13.2 磁感应强度 磁通量 课件 (17张PPT)高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

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13.2 磁感应强度 磁通量 课件 (17张PPT)高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

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新课导入:
巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁,小磁铁却只能吸起几枚铁钉。说明磁场有强弱之分。
那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢?
新知讲解:
一、磁感应强度
磁感应强度的方向:
电场
正试探电荷的受力方向
规定:小磁针静止时 N 极所指的方向为该点的磁感应强度方向。
磁感应强度的大小:
磁场
小磁针 N 极的受力方向
电场
电场力F
电场强弱
磁场
磁场力F
磁场强弱
新知讲解:
一、磁感应强度
思考: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,且小磁针静止时所受的合力为零。
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。
磁场不仅能对磁体有作用力,还对通电导体有作用力!
F
IL
将一根直导线水平悬挂在磁体两极间,导线的方向与磁场的方向垂直。有电流通过时,导线将摆动一定角度,通过摆动角度大小比较导线受力的大小。
新知讲解:
实验:探究影响通电导线受力的因素
新知讲解:
一、磁感应强度 B
1.定义:
在磁场中,垂直于磁场方向的通电直导线受到的力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值,叫做磁场的磁感应强度。
2.公式:
适用条件:电流与磁场垂直
比值定义式
B与F、I、L无关,由磁场本身决定。
3.单位:特斯拉 符号:T 1 T = 1 N / ( A·m )
4.物理意义:描述磁场强弱的物理量。
矢量,既有大小,又有方向。
1.把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,图中能正确反映各量间关系的是( )
课堂练习:
BC
新知讲解:
磁感应强度与电场强度的比较:
磁感应强度 B 电场强度 E
物理意义
定义式
大小
方向
场的 叠加
单位
描述电场的力的性质的物理量
由磁场决定,与检验电流无关
由电场决定,与检验电荷无关
磁感线切线方向或
小磁针N极受力方向
电场线切线方向或
放入该点正电荷受力方向
合磁感应强度等于
各磁场的磁感应强度的矢量和
合电场强度等于
各电场的场强的矢量和
描述磁场的力的性质的物理量
2.下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中,错误的是( )
A. 电场强度的方向与电荷所受静电力的方向相同
B. 电场强度的方向与正电荷所受的静电力的方向相同
C. 磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同
D. 磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同
课堂练习:
A
解析:
电场强度的方向就是正电荷所受的静电力的方向,A错误,B正确;磁场中某点磁感应强度的方向,就是放在该点的小磁针N极受力的方向,C正确;也就是小磁针静止时N极所指的方向,D正确。
新知讲解:
二、匀强磁场
1.定义:
如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同,这个磁场叫做匀强磁场。
2.常见的匀强磁场:
相隔很近的异名磁极
两个平行放置的通电线圈
通电螺线管内部的磁场
适用条件:
①匀强磁场;② B⊥S 。
新知讲解:
三、磁通量 Φ
1.物理意义:穿过某一平面的磁感线的净条数。
2.定义:在磁感应强度 B 的匀强磁场当中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为 S ,B 和 S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量。
3.公式:
磁通量
垂直有效的面积( m2 )
匀强磁场的磁感应强度( T )
3.单位:韦伯 符号:Wb 1 Wb = 1 T·m2
解析:
垂直磁场方向上的投影面积: S⊥=Scos60°=0.2 m2
穿过线圈的磁通量:
Φ=BS⊥=0.12 Wb
线圈以cd为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直
此时通过线圈的磁通量:
Φ1=-BS =-0.24 Wb
故磁通量的变化量:
ΔΦ=|Φ1-Φ|=0.36 Wb
3.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,则穿过线圈的磁通量 Φ 为多少?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?
课堂练习:
新知讲解:
三、磁通量 Φ
4.磁通量的理解:
(1)磁通量是标量,但有正、负。
当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。
(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面,正向磁通量大小为 Φ1 ,反向磁通量大小为 Φ2 ,则穿过该平面的合磁通量 Φ = Φ1-Φ2 。
(3)线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关。
新知讲解:
四、地磁场
1. 地球是一个巨大的磁体。
2.地球周围空间存在的磁场叫地磁场。
3.地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近,但两者并不完全重合,它们之间的夹角称为磁偏角。
课 堂 小 结
4.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°,则穿过框架平面的磁通量为________;若从初始位置转过90°角,则穿过框架平面的磁通量为________;若从初始位置转过180°角,则穿过框架平面的磁通量变化量大小为________。
BS
0
2BS
0.5BS
课堂练习:
5.两个圆环 A、B 如图所示放置,且半径 RA>RB ,一条形磁铁的轴线过两个圆环的圆心处,且与圆环平面垂直,则穿过 A、B 环的磁通量ΦA和ΦB的关系是( )
A. ΦA>ΦB     B. ΦA=ΦB
C. ΦA<ΦB     D. 无法确定
课堂练习:
C
解析:
因为有两个方向的磁感线穿过线圈,磁通量应是抵消之后所剩余的磁感线的净条数。磁感线有进有出,A、B环向外的磁感线条数一样多,但A环向里的磁感线条数较多,抵消得多,净剩条数少,所以ΦA<ΦB,故C正确。

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