(四川专版)2014高考物理 第三章 第3节 磁感应强度 磁通量 新人教版选修3-1

1、第三章第3节理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点一知识点二知识点二知识点三知识点三考向一考向三随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练考向二3匀强磁场是指磁感应强度的大小和匀强磁场是指磁感应强度的大小和 方向处处相同的磁场。方向处处相同的磁场。4磁通量的大小为磁通量的大小为BS，其中，其中S为为 与与B垂直的平面面积，磁感应强度垂直的平面面积，磁感应强度B 也叫磁通密度。也叫磁通密度。自学教材自学教材 4方向方向 磁感应强度磁感应强度B是矢量，磁场中某点是矢量，磁场中某点B的方向即为该处磁的方向即为该处磁场的方向。场的方向。 5匀强磁场匀强磁场 (1)定义：在磁场的某个区

2、域内，如果各点的磁感应强度定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域的磁场叫做大小和方向都相同，这个区域的磁场叫做 磁场。磁场。匀强匀强 (2)匀强磁场的磁感线的特点：匀强磁场的磁感线的特点： 在匀强磁场中，磁感线是一组平行在匀强磁场中，磁感线是一组平行而且而且 的直线，如图的直线，如图331所示。所示。 (3)实例：实例： 距离很近的两个异名磁极之间的磁场。距离很近的两个异名磁极之间的磁场。 通电螺线管内中间部分的磁场。通电螺线管内中间部分的磁场。 (4)匀强磁场中安培力的计算匀强磁场中安培力的计算 当通电导线与磁场垂直时：当通电导线与磁场垂直时： F 。 当通

3、电导线与磁场方向成当通电导线与磁场方向成角时角时 FILB 。等距等距ILBILBsin重点诠释重点诠释 (2)磁感应强度磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与的大小只决定于磁场本身的性质，与F、I、L无关。无关。 (3)磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时N极所指的极所指的方向，其大小根据电流元受力来计算。通电导线受力的方向方向，其大小根据电流元受力来计算。通电导线受力的方向不是磁感应强度的方向。不是磁感应强度的方向。 (4)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很应很短很短，短很短，IL称为称为“电

4、流元电流元”，相当于静电场中的，相当于静电场中的“试探电荷试探电荷”。 (5)我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小，因此我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小，因此要把电流元放入磁场中某一点，这要求电流元要足够的短。要把电流元放入磁场中某一点，这要求电流元要足够的短。2磁感应强度与电场强度的比较磁感应强度与电场强度的比较磁感应强度磁感应强度B电场强度电场强度E方向方向共同点共同点矢量矢量不同点不同点小磁针小磁针N极受力方极受力方向向放入该点正电荷受力放入该点正电荷受力方向方向磁感应强度磁感应强度B电场强度电场强度E场的场的叠加叠加共同点共同点都遵从矢量合成法则都遵从矢量合成法则不同点不同

5、点合磁感应强度合磁感应强度B等于等于各磁场的各磁场的B的矢量和的矢量和合场强等于各个电合场强等于各个电场的场强场的场强E的矢量和的矢量和单位单位1 T1 N/(Am)1 V/m1 N/C 3对对FILBsin的理解的理解 (1)由公式可以看出，当由公式可以看出，当90即通电导线与磁感应即通电导线与磁感应强度方向垂直时安培力最大，为强度方向垂直时安培力最大，为FILB。 (2)当通电导线和磁场方向平行时，导线与磁场方向夹当通电导线和磁场方向平行时，导线与磁场方向夹角是角是0(或或180)，此时，此时F0。 (3)公式中公式中L指的是有效长度；弯曲导线的有效长度指的是有效长度；弯曲导线的有效长度L

6、等于连接两端点的直线长度。如图等于连接两端点的直线长度。如图332所示，相应所示，相应的电流沿的电流沿L由始端流向末端。由始端流向末端。图图3321如图如图333所示，直导线处于足够所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成大的磁场中，与磁感线成30角，角，导线中通过的电流为导线中通过的电流为I，为了增大导线，为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是所受的安培力，可采取的办法是 ()A增大电流增大电流IB增加直导线的长度增加直导线的长度C使导线在纸面内顺时针转使导线在纸面内顺时针转30角角D使导线在纸面内逆时针转使导线在纸面内逆时针转60角角图图333解析：解析：由安培力的一般公式，由安培力的

7、一般公式，FILBsin，判断出，判断出A、B、D正确。正确。答案：答案：ABD自学教材自学教材 1定义定义 在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为向垂直的平面，面积为S，我们把，我们把 叫做穿叫做穿过这一面积的磁通量。过这一面积的磁通量。 2磁通量的计算磁通量的计算 (1)公式：公式： 。 适用条件：适用条件： 匀强磁场；匀强磁场； 磁感线与平面垂直。磁感线与平面垂直。B与与S的乘积的乘积BS单位面积单位面积 重点诠释重点诠释 1磁通量的正负磁通量的正负 (1)磁通量是标量，但有正负，当磁感线从某一面上磁通量是标量，但有正负

8、，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，穿出时即为负值。穿入时，磁通量为正值，穿出时即为负值。 (2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为量为1，反向磁通量为，反向磁通量为2，则穿过该平面的磁通量，则穿过该平面的磁通量12。 2磁通量的变化量磁通量的变化量21。 (1)当当B不变，有效面积不变，有效面积S变化时，变化时，BS。 (2)当当B变化，变化，S不变时，不变时，BS。 (3)B和和S同时变化，则同时变化，则21。答案：答案：CD自学教材自学教材2测量原理图测量原理图如图如图3-3-4所示。所示。图图334重点诠释重点诠释 (1)为使

9、测量过程简单，使矩形线框所在平面与为使测量过程简单，使矩形线框所在平面与N极、极、S极的连线垂直。极的连线垂直。 (2)使矩形线框的短边全部放在使矩形线框的短边全部放在N、S极之间的区域中。极之间的区域中。 (3)为使测量更精确，可把弹簧测力计换成精密天平。为使测量更精确，可把弹簧测力计换成精密天平。3长长10 cm的通电直导线，通以的通电直导线，通以1 A的电流，在磁场强弱、的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间方向都一样的空间(匀强磁场匀强磁场)中某处受到的磁场力为中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度为，则该磁场的磁感应强度为 ()A等于等于4 T B大于或等于大于或等于4

10、TC小于或等于小于或等于4 T D上述说法都错误上述说法都错误答案：答案：B答案答案BD 物理学中用比值法来定义的物理量很多，例如：物质物理学中用比值法来定义的物理量很多，例如：物质的密度、物质的比热容、电容器的电容、导体的电阻等。的密度、物质的比热容、电容器的电容、导体的电阻等。上述用比值来定义的物理量遵循同样的规律，比值与分子、上述用比值来定义的物理量遵循同样的规律，比值与分子、分母所代表的物理量的具体大小无关，因此不能单纯从数分母所代表的物理量的具体大小无关，因此不能单纯从数学角度来理解这些物理概念，如电场强度和磁感应强度都学角度来理解这些物理概念，如电场强度和磁感应强度都是按照比值法来

11、定义的，它们都体现了比值与试探电荷或是按照比值法来定义的，它们都体现了比值与试探电荷或一小段通电直导线无关的本质，比值的大小和方向完全由一小段通电直导线无关的本质，比值的大小和方向完全由电场或磁场本身决定。电场或磁场本身决定。 例例2如图如图335所示，框架面积所示，框架面积为为S ，框架平面与磁感应强度为，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量场方向垂直，则穿过平面的磁通量为为_。若使框架绕。若使框架绕OO转过转过60角，则穿过框架平面角，则穿过框架平面的磁通量为的磁通量为_；若从初始位置转过；若从初始位置转过90角，则穿过角，则穿过框架平面的磁通量为框架平面

12、的磁通量为_；若从初始位置转过；若从初始位置转过180角，角，则穿过框架平面的磁通量大小为则穿过框架平面的磁通量大小为_。 图图335审题指导审题指导解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：(1)公式公式BS中的中的S为垂直于磁场方向的有效面积。为垂直于磁场方向的有效面积。(2)求磁通量变化时，注意磁通量的正负。求磁通量变化时，注意磁通量的正负。 (1)只有在匀强磁场中只有在匀强磁场中BS时，时，BS才适用，若才适用，若B与与S不垂直，应将不垂直，应将S投影，也可以将投影，也可以将B分解，取分解，取B、S垂垂直部分的乘积。直部分的乘积。 (2)磁通量的变化量，磁通量的变化量，21，

13、在具体的计算，在具体的计算中，一定要注意中，一定要注意1及及2的正、负问题。的正、负问题。 上例题中若使框架从初始位置绕上例题中若使框架从初始位置绕OO轴转过轴转过90，则穿，则穿过框架平面的磁通量变化了多少？转过过框架平面的磁通量变化了多少？转过180穿过框架平面穿过框架平面的磁通量变化了多少？的磁通量变化了多少？ 解析：解析：转过转过90磁通量变化了磁通量变化了1|21|BS。转过转过180磁通量变化了磁通量变化了2|BSBS|2BS。答案：答案：BS2BS 例例3三根平行长直导线，分别垂三根平行长直导线，分别垂直地通过一等腰直角三角形的三个顶点，直地通过一等腰直角三角形的三个顶点，如图如

14、图336所示。现在使每条通电导所示。现在使每条通电导线在斜边中点处所产生的磁感应强度大线在斜边中点处所产生的磁感应强度大小均为小均为B，则该处实际磁感应强度的大小如何？方向如何？，则该处实际磁感应强度的大小如何？方向如何？ 思路点拨思路点拨斜边中点处的磁感应强度为三根直导线分斜边中点处的磁感应强度为三根直导线分别在此处产生的磁感应强度的矢量和。别在此处产生的磁感应强度的矢量和。图图336 磁感应强度是矢量，因此磁场的叠加遵循矢量运算磁感应强度是矢量，因此磁场的叠加遵循矢量运算法则法则平行四边形定则。计算合磁感应强度时应先确平行四边形定则。计算合磁感应强度时应先确定各电流单独存在时产生的磁感应强度的大小和方向，定各电流单独存在时产生的磁感应强度的大小和方向，然后再进行矢量合成。然后再进行矢量合成。如图如图337所示，三根长直通电导所示，三根长直通电导线中电流大小相同，通电电流方向线中电流大小相同，通电电流方向为：为：b导线和导线和d导线中电流向纸里，导线中电流向纸里，c导线中电流向纸外，导线中电流向纸外，a点为点为b、d两点的连线中点，两点的连线中