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(共48张PPT)
第5章　初识电磁场与电磁波
第1节　磁场及其描述
第2课时　磁感应强度
核心素养：1.知道磁感应强度和匀强磁场的概念. 2.知道磁通量的概念，会计算磁通 量的大小. 3.通过实验、类比和分析的方法建立磁感应强度的概念，进一步体会比值 法定义物理量的方法. 4.探究通电导线受到的力与电流的大小、通电导线长度、磁感 应强度的关系. 5.通过体验由实验发现规律的乐趣，养成探究物理规律的良好习惯.
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研习任务一　磁感应强度
合作　讨论
实验室中的磁铁能吸引几只铁钉，而工地上的电磁铁却能吸引上吨重的物体 （如图所示）.可见不同磁体的磁性是不同的，那么如何定量描述不同磁体的磁 性强弱呢？
提示：类比电场强度定量描述电场的强弱，我们可以用一个类似的物理量描述磁 场的强弱.
垂直　
B　
特斯拉　
特　
矢量　
N极　
N极　
强弱　
方向　
核心　归纳
1. 磁感应强度的决定因素
磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导 线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关.即使不放入通电导 线，磁感应强度也照样存在，故不能说B与F成正比或B与Il成反比.
3. 磁感应强度B的方向
磁感应强度B是一个矢量，它的方向有以下3种表述方式：
（1）磁感应强度的方向就是该点的磁场方向.
（2）小磁针静止时N极所指的方向.
（3）小磁针N极受力的方向.
C. 在定义B的同时，也就确定了B与F、IL单位间的关系
AC
[训练1]　在磁场中某一点放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长1 cm，电流为5 A，所受磁场力为5×10－2 N. 求：
（1）这点的磁感应强度是多大？若电流增加为10 A，所受磁场力为多大？
答案：（1）1 T　0.1 N
（2）若让导线与磁场平行，这点的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？
解析：（2）磁感应强度B是磁场本身的性质，与F、I、l无关.若导线与磁场平行，磁 感应强度不变，即B＝1 T，而通电导线受到的磁场力为0.
答案：（2）1 T　0
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研习任务二　磁感应强度的叠加
核心　归纳
1. 原理：由于磁感应强度是矢量，若某区域有多个磁场叠加，该区域中某点的磁感 应强度就等于各个磁场在该点的磁感应强度的矢量和，可根据平行四边形定则求解.
2. 磁场叠加问题的一般解题思路
（1）确定磁场场源，如通电导线.
（2）定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁 场的大小和方向.如图所示为M、N在c点产生的磁场.
（3）应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场.
研习　经典
C
A. 5.0×10－5 T B. 1.0×10－4 T
C. 8.66×10－5 T D. 7.07×10－5 T
分析磁场叠加问题的注意点
1. 磁感应强度是矢量，若空间存在几个磁场，则空间某点的磁感应强度为各个 磁场单独在该点的磁感应强度的矢量和.
2. 对于磁场的叠加，应先确定有几个磁场，搞清楚每个磁场在该处的磁感应强 度的大小和方向，再根据平行四边形定则求矢量和.
3. 磁场的方向性比重力场、静电场的方向性复杂得多，要注意培养空间想象力.
D. B0
B
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课后提素养
×
√
×
×
×
A. 该点的磁场的方向
B. 该点小磁针静止时N极所指方向
C. 该点小磁针N极的受力方向
D. 该点小磁针S极的受力方向
解析：磁场方向为小磁针N极的受力方向，或者说小磁针静止时N极所指方向，同时 磁感应强度的方向就是磁场的方向.
ABC
A. 磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量
B. 若有一小段通电导体在磁场某点不受力的作用，则该点的磁感应强度一定为零
解析：磁感应强度的引入目的是用来描述磁场强弱的，因此选项A正确；通电导线若 放置方向与磁场方向平行时，也不受磁场力的作用，故选项B错误；根据磁感应强度 的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线”，选项C错误；在 磁场场源稳定的情况下，磁场中各点的磁感应强度（包括大小和方向）都是确定的， 与放入该点的检验电流、导线无关，故选项D错误.
A
A
A. 在B＝0的地方，F一定等于零
B. 在F＝0的地方，B一定等于零
C. 若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一定等于1 N
D. 若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T
A
A. 0
D. 2B0
C
A. 3 A B. 9 A C. 12 A D. 16 A
B
B. 3B
A
A. 磁感应强度只是描述磁场的强弱的物理量
B. 通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度一定为零
C. 通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度不一定为零
D. 放置在磁场中1 m的导线，通过1 A的电流，受到的力为1 N时，该处磁感应强度就 是1 T
C
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A. B由F、I和L决定
B. F由B、I和L决定
C. I由B、F和L决定
D. L由B、F和I决定
B
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A. 0.1 N B. 0.2 N C. 0.3 N D. 0.4 N
解析：F＝BIL＝0.2 N，这是导线在磁场中受到的磁场力的最大值，故B正确.
B
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A. a B. b C. c D. d
C
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解析：小磁针N极的指向为磁感线方向，直导线AB部分，电流从上到下，所以从上往 下看，直导线产生的磁场方向应为顺时针方向，所以小磁针a的N极应指向纸面外，A 错误；在通电螺线管E部分，由安培定则可知，在内部磁感线从右到左，故右端为螺 线管S极，左端为N极，在外部磁感线从N极到S极，所以小磁针b的N极应向右，小磁 针c的N极向左，B错误，C正确；在U形磁体D部分，由安培定则可知，左端为S极， 右端为N极，在外部磁场方向从右端指向左端，所以小磁针d的N极应向左，D错误.
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A. 7 T
B. 1 T
C. 5 T
D. 大于3 T，小于4 T
C
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A. 大小为B，方向沿OA方向
C. 大小为2B，方向沿OB方向
D. 大小为2B，方向沿OA方向
解析：由安培定则知导线A、B在O处所产生的磁感应强度大小相等，方向相反，相互 抵消，所以O处的磁感应强度即为导线C在O点所产生的磁感应强度，即大小为2B， 由安培定则可判定其方向沿OA方向，故D正确，A、B、C错误.
D
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A. O点处的磁感应强度为零
B. a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反
C. c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同
D. a、c两点处磁感应强度的方向不同
C
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解析：由安培定则可知，两导线在O点产生的磁场方向均竖直向下，合磁感应强度一 定不为零，故选项A错误；由安培定则，两导线在a、b两处产生的磁场方向均竖直向 下，由于对称性，电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b处产生磁场的磁 感应强度，电流M在b处产生磁场的磁感应强度等于电流N在a处产生磁场的磁感应强 度，所以a、b两处磁感应强度大小相等、方向相同，故选项B错误；根据安培定则判 断可知，两导线在c、d处产生的磁场分别垂直c、d两点与导线连线方向向下，且产生 的磁场的磁感应强度大小相等，由平行四边形定则可知，c、d两点处的磁感应强度大 小相等，方向均竖直向下，故选项C正确，D错误.
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8. 匀强磁场中长2 cm的通电导线垂直磁场方向放置，当通过导线的电流为2 A时，它 受到的磁场力大小为4×10－3 N.
（1）求磁感应强度B的大小；
答案：（1）0.1 T
（2）若导线长度不变，电流增大为5 A，求它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B的 大小.
解析：（2）若导线长度不变，电流增大为5 A，磁感应强度B不变，仍为0.1 T，磁场 力为F＝BI'l＝0.1×5×0.02 N＝0.01 N.
答案：（2）0.01 N　0.1 T
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[能力提升]
A
B
D
C
D
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解析：环形电流的磁场可以看成是若干微小的直线电流产生的磁场的叠加，根据安培 定则和矢量的合成可知，环形线圈内的磁场方向垂直纸面向里，则B＞0，离线圈越 远，磁感线越少，磁场强度降低，在轴心处磁场最弱从左向右强度先降低再升高，选 项D正确.
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B. 1∶1
C. 2∶1
A
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A. 流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为4B0，方向垂直纸面向里
B. 流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为7B0，方向垂直纸面向外
C. 流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为2B0，方向垂直纸面向里
D. 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为2B0，方向垂直纸面向外
CD
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解析：设直导线L1在a、b两点产生的磁场磁感应强度大小均为B1，方向均垂直纸面向 里；直导线L2在a、b两点产生的磁场磁感应强度大小均为B2，方向分别为垂直纸面向 外和垂直纸面向里；设垂直纸面向里为正，则由磁场的叠加可知a点：4B0＝B1－B2－ B0，b点：8B0＝B1＋B2－B0，解得B1＝7B0，B2＝2B0，流经L1的电流在a点产生的磁感 应强度大小为7B0，方向垂直纸面向里，选项A错误；流经L1的电流在b点产生的磁感 应强度大小为7B0，方向垂直纸面向里，选项B错误；流经L2的电流在b点产生的磁感 应强度大小为2B0，方向垂直纸面向里，选项C正确；流经L2的电流在a点产生的磁感 应强度大小为2B0，方向垂直纸面向外，选项D正确.
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