13.2磁感应强度磁通量课件高二上学期物理人教版

13.2

磁感应强度、磁通量

巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，通过电磁力的作用列车也可以悬浮起来，而小磁体却只能吸起几枚铁钉——磁场有强弱之分。那么，我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？类比电场回顾：电场强度E的大小思考1：我们是否能用类似的方法来研究磁场的强弱呢？场源电荷试探电荷+q

不能，且磁极不能单独存在F测量小磁针N极受力的大小来确定磁感应强度的大小？小磁针N极和S极受力方向相反能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱？思考2：磁场除对磁体有作用力外，还对谁有作用力？电流元：很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL。①理想模型②不存在孤立的电流元③可以用较长的通电导线来检验匀强磁场通电导体通过实验来探究通电导线受力与哪些因素有关？实验中的变量磁场（磁场不变）导线长度导线在磁场中的放置方式（通电导线与磁场方向垂直）导线中的电流控制变量法实验结论：长度相同时，电流越大，

导线受磁场力越大结论：电流相同时，长度越长，通电导线受力越大。精确的实验表明：通电导线与磁场方向垂直时当L不变，I越大，F越大当I不变，L越长，F越大F∝IL即：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积IL成正比。思考：将F∝IL写成等式是什么样的？式中B

与导线的长度和电流的大小都没有关系。但是，在不同情况下，B的值是不同的:即使是同样的I、l,在不同的磁场中，或在非均匀磁场的不同位置，一般说来，导线受的力也是不一样的。看来，B正是我们要寻找的能表征磁场强弱的物理量——磁感应强度(magneticinduction)。F=BIL1.定义：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫磁感应强度.2.意义：磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量.3.公式：B=4.单位：

在国际单位制中，其单位是特斯拉，简称特，符号是T

1T＝1N/(A·m).5.矢量：既有大小又有方向.方向就是磁场的方向，叠加遵循平行四边形定则.一、磁感应强度（定义式，而非决定式）（1）磁感应强度由通电导线的长度、电流及导线受力决定吗？B与L、I、F无关，与场源和该点在场中的位置有关。

导线电流的方向与磁场方向的关系，要注意两者必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零。6.注意：（3）若在某一点同时存在几个磁场，则该点的磁感应强度B如何？

人体器官内的磁场10-13～10-9T地磁场在地面附近的平均值5×10-5T我国研制作为α磁谱仪核心部件的大型永久磁体中心的磁场0.1346T电动机或变压器铁芯中的磁场0.8～1.7T核磁共振的磁场3T中子星表面的磁场106～108T原子核表面的磁场约1012T

磁感应强度B电场强度E物理意义描述磁场力的性质的物理量描述电场力的性质的物理量定义式大小由磁场决定与通电导线无关由电场决定与试探电荷无关方向磁感线切线方向或小磁针静止时N极受力方向电场线切线方向或放入该点正电荷受力方向场的叠加合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和合电场强度等于各电场的场强的矢量和单位1T＝1N/(A·m)1N/C＝1V/m磁感应强度是矢量，当空间存在几个磁体(或电流)时，每一点的磁场等于各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和。磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则。磁场叠加问题的解题思路1.应用安培定则判断各电流在某点分别产生的磁感应强度的方向。2.根据平行四边形定则，利用合成法或正交分解法进行合成，求得合磁感应强度。磁场的叠加（练习3）如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是A.O点处的磁场方向由O指向NB.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D.a、c两点处磁感应强度的大小不相等，方向不相同√（练习4）(2023·四川绵阳高二统考期末)如图所示，三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I，其中P、Q、R为导线上三个点，三点连成的平面与导线垂直，O为PQ连线的中点，且QR＝PR＝PQ。则下列判断正确的是A.P点和Q点的磁感应强度大小相同，方向不同B.P点和Q点的磁感应强度大小不同，方向相同C.R点的磁感应强度沿QR方向D.O点的磁感应强度为零√（练习1）关于磁感应强度，下列说法中正确的是A.磁感应强度的方向，就是小磁针N极所受磁场力的方向√B.由

知，B与F成正比，与IL成反比C.由

知，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D.若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为（练习2）有一小段通电直导线，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大小满足A.B＝2TB.B≤2TC.B≥2TD.以上情况都有可能√1.定义：强弱、方向处处相同的磁场2.特点：磁感线是一组间隔相同的平行直线3.常见的匀强磁场:1）相隔很近的两个异名磁极之间的磁场2）通电螺线管内部的磁场3）相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场二、匀强磁场4.匀强磁场的磁感线：I在下图中，磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。S1和S2两处磁感线的疏密不同，这种不同是如何体现的呢？

两个线圈的面积相同,但穿过它们的磁通量不同3.单位：Wb（韦伯）1.定义：设在磁感应强度为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的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。符号ΦB1S1B2S22.公式：

Φ=BS三、磁通量4.适用条件：(1)匀强磁场；(2)磁场与平面垂直.Φ>0Φ<0BB磁通量是标量，且有正负

规定磁感线从平面的某一面穿入，磁通量为正；磁感线从平面的另一面穿入，磁通量为负。

正负不表大小，只表示磁感线从正面穿进还是从负面穿进磁通量反映了穿过这个平面的磁感线条数。SB1B2当平面有相同方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之和；当平面有相反方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之差的绝对值。SB3B1

同一平面垂直磁场方向放置，在磁感应强度越大的地方，磁感线分布越密集，穿过该平面的磁通量越大。磁通密度：表示单位面积上的磁通量，反映磁感线的疏密。磁感应强度数值上等于垂直穿过单位面积的磁通量。当B垂直S时：当平面和磁场方向平行，磁通量为多少？净磁通—磁通量的代数和磁感线是闭合曲线（不同于电场线），所以穿过任意闭合曲面的磁通量一定为0（练习5）如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积之间的关系为S1＞S2=S3，且“3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ2、Φ3

则它们的大小关系是（）

A.Φ1>Φ2>Φ3B.Φ1>Φ2=Φ3

C.Φ1<Φ2<Φ3D.Φ1<Φ2=Φ3NS123【正确答案】C如果磁感应强度与我们研究的平面不垂直，如图中的平面S，那么我们如何计算磁通量？用这个面垂直于磁感应强度B方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量，S′称为“有效面积”.若S与S′的夹角为θ，则有：Φ＝BS′＝BScosθ.θ=BSsinθΦ=B⊥SSBθ③B与S成θ角：Φ=BS①B⊥S：②B//S：Φ=0磁通量的计算：SBS⊥SBθ=BScosθΦ=BS⊥SB分解磁场法面积投影法BSθ1θ2ΔΦ＝Φ2－Φ1末初1.当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS2.当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。3.B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，但ΔΦ≠ΔB·ΔS。磁通量的变化（练习6）(2023·广东清远高二校考学业考试)如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sinα＝

，线框面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为√（练习7）如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，匀强磁场的磁感应强度大小为B，穿过线圈的磁通量为Φ，若线圈绕OO′轴转过60°的过程中，磁通量的变化量为ΔΦ，则Φ和ΔΦ的大小分别为√磁感应强度磁通量磁感应强度磁通量方向：小磁针静止时N极所指的方向

磁感应