2024_2025学年新教材高中物理第13章电磁感应与电磁波初步2磁感应强度磁通量学案新人教版必修第三册.docVIP

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磁感应强度磁通量

[核心素养·明目标]

核心素养

学习目标

物理观念

(1)知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位。

(2)知道匀强磁场的定义、磁通量的概念。

科学思维

(1)通过试验、类比和分析的方法建立磁感应强度的概念，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)会用磁感应强度的定义式进行有关计算。

(3)会计算在匀强磁场中通过某一面积的磁通量。

科学探究

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。

科学看法与责任

了解中国古代在指南针运用方面的状况，激发民族骄傲感。

学问点一磁感应强度

1．电流元：很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il。

2．限制变量法探究影响通电导线受力的因素

如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是匀称的。

(1)保持磁场中导线长度不变，变更电流大小，视察直导线摇摆角度大小来比较磁场力大小。

(2)保持电流大小不变，变更磁场中导线长度，通过视察直导线摇摆角度大小比较磁场力大小。

(3)试验结论：直导线与磁场垂直时，它受力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。

3．磁感应强度

(1)定义：在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫磁感应强度。

(2)公式：B＝eq\f(F,Il)。

(3)单位：国际单位是特斯拉，简称特，国际符号是T,1T＝1eq\f(N,A·m)。

1：思索辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)由B＝eq\f(F,Il)可知，B与F成正比，与Il成反比。 (×)

(2)磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极受力的方向。 (√)

(3)由B＝eq\f(F,Il)可知，一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则说明该处无磁场。 (×)

学问点二匀强磁场与磁通量

1．匀强磁场

(1)定义：假如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)特点：磁感线是间隔相等的平行直线。

(3)实例：①距离很近的两个平行放置的异名磁极之间的磁场，除边缘部格外，可以认为是匀强磁场，如图所示。

②两个平行放置较近的线圈通电时，其中间区域的磁场近似为匀强磁场，如图所示。

2．磁通量

(1)定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。

(2)计算公式：Φ＝BS。

(3)单位：在国际单位制中是韦伯，简称韦，符号是Wb，1Wb＝1T·m2。

2：思索辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)磁感应强度大小到处相等的区域是匀强磁场。 (×)

(2)在匀强磁场中面积越大，磁通量肯定越大。 (×)

(3)磁感应强度的大小等于垂直穿过单位面积的磁通量。 (√)

考点1对磁感应强度的理解

甲乙

(1)图甲中小磁针能定量反映磁场的强弱吗？

(2)磁场对通电导线有力的作用，如图乙所示，能通过通电导线受力的大小来推断磁场的强弱吗？通过怎样的试验来验证这些猜想？

(3)在磁场的同一位置，无论怎样变更I、l，F与Il的比值是变更的吗？

提示：(1)不能。(2)能，利用限制变量法，保持电流和导线长度不变，由导线摇摆角度大小推断导线受力的大小可以推断磁场的强弱。(3)不变。

1．磁感应强度的确定因素

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。即使不放入载流导线，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。

2．对定义式B＝eq\f(F,Il)的理解

(1)B＝eq\f(F,Il)是磁感应强度的定义式，其成立的条件是通电导线必需垂直于磁场方向放置。因为在磁场中某点通电导线受力的大小除和磁场强弱、电流I和导线长度l有关以外，还和导线的放置方向有关。

(2)导线在磁场中的放置方向不同，所受磁场力也不相同。当通电导线与磁场方向平行时，通电导线受力为零，所以我们不能依据通电导线受力为零来判定磁感应强度B的大小为零。

(3)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时l应很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“摸索电荷”。

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。

磁感应强度定义的理解

【典例1】关于磁感应强度，下列说法正确的是()

A．由B＝eq\f(F,Il)可知，B与F成正比，与Il成反比

B．通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，假如将通电