第十三章 2 磁感应强度 磁通量(课件 教案)高中物理 人教版(2019)必修 第三册

资源下载
  1. 二一教育资源

第十三章 2 磁感应强度 磁通量(课件 教案)高中物理 人教版(2019)必修 第三册

资源简介

2 磁感应强度 磁通量
[学习目标] 1.理解磁感应强度的概念,会利用磁感应强度的定义式进行相关计算(重点)。2.知道什么是匀强磁场以及匀强磁场的特点。3.学会根据平行四边形定则处理磁场叠加的问题(重难点)。4.理解磁通量的概念,会计算磁通量的大小(难点)。
一、磁感应强度 匀强磁场
1.电场强度E的大小是通过试探电荷受力定义的,E=。能否用类似的方法,测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小?
答案 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,因而不能通过测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小。
2.在利用如图所示装置进行“探究影响通电导线受力的因素”的实验时,我们更换磁性强弱不同的磁体,按实验步骤完成以下实验探究:
保持I与l不变,按磁性从弱到强更换磁体,观察悬线摆动的角度变化,发现磁体磁性越强,悬线摆动的角度越大,表示通电导线受的力越    ,力F与Il的比值越    ,即B=越     ,这表示B能反映磁场的     。
答案 大 大 大 强弱
1.磁感应强度
(1)电流元: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叫作电流元。(理想化的物理模型)
(2)定义:在磁场中垂直磁场方向的通电导线,所受的力F跟电流I和长度l的乘积Il的比值叫磁感应强度。
(3)定义式:B=。
(4)磁感应强度在国际单位制中的单位是特斯拉,简称特,符号为T。
1 T=1 N/(A·m)。
(5)磁感应强度是矢量,既有大小又有方向。方向就是该处小磁针静止时N极所指的方向,叠加遵循平行四边形定则。
2.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,这个磁场叫作匀强磁场。
(2)产生方法:
①距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场(边缘部分除外)。
②通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外)。
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。
(3)匀强磁场的磁感线:一些间隔相等的平行直线,如图所示。
例1 (多选)(2026·聊城市高二检测)关于磁感应强度的定义式B=,下列说法正确的是(  )
A.若某电流元未受到磁场的作用力,该位置的磁感应强度不一定为零
B.磁感应强度B是标量
C.根据定义式可知,磁场中某点的磁感应强度B与F成正比,与IL成反比
D.该定义式采用了比值定义法,反映磁场本身的性质,与是否存在电流元无关
答案 AD
解析 当电流元与磁场方向平行时,即使磁感应强度不为零,电流元也不受力,故A正确;磁感应强度是矢量,故B错误;磁感应强度B由磁场本身决定,与F和IL无关,故C错误;定义式B=为比值定义法,B的大小仅由磁场性质决定,与电流元无关,故D正确。
1.在定义式B=中,通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线受力的大小,除和磁场强弱有关以外,还和导线的方向有关,导线放入磁场中的方向不同,所受磁场力一般不相同。
2.B的大小与F、I、l无关。通电导线受力为零的地方,磁感应强度B的大小不一定为零,可能是由于电流方向与B的方向在一条直线上。
例2 (多选)物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系。与磁感应强度的国际单位等效的有(  )
A. B.
C. D.
答案 AB
解析 根据公式B=和I=可得1 T=1=1=1,故选A、B。
二、磁感应强度矢量的叠加
如果空间有两个磁体,它们产生的磁场的磁感应强度分别为B1、B2,那么该空间的合磁感应强度为B1+B2吗?
答案 B为矢量,它的叠加遵循平行四边形定则,所以合磁感应强度不一定为B1+B2。
例3 如图是三根平行直导线的截面图,若它们的电流大小都相同,B、D中电流垂直纸面向外,C中电流垂直纸面向里。如果AB=AC=AD,则A点的磁感应强度的方向(  )
A.由A指向B B.垂直纸面向外
C.由A指向D D.垂直纸面向里
答案 C
解析 根据右手螺旋定则判断通电直导线在A点处所产生的磁场方向,如图所示。直导线B在A点产生磁场与直导线D在A点产生磁场大小相等,方向相反,则合磁感应强度为零;而直导线C在A点产生磁场,方向为沿纸面由A指向D,即A点磁感应强度的方向由A指向D。故选C。
例4 (2025·海南省部分学校高二检测)如图所示,纸面内固定有四条长直绝缘导线L1、L2、L3、L4,组成“井”字正方形,O为中心。每条导线中通以图示方向、大小均为I的电流。整个系统处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中(磁场未画出),O点磁感应强度为零。现将L4撤去,其他条件不变,则O点的磁感应强度(  )
A.大小为B0,方向垂直纸面向外
B.大小为B0,方向垂直纸面向里
C.大小为B0,方向垂直纸面向外
D.大小为B0,方向垂直纸面向里
答案 C
解析 四条导线中电流大小相同,每条导线在中心O点产生的磁感应强度大小相同设为B,由右手螺旋定则知,每条导线在O点产生的磁场均垂直纸面向里,又O点的磁感应强度为零,有4B=B0,解得B=B0,撤去L4,其他条件不变,由磁感应强度的叠加原理,可知O点磁感应强度大小BO=B0-B0=B0,方向垂直纸面向外,故选C。
 电流产生的磁场叠加问题的解题思路
(1)应用安培定则判断各电流在某点分别产生的磁感应强度的方向(过该点磁感线的切线方向,即与点和导线的连线垂直)。
(2)根据平行四边形定则,利用合成法或正交分解法进行合成,求得合磁感应强度。
三、磁通量
1.定义:匀强磁场中磁感应强度B和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积。即Φ=BS。
2.拓展:磁感应强度B与平面不垂直时,这个面在垂直于磁场方向的投影面积S'与磁感应强度B的乘积表示磁通量。Φ=BS'=BScos θ,如图所示。
3.单位:国际单位是韦伯,简称韦,符号是Wb,1 Wb=1 T·m2。
4.引申:B=,表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。
5.磁通量的正、负
(1)磁通量是标量,但有正、负。当磁感线从某一面穿入时,磁通量为正值,则磁感线从此面穿出时磁通量为负值。
(2)若沿相反方向的磁感线穿过同一平面,且正向磁通量为Φ,反向磁通量为Φ',则穿过该平面的磁通量Φ总=Φ-|Φ'|。
(3)形象地说,磁通量大小等于磁感线相抵消之后剩余的磁感线的条数,即净条数。
例5 (2026·扬州市高二期中)面积为S的矩形线框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面成θ角(θ=37°),如图所示。当线框以ab为轴顺时针转过90°的过程中,穿过bcda的磁通量的变化量的大小(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(  )
A.0.2BS B.0.6BS C.0.8BS D.1.4BS
答案 D
解析 穿过abcd的磁通量的变化量的大小ΔΦ=BScos 37°+BSsin 37°=1.4BS,故选D。
例6 (改编自教材)如图,匀强磁场的磁感应强度B为0.2 T,方向沿z轴的正方向,且线段MN、DC相等,长度为0.4 m,线段NC、EF、MD、NE、CF相等,长度为0.3 m,通过面积SMNCD、SNEFC、SMEFD的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3,下列说法正确的是(  )
A.Φ1=0.024 Wb B.Φ2=0.018 Wb
C.Φ3=0.03 Wb D.Φ3=0
答案 B
解析 由于磁感应强度B平行于平面MNCD,根据磁通量的定义可知,通过面积SMNCD的磁通量为Φ1=0,故A错误;根据磁通量的定义可知,通过面积SNEFC的磁通量为Φ2=0.2×0.3×0.3 Wb=0.018 Wb,故B正确;由于面积SMEFD垂直于磁场方向上的投影面积等于面积SNEFC,根据磁通量的定义可知,通过面积SMEFD的磁通量为Φ3=Φ2=0.018 Wb,故C、D错误。
课时对点练
[分值:65分]
[1~7题,每题4分]
考点一 磁感应强度 匀强磁场
1.下列关于磁感应强度的说法正确的是(  )
A.磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量
B.一小段通电导线在磁场的某点不受力的作用,则该点的磁感应强度一定为0
C.公式B=适用于任何磁场
D.若一小段通电导线长为l、电流为I,在磁场中某处受磁场力为F,则磁感应强度的大小一定是B=
答案 A
解析 磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量,故A正确;如果通电导线与磁场平行,导线也是不受力的,但是磁感应强度不为0,故B错误;只有当l很短,磁场与通电导线垂直时,公式B=才适用于一切磁场,故C错误;只有当这一小段导体与磁场垂直时,磁感应强度才是B=,故D错误。
2.(多选)在匀强磁场中,垂直于磁场方向放置一根长度为20 cm、电流大小为1 A的直导线,导线受到的磁场力大小为0.2 N,则(  )
A.匀强磁场的磁感应强度大小为1 T
B.匀强磁场的磁感应强度大小为0.01 T
C.将通电直导线从磁场中撤走,磁感应强度大小仍为1 T
D.将通电直导线从磁场中撤走,磁感应强度大小变为0
答案 AC
解析 磁感应强度大小B==1 T,磁感应强度由磁场自身决定,与是否放置导线、导线长度、电流大小无关,选项A、C正确。
3.(多选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置,如图所示,已知电流元的电流I、长度l和受力F,则可以用表示磁感应强度B的是(  )
答案 AC
解析 当通电导线垂直于磁场方向时,可用表示B,由题知A、C正确,B、D错误。
考点二 磁感应强度矢量的叠加
4.(2025·大连市高二期末)如图所示,通有等大同向电流的两长直导线水平放置且关于O点对称,导线中的电流垂直于纸面向里,A与A'连线垂直于两导线的连线,且两点到O点距离相同,下列说法正确的是(  )
A.O点的磁感应强度为零
B.O点的磁感应强度比A点大
C.A点的磁场方向水平向左
D.A'点的磁场方向水平向右
答案 A
解析 两导线在O点产生的磁场的磁感应强度大小相等,方向相反,叠加后的磁感应强度为零,故A正确;由安培定则可知两导线在A点产生的磁感应强度方向水平向右,故C错误;由以上分析可知,O点的磁感应强度比A点小,故B错误;由安培定则可知两导线在A'点产生的磁感应强度方向水平向左,故D错误。
5.三根平行的长直导体棒分别过正三角形A最大BC的三个顶点,并与该三角形所在平面垂直,各导体棒中均通有大小相等的电流,方向如图所示。则三角形的中心O处的合磁场方向为(  )
A.平行于AB,由A指向B
B.平行于BC,由B指向C
C.平行于CA,由C指向A
D.由O指向C
答案 A
解析 根据安培定则,电流A在O处产生的磁场方向平行于BC,且由C指向B,电流B在O处产生的磁场方向平行于AC,且由A指向C,电流C在O处产生的磁场方向平行于AB,且由A指向B,由于三导线电流大小相同,到O点的距离相同,根据平行四边形定则,则合磁场的方向平行于AB,由A指向B。故A正确,B、C、D错误。
考点三 磁通量
6.如图所示,竖直放置的闭合线框abcd可绕ab边转动,abcd的一半(下半部分)处于水平向右的匀强磁场B中,此位置穿过线框的磁通量为Φ。当abcd绕ab顺时针转过45°时,穿过线框的磁通量为Φ',则(  )
A.Φ'=Φ
B.Φ'<Φ
C.Φ'>Φ
D.因abcd面积未知,无法比较
答案 A
解析 设abcd的面积为S,当其顺时针转过45°,线框在竖直方向的投影面积S'=Scos 45°=S>S,根据磁通量的定义有Φ=BS,即穿过abcd面的磁感线的条数不变,有Φ'=Φ,故选A。
7.(2025·扬州市高二期末)如图所示,长直导线中通有向上的恒定电流,矩形线框与长直导线共面,线框在位置1和位置2时穿过线框的磁通量分别为Φ1、Φ2,位置1处磁场方向及Φ1、Φ2大小关系正确的是(  )
A.垂直于线框平面向里,Φ1>Φ2
B.垂直于线框平面向里,Φ1<Φ2
C.垂直于线框平面向外,Φ1>Φ2
D.垂直于线框平面向外,Φ1<Φ2
答案 D
解析 根据安培定则,导线左侧磁场方向垂直纸面向外,线框在位置2更靠近导线,磁感应强度B更大,根据Φ=BS可知在位置2磁通量更大,即Φ1<Φ2。
[8~10题,每题6分]
8.(2026·宿迁市高二期中)在磁感应强度为B0、方向水平向左的匀强磁场中,垂直匀强磁场水平放置一根长直通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里。在以直导线为圆心的同一圆周上,BD为平行匀强磁场的直径,AC为垂直匀强磁场的直径,A、B、C、D四点中,磁感应强度最大的点是(  )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
答案 A
解析 根据安培定则,通电直导线在A、B、C、D点产生的磁场如图所示,直导线在A、B、C、D四点的磁感应强度大小相同,均为B1,方向如图;根据平行四边形定则,A、B、C、D各个点的磁场情况中,C点磁感应强度为两磁感应强度之差的绝对值,最小;A点磁感应强度为两磁感应强度之和,最大;B、D两点的磁感应强度大小均为BB=BD=,介于最大值和最小值之间,故选A。
9.(2026·宿迁市高二期中)水平放置的直导线MN通有电流,该电流在导线所处竖直平面内的磁场分布如图所示,磁场中有一圆心在MN上的圆形区域。若MN中的电流随时间增大,则圆形区域磁通量(  )
A.增大 B.不变
C.减小 D.无法确定
答案 B
解析 由题图可知,导线周围的磁场关于导线对称分布,由于圆心在通电导线上,所以圆形区域的磁通量为0;若MN中的电流随时间增大,圆形区域的磁通量仍然为0,因此磁通量不变化,故选B。
10.(2026·浙南名校联盟高二期中)如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,放置在该平面上的两根通电导线cd、ef,平行于ab且关于ab对称,分别通有同向电流I1、I2,且I1>I2。若两根导线始终保持平行,并以相等的速度大小沿垂直于ab的方向匀速向ab靠拢(即相向运动),则在此过程中,穿过该圆面积的磁通量将(  )
A.逐渐变小
B.逐渐变大
C.始终为零
D.不为零,但始终保持不变
答案 B
解析 根据安培定则可知,通电导线cd在圆形区域产生的磁场方向向上,通电导线ef在圆形区域产生的磁场方向向下,由于I1>I2,故该圆形区域磁场方向向上;两根导线以相等的速度大小向ab匀速靠拢,两根通电导线在圆形区域产生磁场的磁感应强度都变大,由于I1>I2,通电导线cd在圆形区域产生磁场的磁感应强度增加量较大,圆形区域的面积不变,故穿过该圆形面积的磁通量逐渐变大。故选B。
11.(11分)如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请算出通电螺线管中的磁感应强度B的大小。
已知:CD段导线长度为L=4×10-2 m,天平平衡时钩码重力为G=4×10-5 N,通过导线的电流为I=0.5 A。
答案 2×10-3 T
解析 由题意知,I=0.5 A,G=4×10-5 N,L=4×10-2 m。根据安培定则,通电螺线管内部产生的磁场方向沿水平方向,故电流天平平衡时,CD段导线所受磁场力的大小等于钩码的重力,即F=G。由磁感应强度的定义式得B== T=2×10-3 T,所以,通电螺线管中的磁感应强度B的大小为2×10-3 T。
[8分]
12.(2026·浙江部分学校高二检测)如图所示,AC是四分之一圆弧,O为圆心,A、C处各有一垂直纸面的通电直导线,电流大小相等,方向均垂直纸面向里,整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场(未画出),O处的磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是(  )
A.两通电直导线相互排斥
B.C处直导线在O处产生的磁感应强度大小为B
C.若将A处直导线移走,则O处的磁感应强度大小变为B,方向水平向右
D.若将A处直导线中的电流反向、大小不变,则O处的磁感应强度方向竖直向上
答案 D
解析 两平行导线中的电流方向相同,同向电流相互吸引,A错误;设A、C两导线在O处产生的磁感应强度大小为B0,空间还有一个磁感应强度大小为B的匀强磁场,在三部分磁场共同叠加下,O处的磁感应强度恰好为零,根据B=B0,可得B0=B,B错误;若将A处直导线移走,则O处的磁感应强度大小与原来A导线在O处的磁感应强度等大反向,则BO=B,方向竖直向上,C错误;若将A处直导线移走,则O处的磁感应强度方向向上,若将A处直导线中的电流反向、大小不变,它在O处的磁感应强度方向也向上,两部分向上的磁感应强度叠加,合磁感应强度方向也向上,D正确。(共49张PPT)
磁感应强度 磁通量
<2>
学习目标
1.理解磁感应强度的概念,会利用磁感应强度的定义式进行相关计算(重点)。
2.知道什么是匀强磁场以及匀强磁场的特点。
3.学会根据平行四边形定则处理磁场叠加的问题(重难点)。
4.理解磁通量的概念,会计算磁通量的大小(难点)。
内容索引
课时对点练
一、磁感应强度 匀强磁场
二、磁感应强度矢量的叠加
三、磁通量
1.电场强度E的大小是通过试探电荷受力定义的,E=。能否用类似的方法,测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小?
一、磁感应强度 匀强磁场
答案 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,因而不能通过测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小。
2.在利用如图所示装置进行“探究影响通电导线受力的因素”的实验时,我们更换磁性强弱不同的磁体,按实验步骤完成以下实验探究:
保持I与l不变,按磁性从弱到强更换磁体,观察
悬线摆动的角度变化,发现磁体磁性越强,悬线摆动的角度越大,表示通电导线受的力越  ,力F与Il的比值越  ,即B=越  ,这表示B能反映磁场的   。



强弱
1.磁感应强度
(1)电流元:在物理学中,把很短一段通电导线中的 与 的乘积 叫作电流元。(理想化的物理模型)
(2)定义:在磁场中 磁场方向的通电导线,所受的力F跟电流I和长度l的乘积Il的比值叫磁感应强度。
(3)定义式:B=___。
梳理与总结
电流I
导线长度l
Il
垂直
(4)磁感应强度在国际单位制中的单位是 ,简称特,符号为 。
1 T=1 N/(A·m)。
(5)磁感应强度是矢量,既有大小又有方向。方向就是该处小磁针静止时N极所指的方向,叠加遵循 。
特斯拉
T
平行四边形定则
2.匀强磁场
(1)定义:如果磁场中各点的磁感应强度的 ,这个磁场叫作匀强磁场。
(2)产生方法:
①距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场(边缘部分除外)。
②通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外)。
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。
(3)匀强磁场的磁感线:一些间隔 的 直线,如图所示。
大小相等、方向相同
相等
平行
(多选)(2026·聊城市高二检测)关于磁感应强度的定义式B=,下列说法正确的是
A.若某电流元未受到磁场的作用力,该位置的磁感应强度不一定为零
B.磁感应强度B是标量
C.根据定义式可知,磁场中某点的磁感应强度B与F成正比,与IL成反比
D.该定义式采用了比值定义法,反映磁场本身的性质,与是否存在电流
元无关

例1

当电流元与磁场方向平行时,即使磁感应强度不为零,电流元也不受力,故A正确;
磁感应强度是矢量,故B错误;
磁感应强度B由磁场本身决定,与F和IL无关,故C错误;
定义式B=为比值定义法,B的大小仅由磁场性质决定,与电流元无关,故D正确。
1.在定义式B=中,通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线受力的大小,除和磁场强弱有关以外,还和导线的方向有关,导线放入磁场中的方向不同,所受磁场力一般不相同。
2.B的大小与F、I、l无关。通电导线受力为零的地方,磁感应强度B的大小不一定为零,可能是由于电流方向与B的方向在一条直线上。
总结提升
(多选)物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系。与磁感应强度的国际单位等效的有
A. B.
C. D.

例2

根据公式B=和I=可得1 T=1=1=1,故选A、B。
返回
如果空间有两个磁体,它们产生的磁场的磁感应强度分别为B1、B2,那么该空间的合磁感应强度为B1+B2吗?
二、磁感应强度矢量的叠加
答案 B为矢量,它的叠加遵循平行四边形定则,所以合磁感应强度不一定为B1+B2。
如图是三根平行直导线的截面图,若它们的电流大小都相同,B、D中电流垂直纸面向外,C中电流垂直纸面向里。如果AB=AC=AD,则A点的磁感应强度的方向
A.由A指向B B.垂直纸面向外
C.由A指向D D.垂直纸面向里

例3
根据右手螺旋定则判断通电直导线在A点处所产生的磁场方向,如图所示。直导线B在A点产生磁场与直导线D在A点产生磁场大小相等,方向相反,则合磁感应强度为零;而直导线C在A点产生磁场,方向为沿纸面由A指向D,即A点磁感应强度的方向由A指向D。故选C。
(2025·海南省部分学校高二检测)如图所示,纸面内固定有四条长直绝缘导线L1、L2、L3、L4,组成“井”字正方形,O为中心。每条导线中通以图示方向、大小均为I的电流。整个系统处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中(磁场未画出),O点磁感应强度为零。现将L4撤去,其他条件不变,则O点的磁感应强度
A.大小为B0,方向垂直纸面向外
B.大小为B0,方向垂直纸面向里
C.大小为B0,方向垂直纸面向外
D.大小为B0,方向垂直纸面向里

例4
四条导线中电流大小相同,每条导线在中心O点产生的磁感应强度大小相同设为B,由右手螺旋定则知,每条导线在O点产生的磁场均垂直纸面向里,又O点的磁感应强度为零,有4B=B0,解得B=B0,撤去L4,其他条件不变,由磁感应强度的叠加原理,可知O点磁感应强度大小BO=B0-B0=B0,方向垂直纸面向外,故选C。
电流产生的磁场叠加问题的解题思路
(1)应用安培定则判断各电流在某点分别产生的磁感应强度的方向(过该点磁感线的切线方向,即与点和导线的连线垂直)。
(2)根据平行四边形定则,利用合成法或正交分解法进行合成,求得合磁感应强度。
总结提升
返回
1.定义:匀强磁场中 和与磁场方向 的平面面积S的乘积。即Φ=BS。
2.拓展:磁感应强度B与平面不垂直时,这个面在垂直于磁场方向的____
_______与磁感应强度B的乘积表示磁通量。Φ=BS'=BScos θ,如图所示。
三、磁通量
3.单位:国际单位是 ,简称韦,符号是Wb,1 Wb=

4.引申:B=,表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。
磁感应强度B
垂直
投影
面积S'
韦伯
1 T·m2
5.磁通量的正、负
(1)磁通量是标量,但有正、负。当磁感线从某一面穿入时,磁通量为正值,则磁感线从此面穿出时磁通量为负值。
(2)若沿相反方向的磁感线穿过同一平面,且正向磁通量为Φ,反向磁通量为Φ',则穿过该平面的磁通量Φ总=Φ-|Φ'|。
(3)形象地说,磁通量大小等于磁感线相抵消之后剩余的磁感线的条数,即净条数。
(2026·扬州市高二期中)面积为S的矩形线框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面成θ角(θ=37°),如图所示。当线框以ab为轴顺时针转过90°的过程中,穿过bcda的磁通量的变化量的大小(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
A.0.2BS B.0.6BS
C.0.8BS D.1.4BS
例5

穿过abcd的磁通量的变化量的大小ΔΦ=BScos 37°+BSsin 37°=1.4BS,故选D。
(改编自教材)如图,匀强磁场的磁感应强度B为0.2 T,方向沿z轴的正方向,且线段MN、DC相等,长度为0.4 m,线段NC、EF、MD、NE、CF相等,长度为0.3 m,通过面积SMNCD、SNEFC、SMEFD的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3,下列说法正确的是
A.Φ1=0.024 Wb
B.Φ2=0.018 Wb
C.Φ3=0.03 Wb
D.Φ3=0
例6

由于磁感应强度B平行于平面MNCD,根据磁通量的定义可知,通过面积SMNCD的磁通量为Φ1=0,故A错误;
根据磁通量的定义可知,通过面积SNEFC的磁通量为Φ2=0.2×0.3×0.3 Wb
=0.018 Wb,故B正确;
由于面积SMEFD垂直于磁场方向上的投影面积等于面积SNEFC,根据磁通量的定义可知,通过面积SMEFD的磁通量为Φ3=Φ2=0.018 Wb,故C、D错误。
返回
课时对点练
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
对一对
12
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A AC AC A A A D A
题号 9 10 11 12
答案 B B 2×10-3 T D
考点一 磁感应强度 匀强磁场
1.下列关于磁感应强度的说法正确的是
A.磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量
B.一小段通电导线在磁场的某点不受力的作用,则该点的磁感应强度一定为0
C.公式B=适用于任何磁场
D.若一小段通电导线长为l、电流为I,在磁场中某处受磁场力为F,则磁感应
强度的大小一定是B=

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
基础对点练
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量,故A正确;
如果通电导线与磁场平行,导线也是不受力的,但是磁感应强度不为0,故B错误;
只有当l很短,磁场与通电导线垂直时,公式B=才适用于一切磁场,故C错误;
只有当这一小段导体与磁场垂直时,磁感应强度才是B=,故D错误。
12
2.(多选)在匀强磁场中,垂直于磁场方向放置一根长度为20 cm、电流大小为1 A的直导线,导线受到的磁场力大小为0.2 N,则
A.匀强磁场的磁感应强度大小为1 T
B.匀强磁场的磁感应强度大小为0.01 T
C.将通电直导线从磁场中撤走,磁感应强度大小仍为1 T
D.将通电直导线从磁场中撤走,磁感应强度大小变为0

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12

磁感应强度大小B==1 T,磁感应强度由磁场自身决定,与是否放置导线、导线长度、电流大小无关,选项A、C正确。
3.(多选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置,如图所示,已知电流元的电流I、长度l和受力F,则可以用表示磁感应强度B的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12


当通电导线垂直于磁场方向时,可用表示B,由题知A、C正确,B、D错误。
考点二 磁感应强度矢量的叠加
4.(2025·大连市高二期末)如图所示,通有等大同向电流的两长直导线水平放置且关于O点对称,导线中的电流垂直于纸面向里,A与A'连线垂直于两导线的连线,且两点到O点距离相同,下列说法正确的是
A.O点的磁感应强度为零
B.O点的磁感应强度比A点大
C.A点的磁场方向水平向左
D.A'点的磁场方向水平向右

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
两导线在O点产生的磁场的磁感应强度大小相等,方向相反,叠加后的磁感应强度为零,故A正确;
由安培定则可知两导线在A点产生的磁感应强度方向水平向右,故C错误;
由以上分析可知,O点的磁感应强度比A点小,故B错误;
由安培定则可知两导线在A'点产生的磁感应强度方向水平向左,故D错误。
12
5.三根平行的长直导体棒分别过正三角形A最大BC的三个顶点,并与该三角形所在平面垂直,各导体棒中均通有大小相等的电流,方向如图所示。则三角形的中心O处的合磁场方向为
A.平行于AB,由A指向B
B.平行于BC,由B指向C
C.平行于CA,由C指向A
D.由O指向C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案

12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
根据安培定则,电流A在O处产生的磁场方向平行于BC,且由C指向B,电流B在O处产生的磁场方向平行于AC,且由A指向C,电流C在O处产生的磁场方向平行于AB,且由A指向B,由于三导线电流大小相同,到O点的距离相同,根据平行四边形定则,则合磁场的方向平行于AB,由A指向B。故A正确,B、C、D错误。
12
考点三 磁通量
6.如图所示,竖直放置的闭合线框abcd可绕ab边转动,abcd的一半(下半部分)处于水平向右的匀强磁场B中,此位置穿过线框的磁通量为Φ。当abcd绕ab顺时针转过45°时,穿过线框的磁通量为Φ',则
A.Φ'=Φ
B.Φ'<Φ
C.Φ'>Φ
D.因abcd面积未知,无法比较

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
设abcd的面积为S,当其顺时针转过45°,线框在竖直方向的投影面积S'=Scos 45°=S>S,根据磁通量的定义有Φ=BS,即穿过abcd面的磁感线的条数不变,有Φ'=Φ,故选A。
12
7.(2025·扬州市高二期末)如图所示,长直导线中通有向上的恒定电流,矩形线框与长直导线共面,线框在位置1和位置2时穿过线框的磁通量分别为Φ1、Φ2,位置1处磁场方向及Φ1、Φ2大小关系正确的是
A.垂直于线框平面向里,Φ1>Φ2
B.垂直于线框平面向里,Φ1<Φ2
C.垂直于线框平面向外,Φ1>Φ2
D.垂直于线框平面向外,Φ1<Φ2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
根据安培定则,导线左侧磁场方向垂直纸面向外,线框在位置2更靠近导线,磁感应强度B更大,根据Φ=BS可知在位置2磁通量更大,即Φ1<Φ2。
12
8.(2026·宿迁市高二期中)在磁感应强度为B0、方向水平向左的匀强磁场中,垂直匀强磁场水平放置一根长直通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里。在以直导线为圆心的同一圆周上,BD为平行匀强磁场的直径,AC为垂直匀强磁场的直径,A、B、C、D四点中,磁感应强度最大的点是
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12
能力综合练
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12
根据安培定则,通电直导线在A、B、C、D点产生的磁场如图所示,直导线在A、B、C、D四点的磁感应强度大小相同,均为B1,方向如图;根据平行四边形定则,A、B、C、D各个点的磁场情况中,C点磁感应强度为两磁感应强度之差的绝对值,最小;A点
磁感应强度为两磁感应强度之和,最大;B、D两点的磁感应强度大小均为BB=BD=,介于最大值和最小值之间,故选A。
9.(2026·宿迁市高二期中)水平放置的直导线MN通有电流,该电流在导线所处竖直平面内的磁场分布如图所示,磁场中有一圆心在MN上的圆形区域。若MN中的电流随时间增大,则圆形区域磁通量
A.增大
B.不变
C.减小
D.无法确定

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
由题图可知,导线周围的磁场关于导线对称分布,由于圆心在通电导线上,所以圆形区域的磁通量为0;若MN中的电流随时间增大,圆形区域的磁通量仍然为0,因此磁通量不变化,故选B。
12
10.(2026·浙南名校联盟高二期中)如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,放置在该平面上的两根通电导线cd、ef,平行于ab且关于ab对称,分别通有同向电流I1、I2,且I1>I2。若两根导线始终保持平行,并以相等的速度大小沿垂直于ab的方向匀速向ab靠拢(即相向运动),则在此过程中,穿过该圆面积的磁通量将
A.逐渐变小
B.逐渐变大
C.始终为零
D.不为零,但始终保持不变

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
根据安培定则可知,通电导线cd在圆形区域产生的磁场方向向上,通电导线ef在圆形区域产生的磁场方向向下,由于I1>I2,故该圆形区域磁场方向向上;两根导线以相等的速度大小向ab匀速靠拢,两根通电导线在圆形区域产生磁场的磁感应强度都变大,由于I1>I2,通电导线cd在圆形区域产生磁场的磁感应强度增加量较大,圆形区域的面积不变,故穿过该圆形面积的磁通量逐渐变大。故选B。
12
11.如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请算出通电螺线管中的磁感应强度B的大小。
已知:CD段导线长度为L=4×10-2 m,天平平衡时钩码重力为G=4×10-5 N,通过导线的电流为I=0.5 A。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12
答案 2×10-3 T
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
由题意知,I=0.5 A,G=4×10-5 N,L=4×10-2 m。根据安培定则,通电螺线管内部产生的磁场方向沿水平方向,故电流天平平衡时,CD段导线所受磁场力的大小等于钩码的重力,即F=G。由磁感应强度的定义式得B== T=2×10-3 T,所以,通电螺线管中的磁感应强度B的大小为2×10-3 T。
12
12.(2026·浙江部分学校高二检测)如图所示,AC是四分之一圆弧,O为圆心,A、C处各有一垂直纸面的通电直导线,电流大小相等,方向均垂直纸面向里,整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场(未画出),O处的磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是
A.两通电直导线相互排斥
B.C处直导线在O处产生的磁感应强度大小为B
C.若将A处直导线移走,则O处的磁感应强度大小
变为B,方向水平向右
D.若将A处直导线中的电流反向、大小不变,则O处的磁感应强度方向竖直向上

尖子生选练
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12
两平行导线中的电流方向相同,同向电流相互吸引,A错误;
设A、C两导线在O处产生的磁感应强度大小为B0,空间还有一个磁感应强度大小为B的匀强磁场,在三部分磁场共同叠加下,O处的磁感应强度恰好为零,根据B=B0,可得B0=B,B错误;
若将A处直导线移走,则O处的磁感应强度大小与原来A导线在O处的磁感应强度等大反向,则BO=B,方向竖直向上,C错误;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12
返回
若将A处直导线移走,则O处的磁感应强度方向向上,若将A处直导线中的电流反向、大小不变,它在O处的磁感应强度方向也向上,两部分向上的磁感应强度叠加,合磁感应强度方向也向上,D正确。
本课结束
THANKS

展开更多......

收起↑

资源列表