2017-2018学年高中物理 第三章 磁场 第2节 磁感应强度教学案 新人教版选修3-1

1、第二节磁感应强度1.磁感应强度是描述磁场强度和方向的物理量，其方向是小磁针静止时N极指向的方向。2.磁感应强度的定义公式为：b=，但磁感应强度的大小和方向与力和电流无关。3.磁感应强度是矢量，磁感应强度的运算遵循矢量算法。4.均匀磁场是指在任何地方都具有相同磁感应强度和方向的磁场。一、磁感应强度的方向1.磁感应强度描述磁场强度和方向的物理量用符号“b”表示。2.磁感应强度的方向当小磁针静止时，N极指向的方向被定义为该点磁感应强度的方向，简称为磁场方向。第二，磁感应强度的大小1.用控制变量法探讨影响带电导线应力的因素图321如图321所示，三个相同的蹄磁铁并排放置在桌子上，直线所在的磁场被认为是

2、均匀的。(1)保持长度不变，改变电流，观察直线的摆动角度，比较磁场力。(2)保持电流恒定，改变磁场中导线的长度，通过观察直线的摆动角度来比较磁场力。(3)实验结论：当直导线垂直于磁场时，其应力与导线的长度和导线中的电流成正比。2.磁感应强度的大小磁力f与电流I和垂直于磁场中磁场放置的导线长度l的乘积i1的比值称为磁感应强度。3.公式：b=。4.单位在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特斯拉，国际符号是t，1 t=1。1.独立思考33，354个句子和一个句子(1)与电场强度类似，磁场强度是指示磁场强度和方向的物理量。()(2)磁场的方向是小针静止时合力的方向。()(3)小针的N极和S极

3、上的磁场力方向相反。()(4)电场中带电导线上的磁场力为零，这意味着那里的磁感应强度为零。()(5)磁感应强度与电流成反比，与磁场力成正比。()(6)磁感应的大小等于加在带电导线上的磁场力的大小与电流和导线长度的乘积之比。()2.浅谈的合作与探索(1)磁场也对带电导体产生强大的影响。是力磁场的方向。提示：这不是磁感应强度的方向，但两者是垂直的。(2)“电流元件垂直放置在磁场中的某一点上”。磁感应强度与电流元件上的磁力成正比，与电流元件成反比。“这个说法是正确的，为什么？提示：这种说法是不正确的。磁感应强度由磁场本身决定，不随电流元件的大小和施加到电流元件上的磁力而变化。对磁感应强度的理解1.磁

4、感应强度的决定因素某一位置磁场磁感应强度的大小和方向是客观存在的，与通过导线的电流、导线的长度、导线是否受到磁场力无关。即使不放载流导线，磁感应仍然存在，所以不能说b与f成正比，b与il成反比。2.对公式B=定义的理解(1) b=是磁感应强度的定义，在导线必须垂直于磁场方向放置的条件下成立。因为施加在导线上的力在毫安的某一点典型示例(多项选择)将一小段带电的直导线置于垂直磁场方向的均匀磁场中。图中能正确反映各种量之间关系的是()【解析】磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，不随f或IL的变化而变化，所以b是正确的，d是错误的；当导线垂直于磁场放置时，有b=，即f=ilb。因此，如果b是常数，f

5、与IL成正比，所以a是错误的，c是正确的。回答 BC正确理解比率定义方法1.定义B=是比值定义法，本质上是一种测量方法，被测点的磁感应强度与测量方法无关。2.定义A=，E=也是比值定义方法，被测物理量与测量方法无关，不是由定义公式中的两个物理量决定的。1.以下说法是正确的()A.磁场中某一点的磁感应强度可测量如下：放置在该点的一小段带电导线所受的磁场力f与导线长度l和通过的电流I的乘积之比，即b=B.如果带电导线在某一点不受磁场力的影响，该点的磁感应强度必须为零C.磁感应强度b=只是一个定义，它的大小取决于场源和它在磁场中的位置，但与f、I、l和磁场中导线的方向无关D.带电导线上磁力的方向是磁

6、场的方向分析：选择C根据磁感应强度的定义，带电导线应该是“在磁场中垂直于磁场方向的带电直导线”，只有在这个方向上导线上的磁场力才会最大，所以选择A是错误的。如果导线平行于电流放置，它不受磁场力的影响，所以选项B也是错误的。在磁场源稳定的情况下，磁场中各点的磁感应强度(包括大小和方向)是确定的，与检测电流和放置在该点的导线无关，所以选项C是正确的。磁场力的方向垂直于磁感应强度的方向，选项D是错误的。2.在均匀磁场中，一根2厘米长的带电导线垂直于磁场方向放置。当通过导线的电流是2 A时，它所受到的磁场力的大小是410-3 N。问：那里的磁感应强度是多少？如果磁场和电流是恒定的，导体的长度减少到1厘

7、米，那里的磁感应强度是多少？分析：B=0.1 T是由磁感应强度B=的表达式得到的，它是由磁场本身决定的，与导线的长度无关，所以当导线的长度减少到1厘米时，磁感应强度仍然是0.1 T回答：0.1吨0.1吨磁感应强度和电场强度的比较电场强度e磁感应强度b定义的基础(1)电场对电荷q有一个力f对于电场中的任何一点，Fq=常数(由电场决定)对于不同的点，一般来说，常数值是不同的该比值可以指示电场的强度(1)磁场在线性电流I上施加力f。对于磁场中的任何一点，F与磁场方向和电流方向有关。当只有电流方向垂直于磁场方向时，Fi1=常数(由磁场决定)对于不同的点，一般来说，常数值是不同的该比值可以指示磁场的强度

8、定义方程E=B=物理意义描述电场的强度和方向描述磁场的强度和方向方向此时正电荷的力方向小磁针的N极受力方向场的叠加遵循向量的平行四边形法则遵循向量的平行四边形法则单位1牛顿/厘米=1伏/米1 T=1 N/(Am)1.以下关于磁感应强度方向和电场强度方向的陈述是不正确的()A.电场的方向C.在电场的某一点上放置一个暂时的电荷，它所受的电场力与它所携带的电荷量之比表示该点上的电场强度在磁场中的某个地方放置一段短的带电导线，它所承受的磁力与短的带电导线的长度和电流的乘积之比表示磁场的强度分析：选择交流电把电荷放在某个地方。如果电荷不受静电力的影响，那里就没有电场，或者那里的电场强度为零，所以A是正确

9、的；把带电的直导线放在某个地方。如果放置不当，即使有磁场，带电的直导线也可能不受磁场力的影响，所以B是错误的；根据电场强度e=的定义公式，电场强度等于静电力f与电荷q的比值，所以c是正确的；磁感应强度b=的定义公式是有条件的，即通电的直线应垂直于磁场方向，否则不是真的，所以d是错的。3.(多项选择)关于审判费用和当前要素，以下陈述是正确的()A.电荷必须受到电场中的电场力的影响，电场力与电荷的比率被定义为电场强度B.电流元件必须受到磁场中的磁场力的影响，磁场力与带电导线长度和电流的乘积之比被定义为磁感应强度C.施加到电荷上的电场力的方向与电场的方向相同或相反D.磁场中电流元件施加的磁力方向与磁

10、场方向相同或相反分析：交流电荷在电场中必然受到电场力的影响，e=，a是正确的；施加于正电荷的电场力方向与电场方向相同，而施加于负电荷的电场力方向与电场方向相反。c是正确的。当电流元件在磁场中垂直于磁场方向放置时，它必然受到磁场力的影响，而B=，当它平行时，它不受磁场力的影响，而B是错误的；磁感应强度的方向不是根据电流元件的应力方向来确定的，d是错误的。1.磁感应强度的单位是特斯拉(t)，它的当量是()A.B.C.D.分析：当导体垂直于磁场时，公式B=，磁感应B的单位由F、I和L的单位决定.在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，缩写为t，1 t=1。2.关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和

11、电流磁场力F之间的关系，以下陈述是正确的()A.其中b=0，f必须等于零B.其中f=0，b必须等于零C.如果b=1 t，I=1 a，l=1 m，那么f必须等于1 n。D.如果l=1 m，I=1 a，f=1 n，那么b必须等于1 T。分析：当选择a并应用公式b=或f=ilb时，注意导线必须垂直于磁场方向放置。因此，选项b、c和d是错误的。应该选择a。3.在磁场中的A点和B点引入长度相同的短直导线，导线垂直于磁场。如图1所示，图中的曲线a和b分别示出了在点a和b处施加在导线上的力f和在磁场中通过导线的电流I之间的关系。以下说法是正确的()图1A.A点和B点的磁感应强度相等B.点A的磁感应强度大于点

12、b的磁感应强度C.点a的磁感应强度小于点bD.不可能比较磁感应强度分析：导体B上的磁场力是f=ilb=bli。对于标题图中给出的FI图，直线的斜率为k=bl。从图中可以看出，Ka KB。由于导体A和B的长度L相同，所以A点的磁感应强度大于B点，B项正确。4.在一定的磁场中，将一小段长度为L、电流为I的电流元件放入A点和B点，并在A点和B点上施加磁力A.小磁针感应电流的磁场B.小磁针处的磁场方向垂直于纸面并向内C.小磁针处的磁场方向垂直于纸面并朝外D.取下小磁针，那里就没有磁场了分析：选择AB小磁针可以检查磁场的存在。当电流通过导线时，导线周围会产生磁场。小磁针处的磁场方向是N极的应力方向，即垂

13、直于纸面向内。选项甲和选项乙是正确的，但选项丙是错误的；电流的磁场是一种客观的特殊物质，它不会随着小磁针的移开而消失。只要电线里有电流，磁场就会存在。选项D是错误的。6.磁场有能量。磁场中每单位体积的能量叫做能量密度，它的值是，其中B是磁感应强度，是磁导率，是空气中的已知常数。为了近似测量条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度b，学生使用端面面积为a的条形磁铁吸引面积相同的铁片p，然后将铁片拉离磁铁一小段距离 l，并测量张力f，如图3所示。因为f所做的功等于间隙中磁场的能量，所以磁感应强度b与f和a之间的关系可以由b=_ _ _ _ _ _ _。图3分析：因为 l非常e=a l，所以拉力F可以视为常

14、数，功w=f l，这意味着间隙中的磁场能量是E=AL，并且因为w=e，f l=a l，而B=B。回答：7.关于磁感应强度，以下说法是正确的()A.如果长度为l、电流为I的导体上的磁场力为f，磁感应强度必定为B.从B=可知，B与F成正比，与IL成反比C.从b=，带电导体的一小段不受某处磁场力的影响，表明那里一定没有磁场D.磁感应强度的方向是小针北极上的磁场力的方向分析：D磁场中某一点的磁感应强度B是客观存在的，与电流导体是否放电无关。定义磁感应强度是对它的一种度量。在测量中，要求一段短的带电导体应具有正确的放置方向，力f应是放置该导体的导体上的最大力，即带电导体应垂直于磁场放置，因此选项A、B和C是错误的，D是正确的。8.将一根长度为L=20厘米、电流为I=0.5 A的直导线放在均匀磁场的某处，测量最大磁力F=1.0 N，其方向为垂直向上。现在，如果带电导线从磁场中移开，P处的磁感应强度是()A.零B.10 t，方向垂直向上C.0.1t，垂直向下D.10 t，方向肯定不是垂直向上的方向分析：带D的导体受到最大磁场力F=1.0 N，可以判断导体垂直于磁场方向，B=10 t用B=求解。因为磁场力的方向是垂直的，所以可以判断磁场的方向一定不是垂直的，因为它们彼此垂直，并且方向可以变化。收回导