高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 磁感应强度 磁通量课文配套课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 磁感应强度 磁通量课文配套课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了知识点一磁感应强度，特斯拉，知识点二匀强磁场，疏密均匀，观图助学，知识点三磁通量，磁感应强度，T·m2，观察探究，核心要点等内容，欢迎下载使用。

[观图助学]巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，实验室中的小磁铁只能吸起几枚铁钉(如图所示)。磁体磁性的强弱，表现为它所产生的磁场对磁性物质和电流的作用力的强弱，也就是说磁场也有强弱之分。那么我们怎样认识和描述磁场的强弱呢？
提示　磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时l应很短很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。
1.定义：如果磁场中各处的磁感应强度大小和方向都相同，则该磁场为匀强磁场。2.特点(1)________、________处处相同的磁场。(2)磁感线特点：____________的平行直线。
如图所示一水平方向的匀强磁场，矩形线圈abcd水平放置。此时有磁感线穿过线圈吗？线圈如何放置，穿过磁感线条数最多？
1.定义：匀强磁场中____________和与磁场方向________的平面面积S的乘积。2.单位：在国际单位制中是________，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝________。 3.公式：Φ＝BS(B⊥S)。4.意义：表示穿过某一面积的磁感线条数的多少。
[思考判断](1)磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量。(　　)(2)磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量。(　　)(3)将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等。(　　)(4)磁通量越大，磁感应强度越大。(　　)
如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌面上，通电直导线所在处的磁场认为是均匀的。
(1)保持长度不变，改变电流大小，能观察到什么现象？(2)保持电流大小不变，改变磁场中导线长度，能观察到什么现象？(3)通过这个实验能得到什么结论？答案　(1)保持长度不变，改变电流大小，电流越大，导线摆动角度越大，即受到磁场力越大。(2)保持电流大小不变，改变磁场中导线长度，导线越长，导线摆动角度越大，即磁场力越大。(3)实验结论：通电直导线与磁场垂直时，它受力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。
[探究归纳]1.磁感应强度的决定因素
磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关。即使不放入载流导线，磁感应强度也照样存在，故不能说B与F成正比或B与Il成反比。
3.磁感应强度B的方向
磁感应强度B是一个矢量，它的方向可以有以下几种表述方式：(1)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。(2)小磁针静止时N极所指的方向。(3)小磁针N极受力的方向。
[试题案例][例1] 关于磁感应强度，下列说法中正确的是(　　)
[例2] (多选)把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是(　　)
[针对训练1] 下列说法中正确的是(　　)
解析　根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线”，只有在这个方向上通电导线所受的磁场力才最大，故选项A错误；若通电导线放置方向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以选项B错误；在磁场场源稳定的情况下，磁场内各点的磁感应强度(包括大小和方向)都是确定的，与放入该点的电流元无关，故选项C正确；磁场力方向与磁感应强度方向垂直，选项D错误。答案　C
[针对训练2] 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
解析　导线受到的磁场力F＝IlB＝Bl·I，对于题图给出的F－I图线，直线的斜率k＝Bl，由图可知ka＞kb，又因A、B两处导线的长度l相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，B项正确。答案　B
[观察探究]如图所示，一单匝线圈从左侧进入磁场。在此过程中，线圈的磁通量将如何变？
[探究归纳]1.磁通量的计算
(1)公式：Φ＝BS。适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直。(2)若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，Φ＝BScs θ。式中Scs θ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为“有效面积”(如图所示)。
(1)磁通量是标量，但有正、负，当以磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值。(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为Φ1，反向磁通量大小为Φ2，则穿过该平面的合磁通量Φ＝Φ1－Φ2。
(1)磁通量有正、负，但磁通量不是矢量而是标量。(2)当有方向相反的磁场(磁感应强度分别为B和B′)穿过同一个平面时，磁通量的大小等于磁感线相抵消之后剩余的磁感线的条数，即净条数。(3)线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关。
[试题案例][例3] 关于磁通量的概念，下列说法中正确的是(　　)
A.磁场中某处的磁感应强度越大，面积越大，则穿过线圈的磁通量一定就越大B.放在某处的一个平面，穿过它的磁通量为零，则该处磁感应强度一定为零C.磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而引起的D.磁场中某处的磁感应强度不变，放在该处线圈的面积也不变，则磁通量一定不变
解析　磁通量的大小与磁感应强度的大小、面积的大小以及磁场和平面的夹角有关，所以A、B、D错误，C正确。答案　C
[例4] 如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10 cm，现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出)，圆心均在O处，A线圈的半径为1 cm，共10匝；B线圈的半径为2 cm，只有1匝；C线圈的半径为0.5 cm，只有1匝。(1)在磁感应强度B减为0.4 T的过程中，A和B线圈中的磁通量改变了多少？(2)在磁场方向转过30°角的过程中，C线圈中的磁通量改变了多少？
答案　(1)1.256×10－4 Wb　5.024×10－4 Wb(2)8.4×10－6 Wb
故A线圈的磁通量的改变量为ΔΦA＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 WbB线圈的磁通量的改变量为ΔΦB＝(0.8－0.4)×3.14×(2×10－2)2 Wb＝5.024×10－4 Wb。
方法总结　磁通量大小的分析与判断1.定量计算通过公式Φ＝BS来定量计算，计算磁通量时应注意的问题(1)明确磁场是否为匀强磁场，知道磁感应强度的大小。(2)平面的面积S应为磁感线通过的有效面积。当平面S与磁场方向不垂直时，应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角，准确找出有效面积。(3)线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关，即磁通量的大小不受线圈匝数的影响。2.定性判断磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”，当有不同方向的磁场同时穿过同一面积时，此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数和。
[针对训练3] 关于磁通量，下列说法中正确的是(　　)
A.穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度为零B.磁场中磁感应强度大的地方，磁通量一定很大C.穿过某面垂直于磁场方向投影面的磁感线条数越多，磁通量越大D.在磁场中所取平面的面积越大，磁通量越大解析　在磁感应强度大的地方，若某平面与磁场平行，即使是增大平面的面积，穿过该平面的磁通量一直为零，A、B、D错误；由磁通量Φ＝B·S知，穿过某面垂直于磁场方向投影面的磁感线条数越多，磁通量越大，C正确。答案　C
[针对训练4] 如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4 m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6 T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？
解析　线圈在垂直磁场方向上的投影面积
穿过线圈的磁通量Φ＝BS⊥＝0.6×0.2 Wb＝0.12 Wb。
线圈以cd为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量Φ1＝－BS＝－0.6×0.4 Wb＝－0.24 Wb。故磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ1－Φ|＝|－0.24－0.12| Wb＝0.36 Wb。答案　0.12 Wb　0.36 Wb