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第十三章 电磁感应与电磁波初步
第二节 磁感应强度 磁通量
目 录/
1.
学习目标
2.
情景导入
3.
新课讲解
4.
小试牛刀
5.
课堂小结
PART 01
学习目标
学习目标
1.知道磁感应强度的定义，理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位，并会用定义式进行相关计算
2.知道匀强磁场，知道匀强磁场磁感线的特点
3.理解磁通量的概念，会计算匀强磁场重通过某一面积的磁通量
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
PART 02
情境导入
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，小磁体却只能吸起几枚铁钉。磁场有强弱之分，那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？
PART 03
新课讲解
对放入其中的电荷有电场力的作用
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
电场强度:试探电荷所受电场力跟电荷量的比值
方向：正试探电荷的受力方向
如何描述电场的强弱和方向？
温故知新
电场的基本性质是什么？
+
F
+
+Q
+q
F
E
如何描述磁场的强弱和方向
学习目标
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新课讲解
小试牛刀
课堂小结
磁感应强度的方向
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。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
+Q
+q
F
E
思考：我们是否能用类似的方法来研究磁场的强弱呢？
测量小磁针 N 极受力的大小来确定磁感应强度的大小？
不能，N 极不能单独存在
小磁针 N 极和 S 极受力方向相反
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱？
思考：磁场除对磁体有作用力外，还对谁有作用力？
电流元：很短的一段通电导线中的电流 I 与导线长度 L 的乘积 IL。
①理想模型
②不存在孤立的电流元
③可以用较长的通电导线来检验匀强磁场
类似于电场中的检验电荷
通电导体
学习目标
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新课讲解
小试牛刀
课堂小结
实验中的变量
磁场（磁场不变）
导线长度
导线在磁场中的放置方式（通电导线与磁场方向垂直）
导线中的电流
控制变量法
探究通电导线在磁场中的受力与哪些因素有关？
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
探究通电导线在磁场中的受力与哪些因素有关？
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
①保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小
电流越大，受力越大
②保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度
长度越长，受力越大
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
F∝L
F∝I
F∝IL
N
S
I
N
S
I
N
S
N
S
I
N
S
I
N
S
I
N
S
2I
N
S
I
I
思考： 最终的形式是什么样子？
F∝IL
学习目标
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小试牛刀
课堂小结
分析了很多实验事实后人们认识到：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。
①式中B 是比例系数，它与导线长度和电流大小都没有关系。
F = BIL
②在同一磁场中，无论IL如何变化，B都是相同的。
③在不同磁场中，B 一般不同。
B 是能够反映磁场性质的物理量，是由磁场自身决定的，是客观存在
应用条件：通电导线与磁场方向垂直
学习目标
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小试牛刀
课堂小结
（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）定义式：
（3）单位：
特斯拉，简称特，符号是T
（4）方向：磁感应强度是矢量，方向与该点磁场的方向一致
磁感应强度
（不成比例关系）
学习目标
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新课讲解
小试牛刀
课堂小结
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
磁感应强度与电场强度的比较
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
1T=1N/(A)
1N/C=1V/
E=F/q
B=F/IL
学习目标
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新课讲解
小试牛刀
课堂小结
（1） 定义：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小 和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场
②通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)：
这部分磁场有什么特点？
（2）产生方法：
①距离很近的两个异名磁极之间的磁场(除边缘部分外)：
③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：
匀强磁场
学习目标
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小试牛刀
课堂小结
图中A、B两处磁感线的疏密不同，这种不同如何来体现呢？也就是说，我们是怎样判断出A、B两处磁感线的疏密是不同的？
磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。
A
B
在A、B两处，垂直于纸面方向取同样的面积S ，穿过相同面积磁感线条数多的地方磁感线就密，磁感应强度就大，磁场就强。
研究电磁感应现象时，需要明确穿过某一面积的磁感线的多少，和它的变化情况，我们引入一个新的物理量——磁通量。
学习目标
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小试牛刀
课堂小结
设在磁感应强度为 B 的匀强磁场中， 有一个与磁场方向垂直的平面，面积为 S。则 B 与 S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量 。
Φ=BS
（S为标量， 表示与磁场方向垂直的平面面积）
（1）定义：
（2）公式：
（3）单位：
韦伯，符号：Wb 1Wb=1T·m2
磁通量表示穿过这个面的磁感线条数
磁通量
学习目标
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小试牛刀
课堂小结
Φ=BS
①当BS垂直时
②当B∥S时，磁通量Φ=0
③当磁场 B 与面积 S 不垂直：
Φ=BScosθ（θ为S与S'的夹角）S'为S在垂直磁场方向上的投影
S`
B
S
（
θ
Φ=BS⊥
(有效面积)
=Scosθ
磁场方向的投影
磁通量的计算
学习目标
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小试牛刀
课堂小结
PART 04
小试牛刀
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
1.通电螺线管的电流方向如图所示，内部产生的磁场可认为匀强磁场，磁感应强度大小为B。在螺线管的中轴线上有一沿轴线向上的很长的直线电流，以O点为圆心垂直于轴线的平面内有一圆，圆直径上有a、b两点，直线电流在a、b两点产生的磁感应强度大小也为B，下列说法正确的是( )
A.通电螺线管产生的磁场方向沿轴线向下
B.a、b两点合磁场的方向相反
C.a、b两点合磁场的磁感应强度大小均为0
D.a、b两点合磁场的磁感应强度大小均为
D
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
答案：D
解析：A.根据右手螺旋定则可知，通电螺线管产生的磁场方向沿轴线向上，故A错误；
B.直线电流在a点产生的磁场的方向沿切线指向外，在b点产生的磁场方向沿切线指向里，所以a、b两点合磁场的方向垂直，故B错误；
CD.a、b两点合磁场的磁感应强度大小均为
故C错误，D正确。
学习目标
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小试牛刀
课堂小结
2.如图，现有四条完全相同的垂直于纸面放置的长直导线，横截面分别位于一正方形abcd的四个顶点上，长直导线分别通有方向垂直于纸面的恒定电流I，其中a、b处电流方向向里，c、d 处电流方向向外。已知通电长直导线周围距离为r处磁场的磁感应强度大小为 ，式中常量 ，I 为电流大小。忽略电流间的相互作用，若a 处电流在 正方形的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为 ，则O点处实际的磁感应强度的大小为( )
A. B.
C. D.
D
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
答案：D
解析：根据安培定则，ac 处电流在O点的磁场方向均指向b，bd 处电流在O点的磁场方向均指向c。结合题意，a 处电流在正方形的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为 ，电流均为I，则O点处实际的磁感应强度的大小为
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
3.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a 和 b ，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量 、 的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.无法比较
A
学习目标
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新课讲解
小试牛刀
课堂小结
答案：A
解析：在永久磁铁的内部，所有的磁感线都由 S 极到 N 极，而在外部，从 N 极回到 S 极构成闭合曲线。穿过某一面积的磁通量应为穿过的磁感线条数的代数和，在 a、b 圆环的中心，磁铁所在处，所有的磁感线应向上穿出，而在外部；一部分磁感线穿进，使磁通量减少，由于 b 环的面积大于 a 环的面积，穿进的磁感线数量较多，其磁通量的代数和比 a 环少。
PART 05
课堂小结
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
① 磁感应强度
（1）大小： （导线与磁场垂直）
（2）单位：特斯拉，简称特，符号是 T，即
（3）方向：小磁针在该处静止时 N 极所指的方向，也是该点的磁感线的切线方向.
匀强磁场：如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫作匀强磁场.匀强磁场是一种理想化的模型，距离很近的两个平行异名磁极之间（边缘除外）、通电螺线管内部（边缘除外）的磁场可以认为是匀强磁场.匀强磁场的磁感线是一系列间隔相等的平行直线.
定义式，B 的大小只由磁场本身决定，与 F、I、l 均无关
1
2
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
磁通量
（1）定义：闭合回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通.
（2）公式： ，其中 S 为平面在垂直于磁感应强度 B 方向的投影面积.磁通量大小与线圈的匝数无关.
（3）磁通量的变化量：
有效面积
3
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