高中物理磁感应强度导学案

这是一份高中物理磁感应强度导学案，共6页。
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
1.磁场方向的规定
在磁场中的任一点,小磁针 的方向,即小磁针静止时 所指的方向,就是该点磁感应强度的方向,简称磁场的方向.
2.磁感应强度的大小
(1)通电导线与磁场 时,通电导线所受 的作用力F与电流I和导线长度L的 之比,称为磁感应强度.
(2)表达式:B= ,单位: ,符号:T,1 T=1 .
例1 [2024·福建漳州期末] 下列有关磁感应强度的说法正确的是( )
A.磁感线分布越密的地方,磁感应强度越小
B.由B=FIL可知,B与F成正比,与IL成反比
C.磁场中某点磁感应强度与是否放入通电导线无关
D.若一小段通电导线在某处所受磁场力为零,则该处的磁感应强度一定为零
变式1 [2024·广雅中学月考] 在匀强磁场中某处P点放一根长度L=0.2 m、通电电流I=0.5 A的直导线,当导线与磁场方向垂直时,测得它受到的最大磁场力F=1.0 N,现将该通电直导线从磁场中撤走,则P处的磁感应强度大小为( )
A.零B.0.1 T
C.1 TD.10 T
学习任务二 匀强磁场 磁通量
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
1.匀强磁场
如果磁场中某一区域内磁感应强度的 和 处处相同,则该区域的磁场叫作匀强磁场.
2.匀强磁场的形成
(1)距离很近的两个平行 之间(除边缘外)的磁场;
(2)通电螺旋管内 的磁场.
3.匀强磁场的磁感线:间隔 的 直线.
两个平行放置的异名
永磁体磁场间的匀强磁场
两个平行放置的通电
线圈之间的匀强磁场
4.磁通量
(1)定义:在匀强磁场中有一个与磁场方向 的平面,设磁场磁感应强度为B,平面面积为S,磁感应强度B与面积S的 叫作穿过该平面的磁通量,简称 ,用符号Φ表示.
(2)表达式:Φ= ,单位: ,简称韦.符号: .
(3)磁通密度:B= ,表示磁感应强度B在数值上等于垂直磁感应强度的单位面积上的磁通量.
(4)拓展:当平面S与垂直磁场的方向成θ角度时,通过面积S的磁通量为:Φ= .
磁场的方向与平面S
成一定的角度θ
(5)磁通量的正、负
①磁通量是标量,但有正、负.设磁感线从某一面 时,磁通量为正值,则磁感线从此面 时磁通量为负值.
②若某一平面内有正、反向磁感线,且正向磁通量为Φ正,反向磁通量为Φ反,则穿过该平面的磁通量Φ=Φ正-Φ反.磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和).
(6)磁通量的变化量:ΔΦ=Φ'-Φ.
例2 [2024·佛山期末] 如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a和b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直,关于穿过两环的磁通量Φa和Φb,下列说法正确的是( )
A.a、b环内磁通量由下向上,Φa>Φb
B.a、b环内磁通量由上向下,ΦaΦb,故A正确,B、C、D错误.
变式2 C [解析] 远离磁极,磁场减弱,穿过线圈平面的磁感线条数减少,磁通量减小,故A、B、D错误,C正确.
[教材补充] 矢量和 平行四边形定则
例3 B [解析] a、b、c、d四点的实际磁感应强度为匀强磁场和电流磁场的叠加,由图可知,电流在a、b、c、d产生的磁感应强度大小均为B,a点磁感应强度大小为Ba=B0+B,b点和d点磁感应强度大小为Bb=Bd=B02+B2,c点的磁感应强度大小为Bc=B0-B.a点磁感应强度的值最大,故A错
误;c点磁感应强度的值最小,故B正确;c、d两点的磁感应强度大小不相等,故C错误;a、b两点的磁感应强度大小不相等,故D错误.
变式3 B [解析] 将QO'和OE视为一根无限长直导线,根据右手螺旋定则可知该直导线在M点产生的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,在N点产生的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里;同理可将FO与O'P视为一根无限长直导线,根据右手螺旋定则可知该直导线在M点产生的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,在N点产生的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里.综上所述,M点的磁感应强度为0,N点的磁感应强度为2B,故选B.
随堂巩固
1.B [解析] 磁场中某点磁感应强度B的大小取决于场源以及磁场中的位置,与通电导线的所受的安培力F无关,公式B=FIL是比值定义式,A错误,B正确;如果通电导线平行磁场放置,则通电导线在磁场中所受的安培力为零,但该处的磁感应强度不为零,C错误;磁感应强度B是矢量,方向与电流所受磁场力的方向垂直,故D错误.
2.A [解析] 根据磁感线的疏密程度可知a点磁感应强度大于b点,故A正确,B、C、D错误.
3.C [解析] 由磁通量的定义知Φ=BS,磁感线穿过的面积为S=L22,联立可得Φ=BL22,故A、B、D错误,C正确.
4.B [解析] 根据安培定则可知,上方电流在A点的磁场方向垂直平面向上,下方电流在A点的磁场方向垂直平面向下,A点距上方电流较近,则A点处的磁感应强度方向垂直于平面向上,A错误;上方电流在B点的磁场方向垂直平面向下,下方电流在B点的磁场方向垂直平面向下,则B点处的磁感应强度方向垂直于平面向下,B正确;上方电流在C点的磁场方向垂直平面向下,下方电流在C点的磁场方向垂直平面向上,C点距下方电流较近,则C点处的磁感应强度方向垂直于平面向上,C错误;综上所述,D错误.