高中物理2 磁感应强度 磁通量优秀教案设计

课 时 教 案

第 13 单元             第  2  案               总第 29 案

课题： §13. 2  磁感应强度 磁通量

【教学目标与核心素养】

1．理解磁感应强度、磁通量的定义

2．知道B、Φ的单位

3．知道匀强磁场

4．能用B的定义式进行有关计算

【教学重点】

1．磁感应强度、磁通量定义的理解

2．能用B的定义式进行有关计算

3．匀强磁场

【教学难点】

1．用B的定义式进行有关计算

2．磁通量的理解

【教学过程】

复习：

电场的基本性质是什么？如何描述电场的强弱和方向？

磁场的基本性质是什么？如何描述磁场的强弱和方向？

引：巨大的磁铁能吸引成吨的钢铁，实验室中的小磁铁只能吸起几枚铁钉，说明不同的磁铁产生的磁场对磁性物质和通电导线的作用力强弱不同，即磁场有强弱之分，如何描述磁场的强弱和方向呢?

为了形象描述磁场，前面我们学习了磁感线（复习磁感线知识），本节我们学习定量描述磁场的另一个物理量——磁感应强度，符号B

一、磁感应强度

用小磁针可以判断空间某点磁场的方向，但很难对它进行进一步的定量分析。磁场对磁体和电流有力的作用，磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?（不能，因为N极不能单独存在。）

为研究空间某点的磁场，可以考虑在该处放一段很短的通电导线，分析它受到的力，从而定量确定该点磁场的强弱。

1.电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积I l 叫做电流元

2. 探究影响通电导线受力的因素

通电导体所受到的磁力跟磁场方向、通电电流、导体长度有何关系?

实验方法：控制变量法

有电流通过时，导线将摆动一定角度，通过摆动角度的大小可以比较导线受力的大小。

⑴先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。

⑵然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度

精确的实验研究表明：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。用公式表示就是    

式中B 与导线的长度和电流的大小都没有关系。但是，

⑴同样的磁场、同一位置，即使I、L不同，比值为恒量；

⑵不同的磁场、磁场的不同位置，即使I、L相同，比值一般不同;

综上分析：B由磁场唯一决定，可以描述磁场的强弱。

3.物理意义：描述磁场强弱和方向的物理量。

4.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的安培力F跟电流I和导线长度L乘积IL之比，叫做该点的磁感应强度。定义式：

说明：⑴比值定义式，适用于任意磁场。（不存在正比反比）

⑵由磁场本身决定，与电流元无关（位置、有无均无关）

5.单位：特斯拉，简称特     符号：T     1T=1

6.矢量：大小：

方向：与该点磁场方向相同。

说明：①若空间有多个磁场，则矢量和：

例：两平行通电直导线的空间某一点的磁场B求解。

②在匀强磁场中得出的结论，同样适用于非匀强磁场。

③对照磁感线分析：B的大小、方向与磁感线的描述方式。

疏密表大小，切线方向为B的方向，B相同的地方磁感线均匀平行分布。

附：一些磁场的磁感应强度/T

电场强度与磁感应强度的区别

二、匀强磁场

1.定义：如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫作匀强磁场。

如距离很近的两个平行异名磁极之间 的磁场（图 13.2-2），除边缘部分外，可以认为是匀强磁场。两 个平行放置较近的线圈通电时，其中间区域的磁场近似为匀强磁场。

2.特点：

⑴磁场强弱、方向处处相同的磁场

⑵磁感线：是组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线

3.表示：

磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。磁场中S1 和S2 两处磁感线的疏密不同，这种不同是如何体现的呢？

三、磁通量

1.定义：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。用字母Φ表示磁通量。

2.公式：Φ =B·S （B⊥S）     

Φ =0（B∥S）

Φ = B S cosθ（垂直的有效面积，BS⊥）

思考：面积越大，Φ越大吗？          B越大，Φ越大吗？

S越大，Φ越大吗？             B越大、S越大，Φ越大吗？

注：①当线圈与磁场方向垂直时，该线圈的磁通量最大，平行时为零；②磁通量是针对磁场中某一位置、某一面积而言的。③B=，故磁感强度也叫磁通密度。

3.单位：韦伯（Wb）  1Wb=1T·1m2=1V·s

4.标量：（双向标量）

磁通量是有正负：正穿、反穿

磁通量表示穿过这个面的磁感线净条数（正穿、反穿抵消后的）

判断，如右图，比较穿过a、b环的磁通量大小和方向。

方向都是竖直向下，大小为

5.磁通量的变化

⑴磁通量变化：ΔΦ=Φ2－Φ1

是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即ΔΦ取决于末状态的磁通量Φ2与初状态磁通量Φ1的代数差。（含方向）

思考：某线圈的磁通量为Φ，则将线圈翻转后磁通量为多少？变化了多少？（ΔΦ=2Φ）

⑵磁通量变化可能是B变、S变、

①当只有S改变时：ΔΦ= B·ΔS

②当只有B改变时：ΔΦ=ΔB·S

③当B、S均改变时：ΔΦ=Φ2－Φ1

结论：①Φ与线圈的匝数无关，只与面积有关；

②磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数（当磁感线沿相反方向穿过同一平面）

小结：

作业：