2018年高中物理第三章磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量參考課件教科版選修3 .ppt

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第三節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量,,,,,,,,,,,,核心要點(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,第三節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量,,課前自主學(xué)案,課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，知道其方向、大小、定義式和單位．2．會(huì)用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算．3．知道勻強(qiáng)磁場、磁通量的概念，會(huì)用磁通量的公式進(jìn)行簡單的計(jì)算．4．了解利用安培力測定磁感應(yīng)強(qiáng)度的原理．重點(diǎn)難點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解和應(yīng)用，磁通量的計(jì)算和應(yīng)用．,課前自主學(xué)案,一、磁感應(yīng)強(qiáng)度1．方向：小磁針靜止時(shí)_____所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，也是_____的方向．2．意義：描述磁場的____________的物理量，表示符號為___.3．定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線受到的________跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的______叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度．4．定義式：B＝______.5．單位：特斯拉，簡稱___，符號__,1__＝1.,N極,磁場,強(qiáng)弱及方向,B,安培力F,比值,特,T,T,二、勻強(qiáng)磁場1．定義：___________處處相同的磁場．2．磁感線：間隔相同的_______．3．實(shí)例：距離很近的兩個(gè)異名磁極間的磁場．4．當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線不垂直時(shí)，如圖3－3－1所示，電流方向與磁感線方向成θ角，通電導(dǎo)線所受的安培力為F＝_________.,強(qiáng)弱、方向,平行線,ILBsinθ,圖3－3－1,三、磁通量1．定義：勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B和與磁場方向______的平面面積S的乘積，即Φ＝____.2．單位：_____，簡稱韋，符號____,1____＝1Tm2.3．引申：B＝，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B又叫__________．,垂直,BS,韋伯,Wb,Wb,磁通密度,四、利用安培力測定磁感應(yīng)強(qiáng)度1．原理：利用通電導(dǎo)線在磁場中受到的________與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系測磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?．內(nèi)容：把矩形導(dǎo)線框吊在_________的一臂，使天平平衡．當(dāng)接通電流，矩形導(dǎo)線框的一條邊受到向下的安培力作用時(shí)，可在天平另一端加上_____．若當(dāng)所加砝碼重為mg時(shí)，天平再次平衡，可知此時(shí)線框所受安培力_________，由此可求得導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝______.,安培力,精密天平,砝碼,BIL＝mg,核心要點(diǎn)突破,2．磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小只取決于磁場本身的性質(zhì)，與F、I、L無關(guān)．3．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是磁場中小磁針靜止時(shí)N極所指的方向，或者是N極所受磁場力的方向，其大小根據(jù)電流元受力來計(jì)算．通電導(dǎo)線受力的方向不是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．4．磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式也適用于非勻強(qiáng)磁場，這時(shí)L應(yīng)很短很短，IL稱為“電流元”，相當(dāng)于靜電場中的“試探電荷”．5．我們要找的是磁場中某一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，因此要把電流元放入磁場中這一點(diǎn)，這要求電流元要足夠短．,D．磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與放在該點(diǎn)的小磁針N極所受磁場力方向一致,二、磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場強(qiáng)度E的比較,特別提醒：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場力的性質(zhì)的物理量，電場強(qiáng)度E是描述電場力的性質(zhì)的物理量，E的方向是該點(diǎn)正電荷的受力方向，B的方向與該點(diǎn)電流元所受力方向既不相同，也不相反，F(xiàn)的方向由后面學(xué)習(xí)的左手定則判定．(2)磁場與電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場強(qiáng)度有很多相似之處，學(xué)習(xí)中要加以類比、分析，找出其中的不同與相同之處，加深對兩組概念的理解．,解析：選A.電場強(qiáng)度的方向就是正電荷受的電場力的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是磁針N極受力的方向．只有A項(xiàng)錯(cuò)誤．,三、對磁通量的進(jìn)一步理解1．磁通量的計(jì)算(1)公式：Φ＝BS.適用條件：①勻強(qiáng)磁場；②磁感線與平面垂直．(2)在勻強(qiáng)磁場B中，若磁感線與平面不垂直，公式Φ＝BS中的S應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積．,2．磁通量的正負(fù)(1)磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，當(dāng)磁感線從某一面上穿入時(shí)，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時(shí)即為負(fù)值．(2)若同時(shí)有磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁通量為Φ1，反向磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量ΔΦ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1.(1)當(dāng)B不變，有效面積S變化時(shí)，ΔΦ＝BΔS.(2)當(dāng)B變化，S不變時(shí)，ΔΦ＝ΔBS.(3)B和S同時(shí)變化，則ΔΦ＝Φ2－Φ1.但此時(shí)ΔΦ≠ΔBΔS.,特別提醒：計(jì)算穿過某面的磁通量變化量時(shí)，要注意前、后磁通量的正、負(fù)值，如原磁通量Φ1＝BS，當(dāng)平面轉(zhuǎn)過180后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的變化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS.,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)3．有一個(gè)矩形線圈，線圈平面與磁場方向成α角，如圖3－3－2所示．設(shè)磁場為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈面積為S，則穿過線圈的磁通量為多大？,圖3－3－2,解析：這是一種線圈平面與磁場方向不垂直的情況，不能直接使用公式Φ＝BS來計(jì)算，應(yīng)該把S投影到與B垂直的方向上，投影面積為Ssinα，所以Φ＝BSsinα.答案：BSsinα,課堂互動(dòng)講練,【精講精析】根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，通電導(dǎo)線應(yīng)為“在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線”，本題A選項(xiàng)未注明導(dǎo)線放置的方向，所以是錯(cuò)誤的．通電導(dǎo)線若放置方向與磁場方向平行時(shí)，也不受磁場力作用，所以B選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的．在磁場場源穩(wěn)定的情況下，磁場內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(含大小和方向)都是唯一確定的，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電流導(dǎo)線無關(guān)．選項(xiàng)C正確．磁場方向是小磁針N極所受磁場力的方向，與通電導(dǎo)線所受磁場力的方向不同，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】C,變式訓(xùn)練1下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法正確的是()A．通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大B．通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大C．放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān),解析：選D.因?yàn)榇艌鲋心滁c(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場本身決定，與通電導(dǎo)線的受力及方向都無關(guān)，所以A選項(xiàng)錯(cuò)，D選項(xiàng)正確．因?yàn)橥妼?dǎo)線在磁場中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，而且與通電導(dǎo)線的取向有關(guān)，故B選項(xiàng)錯(cuò)．對C選項(xiàng)雖然勻強(qiáng)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等，但當(dāng)導(dǎo)線在各個(gè)位置的方向不同時(shí)，磁場力是不相同的(導(dǎo)線與磁場垂直時(shí)受磁場力最大，與磁場平行時(shí)受磁場力為零)，而C選項(xiàng)中沒有說明導(dǎo)線在各個(gè)位置的取向是否相同，所以C選項(xiàng)錯(cuò)．故正確答案為D.,在磁場中某一點(diǎn)放入一通電導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場垂直，導(dǎo)線長1cm，電流為5A，所受磁場力為510－2N．求：(1)這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？(2)若讓導(dǎo)線與磁場平行，這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？通電導(dǎo)線受到的磁場力多大？,【答案】(1)1T(2)1T0,變式訓(xùn)練2在勻強(qiáng)磁場中某處P放一個(gè)長度為L＝20cm、通電電流I＝0.5A的直導(dǎo)線，測得它受到的最大磁場力F＝1.0N，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場撤走，則P處磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A．零B．10T，方向豎直向上C．0.1T，方向豎直向下D．10T，方向肯定不沿豎直向上的方向解析：選D.磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由場源決定，與有沒有檢驗(yàn)電流無關(guān)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向規(guī)定為小磁針靜止時(shí)N極所指的方向，不是電流元的受力方向，故D正確．,如圖3－3－3所示，線圈平面與水平方向夾角θ＝60，磁感線豎直向下，線圈平面面積S＝0.4m2，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.6T，則穿過線圈的磁通量Φ為多少？,圖3－3－3,【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)磁通量公式Φ＝BS，其中B⊥S.(2)方法一：面積代入S在垂直磁場方向的投影．(3)方法二：磁感應(yīng)強(qiáng)度代入B垂直S方向的分量．,【精講精析】法一：把S投影到與B垂直的方向，則Φ＝BScosθ＝0.60.4cos60Wb＝0.12Wb.法二：把B分解為平行于線圈平面的分量B∥和垂直于線圈平面的分量B⊥，B∥不穿過線圈，且B⊥＝Bcosθ，則Φ＝B⊥S＝BcosθS＝0.60.4cos60Wb＝0.12Wb.,【答案】0.12Wb【規(guī)律總結(jié)】(1)當(dāng)B與S夾角為θ時(shí)，穿過S的磁通量為Φ＝BSsinθ＝BsinθS.(2)磁通量有正、負(fù)，但正、負(fù)號不代表方向，僅代表磁感線穿入或穿出．,變式訓(xùn)練3如圖3－3－4所示，面積是0.5m2的矩形導(dǎo)線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為20T的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場垂直，穿過該線圈的磁通量是多少？若線圈平面與磁場方向夾角為θ＝60，則穿過該線圈的磁通量又是多少？,圖3－3－4,解析：已知S＝0.5m2，B＝20T.(1)因?yàn)榫€圈平面與磁場垂直，所以Φ＝BS＝200.5Wb＝10Wb.(2)因?yàn)榫€圈平面與磁場方向夾角為60，所以Φ＝BSsinθ＝200.5cos30Wb＝8.66Wb.答案：10Wb8.66Wb,