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(共33张PPT)
磁感应强度 磁通量
【学习目标】
1．知道磁感应强度的定义及物理意义。
2．理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位。
3．知道匀强磁场的概念及特点。
4．知道磁通量的概念，会计算磁通量的大小。
磁体之间的相互作用
通电导线之间的相互作用
磁体与通电导线之间的相互作用
磁体之间、通电导线之间、磁体和通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的。
【课内互动探究】
磁场有方向，小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向
磁场有强弱
巨型电磁铁吸引成吨的钢铁
条形磁体吸引碎铁屑
磁场看不见、摸不着，我们如何研究呢？
想一想
一、磁感应强度
定量描述磁场的强弱和方向
类比思考
如何描述电场的强弱和方向呢
电场
电场力F
检验电荷q
比值定义法
确定的位置F正比于q
电场强度
表示电场的性质
检验电荷是为了研究源电荷电场的性质
而引入的，它的引入不能改变源电荷的
电场，所以这个电荷应该是电荷量和体
积都很小的点电荷，是一种理想模型。
借鉴电场的研究方法，我们如何研究磁场？
想一想
利用磁场的性质---对放入其中的磁体或通电导线有力的作用，通过磁体或通电导线在磁场中的受力情况来描述磁场的强弱和方向。
I
小磁针、通电导线
研究方法
磁感应强度的方向
规定：小磁针静止时N极所指的方向（即N极的受力方向）为该点的磁感应强度的方向
思考：可以利用小磁针受力情况来定义磁感应强度的大小吗？
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
I
通电导线
思考：对引入的通电导线是否有要求呢？有什么要求？
磁感应强度的大小
通电导线的长度要很短，这样其对所处磁场影响不大，也便于用它来研究磁场各点的性质。
I
电流元Il
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
磁感应强度的大小
孤立的电流元并不存在，如果我们要研究的那部分磁场的强弱、方向都是一样的，我们就可以用比较长的通电导线进行实验，从结果中推知电流元的受力情况。
理想模型
通电导线在磁场中受力可能与哪些因素有关？
探究影响通电导线受力的因素
通电导线的长度
导线中的电流大小
通电导线在磁场中受力
导线在磁场中的放置方向
通电导线长度一定，研究通电导线受力与电流的关系
导线中的电流大小一定，研究通电导线受力与通电长度的关系
通电导线在磁场中受力
（导线与磁场方向垂直）
为了便于研究，我们选择最简单的情形，导线垂直于磁场方向放置，采用控制变量法研究受力与电流、导线长度的关系。
探究影响通电导线受力的因素
探究影响通电导线受力的因素
改变电流I 读数1 读数2 读数3 读数4 读数5 读数6
电流大小I/A 0.051 0.100 0.151 0.199 0.249 0.299
导线受力F/N 0.004 0.008 0.012 0.016 0.020 0.024
导线受力与电流的比值F/I 0.078 0.080 0.079 0.080 0.800 0.080
改变导线长度L 读数1 读数2 读数3 读数4
导线长度L/cm 0.100 0.200 0.302 0.402
导线受力F/N 0.015 0.300 0.046 0.061
导线受力与导线长度的比值F/L 0.150 0.150 0.152 0.152
实验结论
分析了实验事实后得出，通电导线与磁场方向垂直时，导线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。
F正比于L
F正比于I
引入比例系数B
B与导线的长度和电流的大小都没有关系,在不同的磁场中,或在非均匀磁场的不同位置,B不同,所以B正是我们要寻找的表征磁场强弱的物理量——磁感应强度
磁感应强度
（通电导线与磁场方向垂直）
定义式：
定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的力F跟电流I和导线长度L的乘积IL之比定义为磁感应强度。
特斯拉Nikola Tesla
（1856—1943）
单位：
特斯拉 （特）T
1T=1
方向：规定小磁针静止时N极所指的方向（即N极的受力方向）为该点的磁感应强度的方向
注意：
① B 与导线的长度和电流的大小无关
②在不同的磁场中或者非均匀磁场的不同位置， B 的值不同
磁感应强度的矢量性
d
b
a
如图，a、b是两根通有大小相等、方向相反电流的直导线，请画出它们连线的中垂线上d点的磁感应强度B的方向。
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
1.磁感应强度由通电导线的长度、电流及导线受力决定吗？
B与L、I、F无关，与磁场本身和该点在磁场中的位置有关
3.磁感应强度的物理意义是什么？
2.用 计算时，要注意什么问题？
通电导线与磁场方向的关系，要注意两者必须垂直
物理意义：B是表示磁场强弱和方向的物理量，是描述磁场力的性质的物理量，是矢量，合成与分解运算遵循平行四边形定则
想一想？
BCD
【针对训练】
电场
磁场
磁场的基本性质：对磁体、通电导线有力的作用
类比
引入探测物描述“场”的性质
小结
定量描述电场—电场强度
电场看不见、摸不着
电场的基本性质：对电荷有力的作用
引入试探电荷
电场强度方向的规定
电场强度大小的定义
定量描述磁场—磁感应强度
磁场看不见、摸不着
引入小磁针、电流元
磁感应强度方向的规定
磁感应强度大小的定义
理想模型
物理量之比定义新物理量
磁感应强度B 电场强度E
物理意义
定义式 共同点 特点
方向
单位
描述磁场的性质
描述电场的性质
都是用比值的形式下定义
B＝F/(IL)，通电导线与B垂直，B与F、I、L无关
E＝F/q ，E与F、q无关
矢量,小磁针 N极受力方向
矢量，放入该点正电荷受力方向
1 T＝1 N/(A·m)
1 V/m＝1 N/C
磁感应强度B与电场强度E的比较
1、磁感应强度的大小相等、方向处处相同的磁场叫做匀强磁场
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）
（2）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
3、匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线
二、匀强磁场
类比电场线可知，磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。在甲图中，S1和S2两处磁感线的疏密不同，面积相同，穿过的磁感线条数不同；在乙图中，S1和S2两处磁感线的疏密不同，面积不相同，穿过的磁感线条数相同。
研究电磁感应现象时，我们需要了解穿过某一面积的磁感线的多少以及变化情况，为此引入磁通量这一物理量。
1. 定义：我们将匀强磁场的磁感应强度B 与垂直磁场的面积S 的乘积，叫作穿过这个面的磁通量，简称磁通。用Φ表示。 即：Φ=BS 。
Φ=BS
Φ=BS cosθ
在SI单位制中，磁通量的单位为：韦伯（Wb）。
三、磁通量
2．磁通量的正负
(1)磁通量是标量，但有正负，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，从另一面穿入时即为负值。
(2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为Φ1，反向磁通量大小为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2。
注意：S为有磁感线穿过的有效面积，如图所示，S
2. 在70周年国庆盛典上第一次亮相的“轰－6N”为国产新型远程战略轰炸机，
可进行空中受油，能够实现远程奔袭、大区域远航，防区外打击，全面提升
人民空军战略打击能力。该机两翼面积分别为16.5 m2，设北京上空地磁场的
竖直分量为0.42×10－4 T，试回答下列问题：
(1)穿过该机两翼的磁通量为多少？
(2)若该机花样表演翻转180°飞行，此过程中两机翼磁 通量变化量为多少？
【针对训练】
答案：(1)1.386×10－3 Wb　(2)2.772×10－3 Wb
解析：(1)据磁通量公式Φ＝BS得
Φ＝0.42×10－4×2×16.5 Wb＝1.386×10－3 Wb。
(2)磁通量的变化量ΔΦ＝2Φ＝2.772×10－3 Wb。
3.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)　
(3)
【课堂小结】
阅读课本P112“STSE 指南针与郑和下西洋”查阅资料，了解地磁场
作业
完成课本P113练习与应用

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