磁感应强度磁通量(上课)

1、磁感应强度磁感应强度 磁通量磁通量 安培力的方向安培力的方向左手定则：左手定则： 左左- -力力 伸开左手，使大拇指跟其余伸开左手，使大拇指跟其余 四指垂直，并且跟手掌在同一个四指垂直，并且跟手掌在同一个 平面内平面内. . 把手放入磁场中，让磁感线把手放入磁场中，让磁感线( (垂直垂直) )穿入手心，穿入手心， 并使四指指向电流方向并使四指指向电流方向. . 拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的 受安培力的方向受安培力的方向 安培力安培力 磁场对电流的作用力磁场对电流的作用力. . 复习：复习： 强调强调: : 安培力安培力F F的方向与电流的方向与电

2、流I I和磁场和磁场B B的方向都垂直的方向都垂直. . 且与电流且与电流I I和磁场和磁场B B是否垂直无关！是否垂直无关！ 电流电流I I和磁场和磁场B B是否垂直会影响安培力的大小是否垂直会影响安培力的大小. . 安培力安培力F F垂直于由电流垂直于由电流I I和磁场和磁场B B决定的平面决定的平面. . B B I I F F I I I I F FB B F FI I 必然关系必然关系 人为关系人为关系 B BI I 1.1.用哪个物理量来描述电场的强弱和方向用哪个物理量来描述电场的强弱和方向? ? 用用电场强度电场强度E E来描述电场的强弱和方向来描述电场的强弱和方向. . 2.2

3、.电场强度是如何定义的？电场强度是如何定义的？ 方法：方法：将一试探电荷放在电场中分析电荷所受的将一试探电荷放在电场中分析电荷所受的电场力电场力 与试探电荷量的比值来定义的与试探电荷量的比值来定义的. . 定义式为定义式为 回回 顾顾 思考思考. .磁场对通电导线也能产生力的作用磁场对通电导线也能产生力的作用. .磁场也有强磁场也有强 弱和方向。弱和方向。 如何定义磁场的强弱和方向呢？如何定义磁场的强弱和方向呢？ E E由电场本身决定，与由电场本身决定，与F F、q q无关。无关。 说明：说明：描述电场是从描述电场是从电场力电场力入手的；入手的； 描述磁场也可以从描述磁场也可以从磁场力磁场力入

4、手入手. . F E= q 安培力安培力 磁场对电流的作用力磁场对电流的作用力. . 当电流方向与磁场方向当电流方向与磁场方向垂直垂直时（磁场一定）：时（磁场一定）： 精确实验表明：精确实验表明：通电导线在磁场中受的安培力大小，与通电导线在磁场中受的安培力大小，与 导线的长度导线的长度L L和导线中的电流和导线中的电流I I都都成正比成正比. . 即：即：FFI I，FL FL 或或 FFI IL L FBIL F B IL 1. 1.在磁场中某处，保持导线与磁场方向在磁场中某处，保持导线与磁场方向垂直垂直，导线，导线 所受的安培力所受的安培力F F跟跟I IL L的比值保持不变的比值保持不变

5、. . . .对不同的磁场对不同的磁场, ,或磁场中的不同处，比值或磁场中的不同处，比值F/F/I IL L一一 般是不同的般是不同的. . . .比值比值F/F/I IL L与放入的通电导线无关，反映了磁场本与放入的通电导线无关，反映了磁场本 身的特性身的特性. . B B- -比例系数比例系数. . -定义：磁感应强度定义：磁感应强度 控制变量法控制变量法 即垂直磁场方向的长即垂直磁场方向的长1m1m的导线，通入电流为的导线，通入电流为1A1A，如果，如果 受的磁场力为受的磁场力为1N,1N,则该处的磁感应强度则该处的磁感应强度B B为为1T.1T. 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受

6、在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受 的安培力的安培力F F跟电流跟电流I I和导线长度和导线长度L L的乘积的乘积I IL L的比值就是导的比值就是导 线所在处的磁感应强度线所在处的磁感应强度B. B. 磁感应强度是磁感应强度是矢量矢量，某点的小磁针，某点的小磁针N N极受力极受力 方向就是该点的磁感应强度的方向方向就是该点的磁感应强度的方向. . 特斯拉，简称特，符号特斯拉，简称特，符号T. 1T=1N/(A.m) T. 1T=1N/(A.m) 一、磁感应强度：一、磁感应强度： 1.1.定义：定义： 表示磁场的强弱表示磁场的强弱. .3.3.意义：意义： 2.2.定义式：定义式：B =F

7、/B =F/I IL L 4.4.单位：单位： 5.5.方向：方向： B B是由磁场本身决定的，与是由磁场本身决定的，与F F、I I、L L无关无关. . 6.6.特点：特点： 7.7.磁感应强度与磁感线的关系磁感应强度与磁感线的关系 a.a.磁感应强度的方向磁感应强度的方向-磁感线上各点的切线方向磁感线上各点的切线方向. . b.b.磁感线的疏密反映了磁感应强度的大小磁感线的疏密反映了磁感应强度的大小. . 8.8.匀强磁场匀强磁场 a.a.特点：特点：磁感应强度的大小和方向处处相同。磁感应强度的大小和方向处处相同。 磁感线的分布是平行、均匀的直线。磁感线的分布是平行、均匀的直线。 b.b

8、.匀强磁场存在空间：匀强磁场存在空间： (1)(1)两个距离很近的较大异名磁极之间两个距离很近的较大异名磁极之间. . (2)(2)通电螺线管内部的磁场通电螺线管内部的磁场( (边缘除外边缘除外).). 一磁感应强度（一磁感应强度（B B） B B B B B B B B 1.1.安培力的大小：安培力的大小：F =B F =BI IL L 2.2.适用条件：适用条件： 导线导线L L与磁场与磁场B B方向垂直方向垂直. . 匀强磁场匀强磁场. . 则则 F=BF=BI.I.LsinLsin 当当=90=90o o(B(BL L) )时，安培力最大，时，安培力最大，F Fm m=BIL.=BIL

9、. 当当=0=0或或=180=180o o ( (B B L L) )时，安培力为零，时，安培力为零，F=0.F=0. 3.3.若若B B与与L L有夹角有夹角： 二、安培力的大小计算二、安培力的大小计算 匀强磁场中，匀强磁场中，垂直垂直磁感应强度的方向，放置一段通磁感应强度的方向，放置一段通 电直导线，通电直导线所受安培力电直导线，通电直导线所受安培力F F就等于电流就等于电流I I和和 导线长导线长L L的乘积的乘积B BI IL L。 L L导线与磁场垂直的有效长度导线与磁场垂直的有效长度. . 练习 决定式决定式 B BI I L L LSinLSin：垂直有效长度垂直有效长度 如图，

10、如图，b b、c c、d d处三根通电直导线垂直纸面处三根通电直导线垂直纸面 放置，电流大小相同，放置，电流大小相同，a a位于位于bdbd中点且中点且ad=abad=ab, ,则则 a a点的磁感应强度方向是点的磁感应强度方向是: : A.A.垂直纸面指向纸里垂直纸面指向纸里 B.B.垂直纸面指向纸外垂直纸面指向纸外 C.C.沿纸面由沿纸面由a a指向指向b b D.D.沿纸面由沿纸面由a a指向指向c c 三三. .磁感应强度叠加磁感应强度叠加 磁场是磁场是矢量矢量，如果空间存在多个磁场，则某，如果空间存在多个磁场，则某 点的总磁场就是该点的磁场的合磁场点的总磁场就是该点的磁场的合磁场.

11、. 磁场的合成遵从平行四边形定则磁场的合成遵从平行四边形定则. . B Bb b B Bd d BcBc b b d d a a c c 四、磁通量：四、磁通量： 1.1.定义定义: : 面积为面积为S S，垂直垂直匀强磁场匀强磁场B B放置，则放置，则B B与与S S 乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用表示表示. . 2.2.公式：公式： =B=BS S 注意：注意：要求要求B B与面积与面积S S要垂直要垂直. . B- B-匀强磁场匀强磁场 3.3.单位：单位： 韦伯（韦伯（WbWb） 1Wb=1T1Wb=1Tm m2 2=1V.S=1V.S =B=BS S

12、垂直有效垂直有效 不垂直时：不垂直时： B.ScosB.Scos或或Bcos.SBcos.S 如右图，线圈有一半放在匀如右图，线圈有一半放在匀 强磁场中，则强磁场中，则= BS/2BS/2 4.4.说明：说明： (1)(1)磁通量表示穿过这个面的磁感线条数磁通量表示穿过这个面的磁感线条数. . (2)(2)磁通量与线圈的匝数无关磁通量与线圈的匝数无关. . 又磁通量公式又磁通量公式=B=BS S可得：可得： B= S 磁感应强度又叫磁感应强度又叫磁通密度磁通密度. . 磁感应强度在数值上等于垂直磁场方向上单位面积内磁感应强度在数值上等于垂直磁场方向上单位面积内 的磁通量（磁感线条数）的磁通量（

13、磁感线条数）. . 磁感应强度的单位磁感应强度的单位T T，也可为，也可为Wb/mWb/m2 2. . (3) (3)定性判定磁通量大小时，可根据穿过线定性判定磁通量大小时，可根据穿过线 圈的磁感线条数圈的磁感线条数. . P P Q Q 如图，比较线圈在如图，比较线圈在P P点和点和Q Q点和点和 M M点的磁通量大小点的磁通量大小. . M M 无须考虑线框面积无须考虑线框面积. . 0B|S时，当 结论：结论： 穿过某个面的磁感线条数越多，穿过某个面的磁感线条数越多，就越大就越大. . 5. 5.磁通量不但有大小，而且有方向，但是却磁通量不但有大小，而且有方向，但是却 是标量是标量. .

14、遵从代数运算法则遵从代数运算法则. . 如图：若规定图如图：若规定图1 1向下为向下为 正，则图正，则图2 2向上就为负向上就为负. . 而图而图3 3中的总磁通量就为零中的总磁通量就为零. . 同一条磁感线两次穿过同同一条磁感线两次穿过同 一面积，则不计入总磁通量一面积，则不计入总磁通量. . 例例1 1：一个面积是一个面积是S S的面，垂直匀强磁场的面，垂直匀强磁场B B放置，放置， 则穿过该面的磁通量则穿过该面的磁通量= = . . 如果该面转动过如果该面转动过6060则则 穿过该面的磁通量为穿过该面的磁通量为 . . 如果该面转动过如果该面转动过180180则穿则穿 过该面的磁通量改变

15、了过该面的磁通量改变了 . . BSBS BS/2BS/2 2BS2BS 例例2 2：如图，在条形磁铁中部如图，在条形磁铁中部 垂直套有垂直套有A A、B B两个圆环，试分析两个圆环，试分析 穿过穿过A A环、环、B B环的磁通量谁大环的磁通量谁大? ? B BA A S N B A 例例3.3.如图，通有恒定电流的直导线如图，通有恒定电流的直导线MNMN与闭合与闭合 金属框共面，将金属框由位置金属框共面，将金属框由位置I I向右向右平移到位置平移到位置 ，则穿过金属框的磁通量如何变化，则穿过金属框的磁通量如何变化? ? I I I M M N N 将金属框由位置将金属框由位置I I向下向下平

16、移到平移到 位置位置，则穿过金属框的磁通量，则穿过金属框的磁通量 如何变化？如何变化？ 将金属框由位置将金属框由位置I I向左向左平移到平移到 位置位置，则穿过金属框的磁通量，则穿过金属框的磁通量 如何变化？如何变化？ 将金属框在位置将金属框在位置I I转动转动180180o o，( (位置不变位置不变) )， 则穿过金属框的磁通量如何变化？则穿过金属框的磁通量如何变化？ 1.1.关于磁通量，下列说法中正确的是（）关于磁通量，下列说法中正确的是（） A.A.磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越 大大 B.B.穿过线圈的磁通量为零，该处的磁感强度不一穿

17、过线圈的磁通量为零，该处的磁感强度不一 定为零定为零 C.C.磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过线圈的磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过线圈的 磁通量也越大磁通量也越大 D.D.同一个磁场中穿过线圈的磁通量大小可用穿过同一个磁场中穿过线圈的磁通量大小可用穿过 线圈磁感线条数来衡量线圈磁感线条数来衡量 练习练习 2 2、下列那些情况下穿过线圈的磁通量发生、下列那些情况下穿过线圈的磁通量发生 了变化（）了变化（） 3 3、矩形线圈、矩形线圈abcdabcd位于通电直导线附近，且位于通电直导线附近，且 开始时与导线在同一平面内，线圈的两条边开始时与导线在同一平面内，线圈的两条边 与导线平行，如图。下

18、列哪些情况下穿过线与导线平行，如图。下列哪些情况下穿过线 圈的磁通量发生了变化（圈的磁通量发生了变化（ ） A.A.线圈向上平动线圈向上平动 B.B.线圈向右平动线圈向右平动 C.C.以以bcbc边为轴转动边为轴转动 D.D.线圈不动线圈不动, ,增大导线中的电流增大导线中的电流 结结 束束 问题讨论问题讨论 1.1.磁场中放一根与磁场方向垂直的长磁场中放一根与磁场方向垂直的长1cm1cm的的 通电导线，它的电流强度是通电导线，它的电流强度是2.5A2.5A，它受到的安，它受到的安 培力为培力为5 51010-2 -2N N，则这个位置的磁感应强度是 ，则这个位置的磁感应强度是 多大？多大？

19、如果把导线中的电流强度增大到如果把导线中的电流强度增大到5A5A时，这时，这 一点的磁感应强度应是多大？一点的磁感应强度应是多大？ 答案：答案：2T2T 答案：答案：2T2T 如果把导线中的撤出磁场，这一点的磁感如果把导线中的撤出磁场，这一点的磁感 应强度应是多大？应强度应是多大？ 答案：答案：2T2T 2.2.下列说法正确的是下列说法正确的是_ A.A.电荷处在电场强度为零的地方，受到的电场力电荷处在电场强度为零的地方，受到的电场力 一定为零一定为零 B.B.一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方，一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方， 受到的安培力一定为零受到的安培力一定为零 C.C.一

20、小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则 该处磁感应强度为零该处磁感应强度为零 D.D.电荷在某处不受电场力的作用电荷在某处不受电场力的作用, ,则该处电场为零则该处电场为零 A B DA B D 3. 3.下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A.A.磁场中某处磁感强度的大小，等于长为磁场中某处磁感强度的大小，等于长为L L， 通以电流通以电流I I的一小段导线放在该处时所受磁场力的一小段导线放在该处时所受磁场力F F 与乘积与乘积ILIL的比值的比值. . B. B.一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用，一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用， 则该处的磁感应强度为零则该处的磁感应强度为零. . C. C.因