13.2 磁感应强度 磁通量（导学案）【含答案解析】- 高二物理（人教版2019必修第三册）.docxVIP

第2节磁感应强度磁通量

导学案

【学习目标】

1、在实验基础上，类比电场强度，定义描述磁场强弱和方向的物理量一一磁感应强度，并进一步体会微元法和利用物理量之比定义物理量的方法。

2、知道磁感应强度的定义，知道其方向，大小、定义式和单位。会用磁感应强度的定义式进行有关计算。

3、知道匀强磁场的特点。

4、知道磁通量，会计算在匀强磁场中通过某一面积的磁通量。

5、了解中国古代在指南针使用方面的情况，激发学生的民族自豪感。

【学习重难点】

学习重点：磁感应强度概念的建立，理解磁感应强度的物理意义。

学习难点：寻找描述磁场强弱和方向的物理量。

【知识回顾】

1、电场的基本性质：对放入其中的电荷有电场力的作用。

磁场的基本性质：对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用。

2、电场强度E=F

3、匀强电场：强弱、方向处处相同的电场。其电场钱为一组间隔相同的平行直线。

【自主预习】

1、磁场的方向：规定小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场的方向。

2、电流元：是理想化物理模型，很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL。

3、通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与I和L的乘积IL成正比。

4、磁感应强度（符号：B）：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。定义式：B=FIL。国际单位：特斯拉，简称特，符号T。磁感应强度是矢量

5、磁通量是B与S的乘积，符号：Φ，公式：Φ＝BS，国际单位：韦伯，简称韦，符号Wb。磁通量是标量，但有正负，表示磁感线从正面穿进还是从负面穿进。

【课堂探究】

第一部分探究磁场的强弱和方向

思考1：类比电场强度的方向，磁场的方向是怎样规定的？

电场中，规定正试探电荷的受力方向为电场强度的方向。

类似的，磁场中，规定小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场的方向。

思考2：电场强度E的大小是怎样定义的？能否用测量N极受力的大小来确定磁场的强弱？

电场中，某点的试探电荷所受电场力与其电荷量的比值，E=

不能用N极受力的大小来确定磁场的强弱。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场的强弱。

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。

注意：①电流源是理想模型，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。

思考3：通电导线所受到的磁场力与哪些因素有关？怎样研究这些因素通电导线所受磁场力的影响？

影响通电导线受力的因素：磁场、放置位置、电流大小、磁场中导线长度。

用控制变量法：

保持相同的磁场，通电导线与磁场方向垂直。

当磁铁较宽时，可视为匀强磁场。

滑动变阻器可以改变电流的大小。

改变导线接入电路中的长度可以改变L。

实验现象：

①保持导体长度L不变，改变电流的大小。

现象：电流I增大，导线摆动的角度增大；电流I减小，导线摆动的角度减小。

②保持电流I不变，改变导线的长度。

现象：通电导线L变长，导线摆动的角度增大；通电导线L变短，导线摆动的角度减小。

【视频】探究影响通电导线受力的因素。

精确的实验表明：通电导线与磁场方向垂直时，当L不变，I越大，F越大，即F∝I；当I不变，L越长，F越大，即F∝L。所以有F∝IL，即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

思考4：将上述结论写成等式是什么样的？

F＝BIL。式中B与导线的长度和电流的大小都没有关系。但是，在不同情况下，B的值是不同的：即使是同样的I、l，在不同的磁场中，或在非均匀磁场的不同位置，一般说来，导线受的力也是不一样的。看来，B正是我们要寻找的能表征磁场强弱的物理量——磁感应强度。

第二部分磁感应强度

磁感应强度（符号：B）：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。

定义式：B

国际单位：特斯拉，简称特，符号T。

思考1：根据磁感应强度的定义式，其单位的换算关系是怎样的？1T=1N

思考2：磁感应强度是矢量还是标量？

磁感应强度是矢量，方向与该点磁场的方向一致。

磁感应强度是描述磁场的强弱和方向的物理量。

说明：

①B与L、I、F无关，与场源和该点在场中的位置有关。

②用B=FIL计算时，导线电流的方向与磁场方向必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，

③若某一空间同时存在几个磁场，空间的磁场应由这几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度为B，则有：B＝B1+B2+B3……（矢量和），用平行四边形法则运算。

对比磁感应强度和电场强度

比较项目

磁感应强度B

电场强度E

物理意义

描述磁场的性质

描述电场的性质

定义式

共同点

用比值的形式定义

特点

通电导线与B垂直，

B与F、I、L无关

E与F、