3.2磁感应强度解析.ppt

* 导入新课 磁体的磁性 强弱是不同 螺丝刀只能吸起几根导线，而有的磁铁能吸起很多重物。 第三章 磁场 3.2 磁感应强度 与电场强度相对应，我们本可以把描述磁场强弱的物理量叫做磁场强度。但历史上，磁场强度已经用来表示另一个物理量，因此物理学中用磁感应强度来描述磁场的强弱。 一、磁感应强度的方向 不同的磁铁磁性是不同的，磁体磁性的强弱表现为他产生的磁场对磁性物体和通电导线的吸引能力，也就是说，磁场有强弱之分。 我们回顾一下电场强度的检测方法： 在被检测的电场中放入一个试探电荷，通过试探电荷的受力来判断电场的方向。 人们很容易想到，把一枚可以转动的小磁针作为检验用的磁体放在磁场中的某一点，观察他的受力情况，由此来描述磁场。 小磁针总有两个磁极，它在磁场中受力后，一般情况下将会转动。小磁针静止后，它的指向就确定了，显示出这一点的磁场对小磁针N极和S极的作用力方向。 物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向。简称磁场方向。 但是N极不能单独存在，因而不可能测量N极受力的大小，也就不可能确定磁感应强度的大小了。 磁场除了对磁体有作用力，还对通电导线有作用力。可以用一段通电导线来检测磁场的强度。 二、磁感应强度的大小 把一段通电直导线放在磁场里，当导线方向与磁场方向垂直时，电流所受的安培力最大；当导线与磁场方向一致时，电流所受的安培力最小，等于零；当导线方向与磁场方向斜交时，所受的安培力介于最大值和最小值之间。为了简单起见，我们研究导线方向与磁场方向垂直时的安培力以此来探究磁感应强度大小。 在物理学中，把很短的一段通电导线中的电流I，与导线的长度L的乘积IL叫做电流元。但要使导线中有电流，就要把它连到电源上，所以孤立的电流元是不存在的。实际上要用相当长的通电导线。不过如果做实验的那部分磁场的强弱、方向都是一样的，就是匀强磁场，我们也可以用比较长的通电导线 进行试验，从结果中推知一小段 电流元的受力情况。 还记得电场强度E是怎样推导的吗？ 滑动变阻器可以改变电流的大小 两轨道间ab的长度为导线的长度 蹄形磁铁较宽，可视为匀强磁场 但是L怎样变化呢？ 探究 影响通电导线受力的因素 如图，三块相同的体形磁铁并列放在桌子上，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线水平悬挂在磁铁的两极间，导线的方向与磁感应强度的方向垂直。 改进后的实验装置 有电流通过时导线将摆动一个角度，通过摆动角度的大小可以比较导线受力的大小。分别接通“2、3”和“1、4”，可以改变导线通电部分的长度。电流由外部电路控制。 先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。观察这两个因素对导线受力的影响。 实验内容： 实验发现： 通电导线长度一定时，电流越大，导线受到的力就越大，即观测到的摆动角度会比较大；电流一定时，通电导线越长，导线受到的力也越大，摆动幅度同样增大。 我们也可以仿照电场强度的推导方法对磁场中的F、I、L的关系事先作出推导。 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，又与导线的电流I成正比，即与I和L的乘积IL成正比。用公式表示为 F=BIL 由于安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中的受力叫做安培力。 式中的B是比例系数，它与导线的长度和电流的大小都没关系。但是在不同的情况下，B的值是不同的：即使是同样的I、L,在不同的磁场中，或在磁场中的不同位置，一般说来导线受的力也不一样。看来，B正是我们寻找的表征磁场强度的物理量——磁感应强度。 由此，在导线与磁场垂直的最简单情况下 磁感应强度有大小也有方向，因此是矢量，可以像电场强度一样跟据平行四边形原则进行叠加。 磁感应强度 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的安培力F跟电流I和导线长度L乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度。 定义： 定义式： （注意：磁感应强度B由磁场本身决定，与F、I、L无关。） 单位： 特［斯拉］ T 矢量： 磁感应强度是矢量，方向与该点磁场方向相同。 原子和表面的磁场 约1012 中子星表面的磁场