来比较磁场力大小。
(2)保持电流大小不变，改变磁场中 ，通过观察通电导线摆动辐度大小比较磁场力大小。
(3)实验结论：当通电导线与磁场方向垂直时，它在同一磁场中所受磁场作用力F的大小，与 和 的乘积成正比。
电流大小
摆动幅度
导线长度
电流I
导线长度L
一、磁感应强度
一、磁感应强度
1.定义：将电流元IL垂直放入磁场,它受到的磁场力F与IL之比叫磁感应强度,用公式表示为B=
2.单位：特斯拉，符号T
3.量性：矢量——方向
（1）能自由转动的小磁针静止时 所指的方向或 的受力方向
（2）磁感线的切线方向
N极
N极
一些磁场的磁感应强度 / T
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
【小结】
1.磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场,这时L应很短,IL称为“电流元”,相当于静电场中的“试探电荷”。
2.磁感应强度是反映磁场强弱的物理量,它是用物理量之比定义的物理量,由磁场自身决定,与是否引入电流元、引入的电流元是否受力及受力大小无关。
例1.磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉(符号T)，下列单位中与磁感应强度的单位一致的是(　　)
A.　 　 B.　 　
C.　 　 D.
答案:A
例2.下列说法中正确的是(　　)
A.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度l、通过的电流I乘积的比值,即B=
B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零
C.磁感应强度B= 只是定义式,它的大小取决于场源以及在磁场中的位置,而与F、I、l以及通电导线在磁场中的方向无关
D.通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向
答案:C
例3.(多选)一段直导线长为1 cm,通有5 A的电流,把它置于磁场中的某点时,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度B的值可能为(　　)
A.1 T B.0.5 T
C.2 T D.2.5 T
答案:CD
二、匀强磁场
1.定义：磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同。
2.分布情况：距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场，除边缘部分外，可以认为是匀强磁场。
3.磁感线：平行且等间距的直线
三、磁通量
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 的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。
2.定义式：
3.单位：韦伯 Wb
4.量性：标量，但有正负之分，表示磁感线由正面穿还是由反面穿
例4.关于磁通量的概念,下列说法中正确的是(　　)
A.磁场中某处平面的磁感应强度越大,面积越大,则穿过该平面的磁通量一定就越大
B.放在某处的一个平面,穿过它的磁通量为零,则该处磁感应强度一定为零
C.磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而引起的
D.磁场中某处的磁感应强度不变,放在该处线圈的面积也不变,则该线圈的磁通量一定不变
答案:C
例5.关于磁通量，正确的说法是(　　)
A．磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量
B．在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大
C．磁通量大，磁感应强度不一定大
D．把某线圈放在磁场中的M、N两点，若放在M处的磁通量比在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处大
答案:C
1.磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”
【小结】－－磁通量
2.平面的面积S应为磁感线通过的有效面积,当平面与磁场方向不垂直时,应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角,准确找出垂直面积。例如图中的S,则有S⊥=Scosθ,Φ=BScos θ。
3.线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关,即磁通量的大小不受线圈匝数的影响。
例6.如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为(　　)
A．πBR2　　　　　　 B．πBr2
C．nπBR2 D．nπBr2
提示：磁通量与线圈匝数无关，且面积应为穿过磁场有有效面积，即πr2，而并非πR2
答案:B
例8.如图所示,线圈平面与水平方向夹角θ=60°,磁感线竖直向下,线圈平面面积S=0.4 m2,匀强磁场磁感应强度B=0.6 T,则:
(1)穿过线圈的磁通量Φ为多少
(2)把线圈以cd为轴顺时针转过120°角,则通过线圈磁通量的变化量为多少
(3)若θ＝90°,穿过线圈的磁通量为多少
解：(1)　
(2)　
要 点 小 结
磁感应强度
磁通量
匀强磁场
磁感应强度
磁通量
物理意义
定义式
单位
方向
定义
表达式
量性：标量，正负号的含义

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