高中物理人教版1第三章磁场第2节磁感应强度 公开课

磁感应强度【考纲要求】1．理解磁感应强度B的定义，知道B的单位是特斯拉。2．会用磁感应强度的定义式进行有关计算。3．会用公式F=BIL解答有关问题。【自主学习】1．什么叫安培力？安培力的大小跟哪些因素有关？2．磁感应强度B是怎么定义的？它是由F、I、L三者决定的吗？3．磁感应强度与电场强度有哪些异同？请列表说明。电场强度磁感应强度定义的依据定义式物理意义方向大小描述单位【考点突破】典型例题1：在磁感应强度的定义式B＝eq\f(F,IL)中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是()A．B由F、I和L决定B．F由B、I和L决定C．I由B、F和L决定D．L由B、F和I决定思考：磁场有什么性质？什么是磁感应强度？磁感应强度是不是由电流和受力决定的？解析磁感应强度是磁场中某点的固有性质，与放入什么样的导线无关，电流是由导线的电阻和导线两端的电压决定的，而导线长度更是与磁场没有关系，在放入磁场前就确定了。答案B反馈训练1如图所示，一根长为L的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δx，若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δx，则磁感应强度B值为()\f(kΔx,IL)\f(2kΔx,IL)\f(kIL,Δx)\f(2IL,kΔx)磁感应强度的定义方法是利用通电导线在磁场中的受力来进行的，要注意导线放置方向会对受力大小产生影响.典型例题2：有一小段通电导线，长为1cm，电流强度为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为N，则该点的磁感应强度B一定是()A．B＝2TB．B≤2TC．B≥2TD．以上情况都有可能答案C解析本题考查磁感应强度的定义，应知道磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流．如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大F＝N，则该点的磁感应强度为B＝eq\f(F,IL)＝eq\f,5×T＝2T如果通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时的受力，垂直放置时的受力将大于N，由定义式可知，B将大于等于2T。反馈训练2在匀强磁场中，磁感应强度B为2×10－4T．有一根长为0.4m的通电导线(垂直于磁场方向)在磁场中受到的磁场力为N，求导线中电流的大小。【考点巩固】一、选择题1．下列关于磁感应强度大小的说法正确的是()A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关。2．有关磁感应强度的下列说法中，正确的是()A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．若有一小段长为L，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是eq\f(F,IL)D．由定义式B＝eq\f(F,IL)可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小3．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4．下列说法中正确的是()A．电荷在某处不受静电力的作用，则该处的电场强度为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的静电力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱5．停在十层的电梯底板上放有两块相同的条形磁铁，磁铁的极性如图所示．开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止状态()A．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁可能已碰在一起B．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁一定仍在原来位置C．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁可能已碰在一起D．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁一定仍在原来位置6．在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受到的力也不相同．下图中的几幅图象表现的是导线所受到的力F与通过导线的电流I的关系．a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点．下列四幅图中正确的是()7．先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直，如图3所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．下列说法中正确的是()A．A、B两点磁感应强度相等B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度D．无法比较磁感应强度的大小8．两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图4所示．在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上．导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是()A．a点B．b点C．c点D．d点二、计算论述题9．某地地磁场的磁感应强度大约是×10－5T．一根长为500m的电线，电流为10A，该导线受到的最大磁场力是多少？10．磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量．(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？11．如图所示，竖直向下的匀强磁场中，用两条竖直线悬吊一水平通电直导线，导线长为L，质量为m，通入电流I后，悬线偏离竖直方向θ角保持静止，已知导线受的磁场力方向水平，求磁场的磁感应强度．

参考答案自主学习3电场强度磁感应强度定义的依据①电场对电荷q有作用力F②对电场中任一点，eq\f(F,q)＝恒量(由电场决定)③对不同点，一般说恒量的值不同④比值eq\f(F,q)可表示电场的强弱①磁场对直线电流I有作用力F②对磁场中任一点，F与磁场方向、电流方向有关．在只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时，eq\f(F,IL)＝恒量(由磁场决定)③对不同点，一般说恒量的值不同④比值eq\f(F,IL)可表示磁场的强弱定义E＝eq\f(F,q)B＝eq\f(F,IL)物理意义E在数值上等于电场对单位电荷作用力的大小B在数值上等于垂直于磁场方向长1m、通入的电流为1A的导线所受安培力的大小方向是一个矢量某点的电场强度方向就是通过该点的电场线的切线方向，也是放入该点正电荷的受力方向是一个矢量某点的磁感应强度方向就是通过该点的磁感线的切线方向，也是放入该点小磁针N极受力方向．(实际上通电导线受力方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直)大小可以用电场线形象地表示——切线方向表示E的方向，疏密程度表示E的大小可以用磁感线形象地表示——切线方向表示B的方向，疏密程度表示B的大小单位1N/C＝1V/m1T＝1N/(A·m)反馈训练1答案A解析设不通电时，弹簧长为x，则通向右的电流时，有k(x－Δx)＝mg－BIL.通向左的电流时，有k(x＋Δx)＝mg＋BIl.解得B＝eq\f(kΔx,IL)。2．答案200A解析由于F＝BIL，所以I＝eq\f(F,BL)＝eq\f,2×10－4×A＝200A.考点突破1.答案D解析因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，所以A选项错，D选项正确．因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B选项错．对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，导线所受安培力是不相同的(导线与磁场垂直时受安培力最大，与磁场平行时受安培力为零)，而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以C选项错．3.答案BD解析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．4.答案AC解析把电荷放入某处，如果电荷没有受到静电力的作用，则该处不存在电场或该处的电场强度为零，故A对；把通电直导线放入某处，如果放置不合适，即使有磁场存在，通电直导线也不受磁场力的作用，故B错；由电场强度的定义式E＝eq\f(F,q)知，电场强度等于试探电荷受到的静电力F与所带电荷量q的比值，故C对；磁感应强度的定义式B＝eq\f(F,IL)的成立是有条件的，即通电导线与磁场方向垂直，否则该定义式不成立，故D错．5.答案AC解析两块磁铁原来静止，则磁铁所受静摩擦力大于或等于磁铁间的吸引力，当电梯突然向下开动，由于失重，最大静摩擦力会减小，当最大静摩擦力减小到小于磁铁间的吸引力时，两磁铁会相互靠近而碰在一起，故A对B错；若电梯向上开动，当电梯在最后减速运动时，磁铁同样处于失重状态，故C对D错．6.答案C解析两条相同的导线通入不同的电流先后放在磁场中的同一点，并且电流方向都与磁场方向垂直．由于磁场方向是不变的，故导线所在处的磁感应强度是确定的．根据磁感应强度的定义式，当L确定时，F∝I时，则F—I图象应是过原点的一条直线，故C对．7.答案B8.答案AB9.答案N解析电流处在地磁场中，根据磁感应强度的定义，只有电流与磁场垂直时，所受的磁场力最大．由公式B＝eq\f(F,IL)可得F＝BIL.所以F＝×10－5×1