物理选修3-1鲁科版53磁感应强度-磁通量课件

1第3、4节磁感应强度、磁通量磁与现代科技1第3、4节21．知道磁感应强度的物理意义及单位．2．知道匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线分布情况．3．知道磁通量，通过计算磁通量的大小进一步了解定量描述磁场的方法．4．知道磁现象在生活、生产中的应用，培养将科学服务于人类的意识．21．知道磁感应强度的物理意义及单位．3电流元

3电流元4磁场力

特斯拉

受力

4磁场力特斯拉受力5大小、方向

平行直线

5大小、方向平行直线6垂直

Φ＝BS

磁通密度

6垂直Φ＝BS磁通密度778声音

影像

银行信息卡

磁防盗卡

磁签到卡

常导电磁铁吸引

超导电磁铁相斥

作用板

感应钢板

磁铁同极相斥

8声音影像银行信息卡磁防盗卡磁签到卡常导电磁铁吸引991010115．磁感应强度B与电场强度E的比较磁感应强度B电场强度E物理意义描述磁场的性质描述电场的性质115．磁感应强度B与电场强度E的比较磁感应强度B电场强度E121213方向共同点矢量不同点小磁针N极的受力方向，表示磁场方向放入该点正电荷的受力方向，表示电场方向场的叠加共同点都遵从矢量合成法则不同点合磁感应强度B等于各磁场的B的矢量和合场强等于各个电场的场强E的矢量和单位1T＝1N/(A·m)1V/m＝1N/C13方向共同点矢量不同点小磁针N极的受力方向，表示磁场方向放14二、磁通量的理解1．概念：穿过某一面积的磁感线的条数叫做穿过这一面积的磁通量，简称磁通．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，叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通．14二、磁通量的理解152．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．(2)公式的应用在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积．152．磁通量的计算161617三、磁与现代科技1．记录与磁(1)磁化与去磁①磁化原来没有表现出磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化．利用摩擦、接触等方法可以使物体磁化．②去磁使原来有磁性的物体失去磁性的过程叫做去磁．敲击、加热可以使磁体去磁．17三、磁与现代科技18(2)磁记录磁记录是把要记录的相关信息通过变化的磁场使磁带或磁条上的磁性颗粒磁化而记录信息的．在使用磁带或磁卡等磁记录物体时，一定不要将它们靠近磁铁等磁性物体，否则磁铁的磁场会破坏磁性颗粒的排列方式，将所记录的信息清除掉．18(2)磁记录192．交通与磁(1)常导电磁铁吸引式磁县浮常导电磁铁吸引式是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10～15mm的间隙，并使导轨钢板的吸引力与车辆所受的重力平衡，从而使车体悬浮于轨道上运行．如图5－3、4－2所示．192．交通与磁20(2)超导电磁铁相斥式磁悬浮超导电磁铁相斥式，是根据磁铁同名磁极相斥的原理，利用车上超导电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的斥力使车体悬浮．如图5－3、4－3所示.20(2)超导电磁铁相斥式磁悬浮2121222223解析根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”，只有在这个方向导线所受磁场力才最大，本题A选项未注明导线放置的方向，所以是错误的．通电导线若放置方向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以B选项也是错误的．在磁场场源稳定的情况下，磁场内各点的磁感应强度(包含大小和方向)都是确定的，与放入该点的检验电流、导线无关，故选项C正确．根据左手定则，磁场力方向与磁感应强度方向垂直，选项D错误．答案C23解析根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于242425【变式1】

有一小段通电导线，长为1cm，通过的电流为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是(

)．A．B＝2T B．B≤2TC．B≥2T D．以上情况都有可能25【变式1】有一小段通电导线，长为1cm，通过的电流为262627【典例2】

下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是(

)．A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向27【典例2】下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是28解析本题考查对磁感应强度方向的理解．磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向．但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向．答案BD借题发挥(1)磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同，但绝非电流的受力方向．(2)磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的，和小磁针、电流的存在与否无关．28解析本题考查对磁感应强度方向的理解．磁场中某点磁感应强29【变式2】

下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法，正确的是(

)．A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D．磁感应强度的方向与小磁针静止后，N极所指的方向相同29【变式2】下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说30解析电场的方向与磁感应强度的方向都是人为规定的．正电荷在电场中受力的方向规定为电场中该点的电场方向，所以B对、A错．在磁场中规定小磁针静止时N极所指的方向或N极的受力方向为该点磁感应强度的方向，故C、D均对．答案BCD30解析电场的方向与磁感应强度的方向都是人为规定的．正电荷31【典例3】

如图5－3、4－4所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？31【典例3】如图5－3、4－4所示，有一个100匝的线圈323233答案5.5×10－3Wb33答案5.5×10－3Wb34借题发挥磁通量Φ＝BS的计算有几点要注意：(1)S是指闭合回路中的有效面积．如图所示，若闭合回路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直，面积分别为S1和S2，且S1＞S2，但磁场区域恰好只有ABCD那么大，则穿过S1和S2的磁通量是相同的，因此，Φ＝BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积．34借题发挥磁通量Φ＝BS的计算有几点要注意：35(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响．同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，也不受线圈匝数的影响．所以，直接用公式时，不必去考虑线圈匝数n.35(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝36【变式3】

如图5－3、4－5所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8T，矩形线圈abcd的面积S＝0.5m2，B与S垂直，线圈一半在磁场中，则当线圈从图示位置绕ab边转过60°角时，线圈中的磁通量为________，在此过程中磁通量的改变量为_______．36【变式3】如图5－3、4－5所示，匀强磁场的磁感应强度373738【典例4】

超导是当今高科技的热点，当一块磁铁靠近超导体时，超导体会产生强大的电流对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就是采用了这种技术(1)超导体产生强大的电流是由于(

)．A．超导体中磁通量很大B．超导体中磁通量变化很快C．超导体电阻为零D．超导体电阻很大38【典例4】超导是当今高科技的热点，当一块磁铁靠近超导体39(2)磁悬浮的原理(

)．A．超导体电流的磁场方向与磁体相同B．超导体电流的磁场方向与磁体相反C．超导体使磁体处于失重状态D．超导体产生的磁力与磁体重力平衡解析据欧姆定律知电流大的原因是超导体的电阻为零，所以(1)选项为C；磁悬浮中超导电磁铁相斥方式是据同名磁极相斥原理而悬浮起来的，悬起来时，超导体产生的磁力与磁体重力平衡，所以(2)选项为B、D.答案(1)C

(2)BD39(2)磁悬浮的原理()．40借题发挥磁现象在生活中应用很广泛，常见的有两种形式：(1)磁体间的相互作用，利用同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；(2)强磁体能改变磁记录或造成记录信息的损坏．40借题发挥磁现象在生活中应用很广泛，常见的有两种形式：41【变式4】

为保护好磁卡或带有磁条的存折上的信息，以下做法不正确的是(

)．A．放在易摩擦的地方B．放在远离强磁场的地方C．放在强电流附近D．与磁铁放在一起解析强烈振动摩擦或有强磁场都可以使磁卡或磁条的信息改变或消磁，故A、C、D不正确，只有B对．答案ACD41【变式4】为保护好磁卡或带有磁条的存折上的信息，以下做424243434444454546464747484849解析录音原理(电流的磁效应)：声音的变化经微音器转化为电流的变化，变化的电流流过线圈，在铁芯中产生变化的磁场，磁带通过磁头时磁粉被不同程度地磁化，并留下剩磁．这样声音的变化就被记录成不同程度的磁化．答案见解析49解析录音原理(电流的磁效应)：声音的变化经微音器转化为50单击此处进入活页规范训练50单击此处进入活页规范训练51判断空间磁场分布情况是解决许多问题的前提，所以我们应该掌握判断磁体和电流周围磁场强弱和方向的方法．1．磁体周围磁场：熟记条形磁铁，U形磁铁周围及内部磁感线分布情况．一、关于各种磁感线的形状和分布的问题51判断空间磁场分布情况是解决许多问题的前提，所以我们应该掌522．电流周围的磁场：掌握利用安培定则判断磁场分布的方法，注意直线电流与环形电流和通电螺线管应用安培定则的差异．即直线电流要求大拇指指向电流方向，而环形电流与通电螺线管要求四指指向电流方向．结果是直线电流中四指指向磁场方向，环形电流和螺线管中大拇指指向螺线管内部磁场方向．3．要学会看各种实物视图．例如截面图，俯(仰)视图，侧视图，立体图等等．注意培养空间想象能力．522．电流周围的磁场：掌握利用安培定则判断磁场分布的方法，53【例1】

如图1所示，螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距较远，当开关闭合后关于小磁针N极(黑色的一端)的指向，错误的说法是(

)．A．小磁针a的N极指向正确B．小磁针b的N极指向正确C．小磁针c的N极指向正确D．小磁针d的N极指向正确53【例1】如图1所示，螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距54解析小磁针静止时N极的指向为该处的磁场方向，即磁感线的切线方向．根据安培定则，蹄形铁芯被磁化后右端为N极，左端为S极，小磁针c指向正确；通电螺线管的磁场分布和条形磁铁相似，内部磁场向左，外部磁场向右，所以小磁针b指向正确，小磁针a指向错误；环形电流形成的磁场左侧应为S极，故d的指向正确．在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”，在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”——电流方向，四指指“结果”——磁场绕向；在判定环形电流磁场方向时，四指指“原因”——电流绕向，大拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向．答案A54解析小磁针静止时N极的指向为该处的磁场方向，即磁感线的55借题发挥识记几种典型磁场的磁感线分布图．磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由N极到S极，磁体内部由S极回到N极．小磁针在磁场中静止时北极(N极)的指向为该点磁场的方向．55借题发挥识记几种典型磁场的磁感线分布图．磁场中的任何一56磁通量，形象地讲就是通过某一平面的磁感线的条数．1．磁通量是标量，不是矢量．但磁通量有正、负，其正、负并不表示方向，而是表示磁感线的贯穿方向，这一点应该特别注意．以手平面为例，如果规定磁感线从手心穿向手背的磁通量为正，那么从手背穿向手心的磁通量则为负．其正、负含义仅此而已．2．定义式Φ＝BS中的面积S指的是垂直于匀强磁场方向的面积，如果平面与磁场方向不垂直，取垂直磁场方向上的投影面积，即为有效面积．二、关于磁通量的计算问题56磁通量，形象地讲就是通过某一平面的磁感线的条数．二、关于57【例2】

如图2所示，一个单匝线圈abcd水平放置，面积为S，当有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，当线圈以ab边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？57【例2】如图2所示，一个单匝线圈abcd水平放置，面积585859第3、4节磁感应强度、磁通量磁与现代科技1第3、4节601．知道磁感应强度的物理意义及单位．2．知道匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线分布情况．3．知道磁通量，通过计算磁通量的大小进一步了解定量描述磁场的方法．4．知道磁现象在生活、生产中的应用，培养将科学服务于人类的意识．21．知道磁感应强度的物理意义及单位．61电流元

3电流元62磁场力

特斯拉

受力

4磁场力特斯拉受力63大小、方向

平行直线

5大小、方向平行直线64垂直

Φ＝BS

磁通密度

6垂直Φ＝BS磁通密度65766声音

影像

银行信息卡

磁防盗卡

磁签到卡

常导电磁铁吸引

超导电磁铁相斥

作用板

感应钢板

磁铁同极相斥

8声音影像银行信息卡磁防盗卡磁签到卡常导电磁铁吸引6796810695．磁感应强度B与电场强度E的比较磁感应强度B电场强度E物理意义描述磁场的性质描述电场的性质115．磁感应强度B与电场强度E的比较磁感应强度B电场强度E701271方向共同点矢量不同点小磁针N极的受力方向，表示磁场方向放入该点正电荷的受力方向，表示电场方向场的叠加共同点都遵从矢量合成法则不同点合磁感应强度B等于各磁场的B的矢量和合场强等于各个电场的场强E的矢量和单位1T＝1N/(A·m)1V/m＝1N/C13方向共同点矢量不同点小磁针N极的受力方向，表示磁场方向放72二、磁通量的理解1．概念：穿过某一面积的磁感线的条数叫做穿过这一面积的磁通量，简称磁通．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，叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通．14二、磁通量的理解732．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．(2)公式的应用在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积．152．磁通量的计算741675三、磁与现代科技1．记录与磁(1)磁化与去磁①磁化原来没有表现出磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化．利用摩擦、接触等方法可以使物体磁化．②去磁使原来有磁性的物体失去磁性的过程叫做去磁．敲击、加热可以使磁体去磁．17三、磁与现代科技76(2)磁记录磁记录是把要记录的相关信息通过变化的磁场使磁带或磁条上的磁性颗粒磁化而记录信息的．在使用磁带或磁卡等磁记录物体时，一定不要将它们靠近磁铁等磁性物体，否则磁铁的磁场会破坏磁性颗粒的排列方式，将所记录的信息清除掉．18(2)磁记录772．交通与磁(1)常导电磁铁吸引式磁县浮常导电磁铁吸引式是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10～15mm的间隙，并使导轨钢板的吸引力与车辆所受的重力平衡，从而使车体悬浮于轨道上运行．如图5－3、4－2所示．192．交通与磁78(2)超导电磁铁相斥式磁悬浮超导电磁铁相斥式，是根据磁铁同名磁极相斥的原理，利用车上超导电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的斥力使车体悬浮．如图5－3、4－3所示.20(2)超导电磁铁相斥式磁悬浮7921802281解析根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”，只有在这个方向导线所受磁场力才最大，本题A选项未注明导线放置的方向，所以是错误的．通电导线若放置方向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以B选项也是错误的．在磁场场源稳定的情况下，磁场内各点的磁感应强度(包含大小和方向)都是确定的，与放入该点的检验电流、导线无关，故选项C正确．根据左手定则，磁场力方向与磁感应强度方向垂直，选项D错误．答案C23解析根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于822483【变式1】

有一小段通电导线，长为1cm，通过的电流为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是(

)．A．B＝2T B．B≤2TC．B≥2T D．以上情况都有可能25【变式1】有一小段通电导线，长为1cm，通过的电流为842685【典例2】

下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是(

)．A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向27【典例2】下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是86解析本题考查对磁感应强度方向的理解．磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向．但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向．答案BD借题发挥(1)磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同，但绝非电流的受力方向．(2)磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的，和小磁针、电流的存在与否无关．28解析本题考查对磁感应强度方向的理解．磁场中某点磁感应强87【变式2】

下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法，正确的是(

)．A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D．磁感应强度的方向与小磁针静止后，N极所指的方向相同29【变式2】下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说88解析电场的方向与磁感应强度的方向都是人为规定的．正电荷在电场中受力的方向规定为电场中该点的电场方向，所以B对、A错．在磁场中规定小磁针静止时N极所指的方向或N极的受力方向为该点磁感应强度的方向，故C、D均对．答案BCD30解析电场的方向与磁感应强度的方向都是人为规定的．正电荷89【典例3】

如图5－3、4－4所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？31【典例3】如图5－3、4－4所示，有一个100匝的线圈903291答案5.5×10－3Wb33答案5.5×10－3Wb92借题发挥磁通量Φ＝BS的计算有几点要注意：(1)S是指闭合回路中的有效面积．如图所示，若闭合回路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直，面积分别为S1和S2，且S1＞S2，但磁场区域恰好只有ABCD那么大，则穿过S1和S2的磁通量是相同的，因此，Φ＝BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积．34借题发挥磁通量Φ＝BS的计算有几点要注意：93(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响．同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，也不受线圈匝数的影响．所以，直接用公式时，不必去考虑线圈匝数n.35(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝94【变式3】

如图5－3、4－5所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8T，矩形线圈abcd的面积S＝0.5m2，B与S垂直，线圈一半在磁场中，则当线圈从图示位置绕ab边转过60°角时，线圈中的磁通量为________，在此过程中磁通量的改变量为_______．36【变式3】如图5－3、4－5所示，匀强磁场的磁感应强度953796【典例4】

超导是当今高科技的热点，当一块磁铁靠近超导体时，超导体会产生强大的电流对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就是采用了这种技术(1)超导体产生强大的电流是由于(

)．A．超导体中磁通量很大B．超导体中磁通量变化很快C．超导体电阻为零D．超导体电阻很大38【典例4】超导是当今高科技的热点，当一块磁铁靠近超导体97(2)磁悬浮的原理(

)．A．超导体电流的磁场方向与磁体相同B．超导体电流的磁场方向与磁体相反C．超导体使磁体处于失重状态D．超导体产生的磁力与磁体重力平衡解析据欧姆定律知电流大的原因是超导体的电阻为零，所以(1)选项为C；磁悬浮中超导电磁铁相斥方式是据同名磁极相斥原理而悬浮起来的，悬起来时，超导体产生的磁力与磁体重力平衡，所以(2)选项为B、D.答案(1)C

(2)BD39(2)磁悬浮的原理()．98借题发挥磁现象在生活中应用很广泛，常见的有两种形式：(1)磁体间的相互作用，利用同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；(2)强磁体能改变磁记录或造成记录信息的损坏．40借题发挥磁现象在生活中应用很广泛，常见的有两种形式：99【变式4】

为保护好磁卡或带有磁条的存折上的信息，以下做法不正确的是(

)．A．放在易摩擦的地方B．放在远离强磁场的地方C．放在强电流附近D．与磁铁放在一起解析强烈振动摩擦或有强磁场都可以使磁卡或磁条的信息改变或消磁，故A、C、D不正确，只有B对．答案ACD41【变式4】为保护好磁卡或带有磁条的存折上的信息，以下做10042101431024410345104461054710648107解析录音原理(电流的磁效应)：声音的变化经微音器转化为电流的变化，变化的电流流过线圈，在铁芯中产生变化的磁场，磁带通过磁头时磁粉被不同程度地磁化，并留下剩磁．这样声音的变化就被记录成不同程度的磁化．答案见解析49解析录音原理(电流的磁效应)：声音的变化经微音器转化为108单击此处进入活页规范训练50单击此处进入活页规范训练109判断空间磁场分布情况是解决许多问题的前提，所以我们应该掌握判断磁体和电流周围磁场强弱和方向的方法．1．磁体周围磁场：熟记条形磁铁，U形磁铁周围及内部磁感线分布情况．一、关于各种磁感线的形状和分布的问题51判断空间磁场分布情况是解决许多问题的前提，所以我们应该掌1102．电流周围的磁场：掌握利用安培定则判断磁场分布的方法，注意直线电流与环形电流和通电螺线管应用安培定则的差异．即直线电流要求大拇指指向电流方向，而环形电流与通电螺线管要求四指指向电流方向．结果是直线电流中四指指向磁场方向，环形电流和螺线管中大