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2019-2020年高中物理第三章磁场
3.2磁感应强度学案2新人教版选修3-1【学习目标】⒈知道磁感应强度是描述磁场强弱的物理量;⒉知道B是矢量,大小反映磁场的强弱,方向即磁场方向;⒊理解磁感应强度,知道由磁场本身决定;⒋知道磁通量的求法,能够从磁通量的角度理解磁感应强度又叫做磁通密度【学习过程】学习任务1磁场方向情景把小磁针放到条形磁铁周围不同的位置,小磁针的指向不同,这说明磁场和电场一样,也是具有“方向性”的.在研究电场的方向时,我们把试探电荷放入电场,并规定正电荷的受力方向为电场强度的方向问题为了描述磁场的方向,我们可以怎么做呢?如何规定?学习任务2磁感应强度的大小情景【演示1】用不同的条形磁铁所能吸起的铁钉的个数是不同的,说明磁场有强弱【演示2】探究影响通电导线受力的因素(如图)匀强磁场如果磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫匀强磁场演示(控制变量法)1持通电导线的长度不变,改变电流的大小2持电流不变,改变通电导线的长度让学生观察导线受力情况3保持电流不变,导线长度不变,改变U形磁铁的个数问题1磁场不变时,导线长度不变,通电导线的受力与电流大小的关系?问题2磁场不变时,电流大小不变,通电导线的受力与导线长度的关系?问题3电流大小不变,导线长度不变,通电导线的受力与磁场大小的关系?总结通电导线和磁场方向 垂 直 时,通电导线受力(磁场力)写成等式为F=BIL式中B与磁场大小有关;B与导线的长度和电流的大小无关;在不同的磁场中B的值不同情景实验 导线和磁场平行F=0 导线和磁场垂直显然,即使磁场强度一样,同样的一小段通电导线摆放位置不同,则受到力的情况也有大小之分,那么,要利用电流这样的磁体来比较两个位置的磁场强弱,这一小段通电导线的摆放应该相同此时一小段导线受到的力大,说明该处的磁磁场较强问题在电场中,把受力与电荷本身电荷量的比值定义为电场强度,根据电场强度来直接比较电场强弱我们是否可以用类似的方法定义磁场强度?总结磁感应强度具体描述磁场的强弱(1)公式(2)方向小磁针N极的受力方向(3)单位在国际单位制中是特斯特,简称特,符号T.1T=N/A·m(4)物理意义磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量.问题磁感应强度的定义是比值法定义,类比电场强度E=F/Q来说说B与F和I、L的关系?学习任务3磁通量研究电磁现象时,有时需要研究穿过某一面积的磁场和它的变化,为此,物理学上引入了一个新的物理量——磁通量
(1)定义一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置,则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量
(2)公式Ф=B·S
(3)单位韦伯(Wb) 1Wb=1T·1m2=1V·s
(4)物理意义磁通量表示穿过这个面的磁感线条数注意当平面跟磁场方向不垂直时,穿过该平面的磁通量等于B与它在磁场垂直方向上的投影面积的乘积.即Ф=B·Ssinθ,(θ为平面与磁场方向之间的夹角)(如图所示)将磁通量的定义式Ф=B·S变形得B=,B为垂直磁场方向单位面积上的磁通量,反映磁场的强弱又叫磁通密度单位Wb/m2[要点提炼]1.磁感应强度的定义及公式将电流元IL放入磁场,它受到的磁场力F与IL的叫磁感应强度,用公式表示为B=.2.对磁感应强度的理解1磁感应强度是反映磁场强弱的物理量,它是用法定义的物理量,由磁场自身决定,与是否引入电流元、引入的电流元是否受力及受力大小.2因为通电导线取不同方向时,其受力大小不相同,故在定义磁感应强度时,式中F是指通电直导线磁场放置时受到的磁场力.3磁感应强度的方向是该处,也是小磁针,而不是该处电流元受力F的方向.[延伸思考] 能否认为B与F成正比,与IL乘积成反比?
2.关于磁感应强度的方向,下列说法正确的是 A.磁感应强度的方向就是小磁针N极所指的方向B.磁感应强度的方向与小磁针N极的受力方向一致C.磁感应强度的方向就是通电导线的受力方向D.磁感应强度的方向就是该处磁场的方向
4.关于磁感应强度,下列说法中正确的是 A.若长为L、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度必为B.由B=知,B与F成正比,与IL成反比C.由B=知,一小段通电导体在某处不受磁场力,说明该处一定无磁场D.由F=ILB知,与磁场方向垂直的一小段通电导体受到的磁场力F与IL成正比
5.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,它的电流是
2.5A,导线长1cm,它受到的磁场力为
5.0×10-2N.求1这个位置的磁感应强度;2如果把通电导线中的电流增大到5A时,这一位置的磁感应强度多大;3如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否能肯定在这里没有磁场?。