C、磁感应强度、磁通量
磁场、磁感应强度和磁通量的关系
磁场、磁感应强度和磁通量的关系1. 磁场磁场是一个矢量场,描述了磁力在空间中的分布。
在磁场中,磁性物质或者带电粒子会受到磁力的作用。
磁场的方向通常由磁场线的分布来表示,磁场线从磁体的北极指向南极。
2. 磁感应强度磁感应强度(又称为磁感应强度或者磁通密度),通常用符号B表示,是一个矢量场,描述了磁场在空间中的强度和方向。
磁感应强度的大小表示单位面积上磁通量的大小,其方向是垂直于磁场线的方向。
3. 磁通量磁通量是磁场穿过某个闭合面的总磁通量,通常用符号Φ表示。
磁通量的单位是韦伯(Wb)。
磁通量是一个标量,但是它也有方向,它的方向由磁场的方向和闭合面的法线方向决定。
磁场、磁感应强度和磁通量之间有密切的关系。
磁感应强度B是磁场在空间中的强度和方向的度量,磁通量Φ是磁场穿过某个闭合面的总磁通量。
它们之间的关系可以用以下公式表示:Φ=B⋅A⋅cos(θ)其中,A是闭合面的面积,θ是磁场线和闭合面法线之间的夹角。
当磁场线垂直于闭合面时,即θ=90°,公式可以简化为:Φ=B⋅A这个公式表明,当磁场线垂直于闭合面时,磁通量Φ与磁感应强度B和闭合面的面积A成正比。
当磁场线不垂直于闭合面时,磁通量Φ会小于磁感应强度B和闭合面的面积A的乘积,因为cos(θ)的值在0°到90°之间。
5. 磁场、磁感应强度和磁通量的实际应用磁场、磁感应强度和磁通量在许多领域都有实际应用,例如:•电磁感应:当导体在磁场中运动或者磁场变化时,会在导体中产生电动势,这是电磁感应现象。
磁感应强度和磁通量的变化是电磁感应中的关键因素。
•电机:电机利用磁场、磁感应强度和磁通量的关系来转换电能和机械能。
例如,交流电机中的旋转磁场和永磁体之间的相互作用产生扭矩,从而驱动电机转动。
•传感器:磁场传感器利用磁场、磁感应强度和磁通量的关系来检测和测量物理量,例如速度、位置、磁场强度等。
6. 结论磁场、磁感应强度和磁通量是磁学中的基本概念,它们之间有密切的关系。
磁通,磁通密度,磁场强度,磁感应强度的概念
磁通,磁通密度,磁场强度,磁感应强度的概念1、磁通、磁通密度、磁场强度、磁感应强度的概念有什么不同? 磁通:垂直于某⼀⾯积所通过的磁⼒线的条数,⽤ф表⽰,单位韦伯(Wb)。
磁通密度:单位⾯积上的磁通量,⽤B表⽰,单位是特斯拉(T)或⾼斯(Gs)。
磁场强度:在磁场中每⼀点都具有⼤⼩和⽅向,因此可以⽤向量H表⽰该点磁场的⼤⼩,⽅向与磁⼒线⽅向⼀致,单位安培/⽶(A/m)。
磁感应强度:物质内部的磁场强度,单位奥斯特(Oe)。
2、为什么同⼀磁体⽤不同的⾼斯计测量,测量值有时相差很⼤? 同⼀磁体⽤不同的⾼斯计测量,测量值有误差是正常的。
误差的原因是: 1、⾼斯计的磁感应器⼤⼩尺⼨不同; 2、磁感应器外封装有差异、造成磁感应器与磁体表⾯的距离不同导致测出的值不同; 3、感应器⼯作⽅向的差异; 4、与⾼斯计标定的⽅法有关。
3、⾼斯计怎样选配测量探头? 探头根据霍尔传感器所在的位置不同,可以分为两种:横向探头和轴向探头。
横向探头主要适合于测量磁体间隙的磁场,轴向探头适合于测量管道或磁体表⾯的磁场。
4、如何选配⾼斯计? 1、要测量的磁场范围和精度要求。
2、操作的⽅便性:⑴最好具有量程转换功能;⑵具有⾃校准功能。
⑶具有最⼤值锁定功能。
3、 注意探头的互换性,⾼斯计的探头是易损部件,最好选择带有数据记录芯⽚的探头,这样的⾼斯计探头⼀旦损坏,购买另外⼀⽀,就可以直接使⽤。
否则,还要把⾼斯计送回⼚家,进⾏校准,增添了不必要的⿇烦,同时⼜耽误了正常使⽤。
4、最好带有数据存储功能。
数据保存下来,可以⽅便⽤户的分析和研究,因此⾼斯计最好带有计算机接⼝或模拟输出⼝,这样可以通过计算机把数据⼤批量的存储下来。
5、如果在线检测,⾼斯计最好带有继电器和报警输出,这样有利于进⾏⾃动化控制,提⾼⼯作效率。
5、磁通计的测量值与⾼斯计的测量值有什么不同? 磁通计测量的是磁体、器件、空间的磁通量值,单位Wb,体现测试对象整体的平均值。
磁感应强度与磁通量之间的关系
磁感应强度与磁通量之间的关系磁感应强度和磁通量是磁学中两个重要的概念,它们之间存在着密切的关系。
磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,而磁通量则是描述磁场穿过某一区域的总磁场量。
它们的关系可以通过法拉第电磁感应定律来解释。
法拉第电磁感应定律是电磁学中的基本定律之一,它描述了磁场变化产生的感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场的变化率发生改变时,会在闭合回路中产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与磁场的变化率成正比,也与闭合回路所包围的磁通量有关。
磁通量是描述磁场穿过某一区域的总磁场量的物理量。
它的大小与磁感应强度和该区域的面积有关。
磁通量的计算公式为Φ = B * A,其中Φ表示磁通量,B表示磁感应强度,A表示该区域的面积。
从这个公式可以看出,磁通量与磁感应强度成正比,而与面积成正比。
磁感应强度与磁通量之间的关系可以通过一个简单的实验来理解。
假设有一个线圈,通过这个线圈的磁通量为Φ,线圈的匝数为N。
当磁感应强度为B时,线圈中的磁通量可以表示为Φ = B * A,其中A为线圈的面积。
根据磁通量的定义,磁通量Φ可以表示为Φ = B * A * N。
由此可见,磁感应强度与磁通量之间的关系可以表示为B = Φ / (A * N)。
从这个关系式可以看出,磁感应强度与磁通量之间的关系是倒数关系。
当磁通量增大时,磁感应强度会减小;当磁通量减小时,磁感应强度会增大。
这个关系可以用于解释一些实际问题,比如电磁铁的工作原理。
在电磁铁中,通过通电产生的磁场可以吸引铁磁物体。
当电流通过线圈时,线圈中的磁通量会增大,从而导致磁感应强度减小。
这样,铁磁物体就会被吸引到电磁铁上。
当电流断开时,线圈中的磁通量减小,磁感应强度增大,铁磁物体就会从电磁铁上脱落。
这个过程正是利用了磁感应强度与磁通量之间的关系。
磁感应强度与磁通量之间的关系还可以用于解释一些其他现象,比如电磁感应现象和变压器的工作原理。
在电磁感应现象中,当磁场的变化率发生改变时,会在闭合回路中产生感应电动势。
电磁场理论中的磁感应强度与磁通量
电磁场理论中的磁感应强度与磁通量在电磁场理论中,磁感应强度和磁通量是两个重要的概念。
它们是描述磁场强度和磁场分布的物理量,对于理解电磁现象和应用电磁技术都具有重要意义。
一、磁感应强度磁感应强度是描述磁场强度的物理量,通常用字母B表示。
在电磁场理论中,磁感应强度是描述磁场对磁性物质产生作用的强度。
磁感应强度的单位是特斯拉(Tesla),常用的单位还有高斯(Gauss)。
磁感应强度的大小与磁场中的磁力线有关。
磁力线是用来表示磁场分布的线条,它们从磁北极指向磁南极。
磁感应强度的大小可以通过磁力线的密度来表示,即单位面积上通过的磁力线数量。
磁感应强度越大,磁力线的密度越大,表示磁场越强。
磁感应强度与电流、导线和磁性物质之间存在着密切的关系。
根据安培定律,电流通过导线时会产生磁场,磁感应强度的大小与电流的大小成正比。
而磁性物质在磁场中会受到磁力的作用,磁感应强度的大小与磁性物质的磁化程度有关。
二、磁通量磁通量是描述磁场分布的物理量,通常用字母Φ表示。
在电磁场理论中,磁通量是描述磁场穿过某个闭合曲面的总磁场量。
磁通量的单位是韦伯(Weber)。
磁通量的大小与磁场的强度和曲面的面积有关。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场的强度发生变化时,会在闭合曲面上产生感应电动势。
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
因此,磁通量的大小可以通过感应电动势的大小来测量。
磁通量与磁感应强度之间存在着一定的关系。
根据高斯定律,磁通量通过一个闭合曲面时,与该曲面内的磁感应强度的积分成正比。
这个积分就是磁通量的大小。
因此,磁通量的大小可以通过对磁感应强度的积分来计算。
三、磁感应强度与磁通量的关系磁感应强度和磁通量是描述磁场的两个重要概念,它们之间存在着密切的关系。
根据安培定律和高斯定律,磁感应强度和磁通量之间的关系可以用数学公式表示。
根据安培定律,磁感应强度的大小与电流的大小成正比。
当电流通过导线时,磁感应强度的大小可以通过安培定律来计算。
磁体中的磁感应强度与磁通量关系
磁体中的磁感应强度与磁通量关系磁体是一种能够产生磁场的物体,它具有磁性。
在磁体中,磁场的强度通常用磁感应强度来表示,而磁通量则用来衡量穿过一个平面的磁场的总量。
磁感应强度与磁通量之间存在着密切的关系,其变化规律是由麦克斯韦方程组所描述的。
麦克斯韦方程组是电磁学的基础方程,其中的一条方程即是磁场的高斯定律。
根据高斯定律,磁通量经过一个闭合曲面所穿过的总量等于该曲面内所有正负磁荷的代数和的比值。
这意味着,磁通量是由磁体内的磁荷所产生的。
磁感应强度是描述磁场强度的物理量,它与单位面积上垂直通过的磁通量之比。
它的方向与磁场的方向垂直,并且指向磁场线的方向。
在磁体中,磁感应强度随着距离磁体中心的增大而减小,这是因为磁感应强度与磁通量之间的关系是一个反比例关系。
磁感应强度与磁通量之间的关系可以用一个简单的公式来表示:“φ=B*A”,其中,φ表示磁通量,B表示磁感应强度,A表示垂直通过的面积。
根据这个公式,我们可以得知:当磁感应强度增大时,磁通量也会相应增大;当磁感应强度减小时,磁通量也会相应减小。
磁体的形状和材料对磁感应强度与磁通量之间的关系也有一定的影响。
磁体的形状不同,磁场的分布也有所不同。
例如,一个长直形磁铁的磁场强度在其两端较大,在中间较小,在两侧呈对称分布;而一个闭合的环形磁铁在其内部的磁场是均匀的。
材料的磁导率也会影响磁感应强度与磁通量之间的关系,不同材料的磁导率不同,因此也会影响磁感应强度的大小。
在工程中,磁感应强度与磁通量的关系被广泛应用。
例如,在电感器中,磁感应强度和磁通量是相互联系的。
当电流通过电感线圈时,产生的磁场会使得磁通量发生变化,从而在电感器中感受到电流的强弱。
通过测量磁感应强度和磁通量之间的关系,可以了解电流的大小。
总之,磁感应强度与磁通量之间存在着密切的关系。
磁感应强度可以通过磁通量来衡量,而磁通量又是由磁体内的磁荷所产生的。
磁感应强度与磁通量之间的关系可以用一个简单的公式来描述,同时受到磁体的形状和材料的影响。
磁感应强度和磁通量的关系
磁感应强度和磁通量的关系磁感应强度和磁通量是与磁场相关的两个重要概念。
磁感应强度是用来描述磁场强弱的物理量,而磁通量则是指通过一个给定区域的磁场总量。
在电磁学中,磁感应强度和磁通量之间存在着密切的关系。
磁感应强度(B)是测量磁场强度的物理量。
它的单位是特斯拉(T),1特斯拉等于1牛/安乘以1米/安乘以1秒。
根据法拉第电磁感应定律,磁感应强度与磁场的变化率直接相关。
当磁场发生变化时,磁感应强度也会相应改变。
磁感应强度的大小与磁通量的变化率成正比。
磁通量(Φ)是穿过一个给定面积的磁场总量的度量。
它的单位是韦伯(Wb),1韦伯等于1特斯拉乘以1平方米。
根据法拉第电磁感应定律,磁通量的大小与磁感应强度的变化率成正比。
当磁场的变化率增大时,磁通量的大小也会相应增加。
磁通量是磁场对于垂直于磁场方向的面积的影响力度量。
根据法拉第电磁感应定律,磁感应强度和磁通量之间的关系可以用以下方程表示:Φ = B * A * cosθ其中,Φ表示磁通量,B表示磁感应强度,A表示磁场垂直于给定面积的大小,θ表示磁场线与法向量之间的夹角。
从上述方程可以看出,磁感应强度和磁通量之间存在着直接的比例关系。
当磁感应强度增大时,磁通量也会相应增加;反之,当磁感应强度减小时,磁通量也会减小。
这表明磁感应强度的变化会直接影响磁通量的大小。
在磁场中,磁感应强度和磁通量是相互关联的重要参数。
磁感应强度和磁通量的关系在实际应用中具有广泛的意义。
在电磁感应、电动机、发电机、变压器等领域中,磁感应强度和磁通量的变化对于设备性能和能量转换效率起着至关重要的作用。
通过控制磁感应强度可以实现对磁通量的调节,从而实现对磁场的控制和利用。
总结起来,磁感应强度和磁通量是磁场中的重要物理概念,它们之间存在着直接的比例关系。
磁感应强度描述了磁场的强度,而磁通量则度量了磁场的总量。
通过控制磁感应强度可以实现对磁通量的调节,从而在电磁感应、电动机等领域实现对磁场的控制和利用。
第13章 第2节 磁感应强度 磁通量 新教材高中物理必修第三册(人教版)(解析版)
第2节 磁感应强度 磁通量课程内容要求核心素养提炼1.知道磁感应强度的定义、物理意义及单位. 2.知道磁通量,通过计算磁通量的大小进一步了解定量描述磁场的方法.1.物理观念:磁感应强度、匀强磁场、磁通量. 2.科学思维:(1)理解磁感应强度的概念. (2)应用公式计算磁通量.一、磁感应强度1.定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F 跟电流I 和导线长度l 的乘积Il 的比值叫作通电导线所在处的磁感应强度.2.定义式:B =FIl.3.单位:特斯拉,简称特,符号为T ,1_T =1 N A·m. 二、匀强磁场1.定义:磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场. 2.磁感线:间隔相等的平行直线.3.实例:距离很近的两个平行的异名磁极间的磁场,相隔适当距离的两平行放置的通电线圈中间区域的磁场都是匀强磁场.[判断](1)通电导线在磁场中受到的磁场力为0,则说明该处的磁感应强度为0.(×) (2)磁感应强度的大小与电流成反比,与其受到的磁场力成正比.(×)(3)磁感应强度的大小等于通电导线受到的磁场力大小F 与电流I 和导线长度l 的乘积的比值.(×)三、磁通量1.定义:匀强磁场磁感应强度B 与和磁场方向垂直的平面面积S 的乘积,即Φ=BS . 2.单位:韦伯,简称韦,符号是Wb . 1 Wb =1 T·m 2.3.引申:B =ΦS ,因此磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量.[思考]若通过某面积的磁通量等于0,则该处一定无磁场,你认为对吗?提示 不对.磁通量除与磁感应强度、面积有关外,还与环面和磁场夹角有关,当环面与磁场平行时,磁通量为0,但磁场仍存在.探究点一 磁感应强度的理解和叠加观察如图所示的“探究影响通电导线受力的因素”的实验,思考以下几个问题:(1)实验装置中,通电导线应如何放入磁场中?为什么?(2)通过实验总结通电直导线受力大小与导线长度、电流大小的关系.提示 (1)通电导线应垂直放入磁场中.只有通电导线与磁场方向垂直时,它所受磁场力才最大,此时磁场力F 与电流和导线长度的乘积Il 的关系最简单.(2)当通电直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.即FIl是一个恒量.1.对磁感应强度的认识(1)磁感应强度的大小:磁感应强度的大小反映该处磁场的强弱,它的大小取决于场源以及在磁场中的位置.(2)磁感应强度是用比值法定义的即B =FIl ,但B 的大小由磁场本身决定,与F 、Il 的大小没有关系.(3)磁感应强度的方向:磁感应强度的方向就是该处磁场的方向,规定为小磁针静止时N 极的指向,也可以表示为磁感线在该点的切线方向.2.磁场的叠加:由于磁感应强度是矢量,若某区域有多个磁场叠加,该区域中某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点的磁感应强度的矢量和,可根据平行四边形法则求解.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电直导线,它的电流是2.5 A ,导线长1 cm ,它受到的磁场力为5.0×10-2 N .(1)求这个位置的磁感应强度大小;(2)若把通电导线中的电流增大到5 A ,则求这个位置的磁感应强度大小.解析 解题关键是只有当通电直导线垂直于磁场方向放置时,才能用B =FIl 计算B 的大小.(1)由磁感应强度的定义式得 B =FIl = 5.0×10-22.5×1×10-2T =2 T .(2)磁感应强度B 是由磁场和空间位置(点)决定的,与导线的长度l 、电流I 的大小无关,所以该位置的磁感应强度大小还是2 T .答案 (1)2 T (2)2 T(多选)如图所示,三根平行的足够长的通电直导线A 、B 、C (电流方向如图)分别放置在一个等腰直角三角形的三个顶点上,其中AB 边水平,AC 边竖直.O 点是斜边BC 的中点,每根导线在O 点所产生的磁感应强度大小均为B 0,则下列说法正确的有( )A .导线B 、C 在O 点产生的合磁感应强度大小为2B 0 B .导线A 、B 、C 在O 点产生的合磁感应强度大小为B 0 C .导线B 、C 在A 点产生的合磁感应强度方向由A 指向OD .导线A 、B 在O 点产生的合磁感应强度方向水平向右ACD [导线B 、C 在O 点产生的磁场方向相同,磁感应强度叠加后大小为2B 0,选项A 正确;三根平行的通电直导线在O 点产生的磁感应强度大小相等,B 合=(B 0)2+(2B 0)2=5B 0,选项B 错误;导线B 、C 在A 点产生的总的磁感应强度的方向是两个磁场叠加后的方向,方向由A 指向O ,选项C 正确;根据安培定则和矢量的叠加原理,导线A 、B 在O 点产生的总的磁感应强度的方向水平向右,选项D 正确.][训练1] 关于磁感应强度,下列说法正确的是( ) A .由B =FIl可知,B 与电流强度I 成反比B .由B =FIl可知,B 与电流受到的安培力F 成正比C .垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度方向D .磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、长度、导线放置方向等均无关D [磁感应强度B =FIl 是采用比值法定义的,B 与F 、I 无关,由磁场本身属性决定,故选项A 、B 错误,选项D 正确;垂直于磁场方向放置的通电导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直,故选项C 错误.][训练2] (2020·浙江卷)特高压直流输电是国家重点能源工程.如图所示,两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I 1和I 2,I 1>I 2.a 、b 、c 三点连线与两根导线等高并垂直,b 点位于两根导线间的中点,a 、c 两点与b 点距离相等,d 点位于b 点正下方.不考虑地磁场的影响,则( )A .b 点处的磁感应强度大小为0B .d 点处的磁感应强度大小为0C .a 点处的磁感应强度方向竖直向下D .c 点处的磁感应强度方向竖直向下C [电流周围的磁场截面图如图所示,因I 1>I 2,则离导线相同距离处B 1>B 2.由磁感应强度的叠加可以看出,a 处的磁感应强度方向竖直向下,大小为两电流在a 处磁感应强度的同向叠加;b 处的磁感应强度大小为B b 1-B b 2,方向竖直向上;c 处磁感应强度方向为竖直向上,大小为两电流在该处磁感应强度同向叠加;d 处磁感应强度不为0.故答案为C .]探究点二 磁通量的理解和计算如图所示,当磁场方向与平面成θ角时,磁通量的表达式是怎样的?当磁场方向与平面平行时,磁通量是多少?提示Φ=BS sin θ01.磁通量的计算(1)公式:Φ=BS.适用条件:①匀强磁场;②磁感线与平面垂直.(2)在匀强磁场中,若磁感线与平面不垂直,公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积.2.磁通量的正负(1)磁通量是标量,但有正负,当磁感线从某一面上穿入时,磁通量为正值,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,且正向磁通量为Φ1,反向磁通量为Φ2,则穿过该平面的磁通量Φ总=Φ1-Φ2.3.磁通量的变化量(1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=B·ΔS.(2)当B变化,有效面积S不变时,ΔΦ=ΔB·S.(3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1.但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.(4)匀强磁场中与磁场垂直的线圈磁通量为BS.当线圈转过180°时,磁通量的变化量ΔΦ=2BS.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点处,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?解析(1)对A线圈,有Φ1=B1πr2A,Φ2=B2πr2A故A线圈的磁通量的改变量为ΦA=|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×(1×10-2)2 Wb=1.256×10-4 WbB线圈的磁通量的改变量为ΦB=(0.8-0.4)×3.14×(2×10-2)2 Wb=5.024×10-4 Wb.(2)对C线圈,Φ1=Bπr2C磁场方向转过30°角,线圈在垂直于磁场方向的投影面积为πr2C cos 30°,则Φ2=Bπr2C cos 30°故磁通量的改变量为ΔΦC=Bπr2C(1-cos 30°)=0.8×3.14×(5×10-3)2×(1-0.866) Wb=8.4×10-6 Wb.答案(1)1.256×10-4 Wb 5.024×10-4 Wb(2)8.4×10-6 Wb[变式]在[例3]中,若将线圈A转过180°角的过程中,A线圈中的磁通量改变了多少?解析若转过180°角时,磁通量的变化为ΔΦ=2BS=2×0.8×3.14×(1×10-2)2 Wb=5.024×10-4 Wb.答案 5.024×10-4 Wb[题后总结]多角度判断磁通量大小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,准确找出垂直面积.(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.[训练3]如图所示,一个闭合线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成30°角,磁感应强度为B,用下述哪个方法可使穿过线圈的磁通量增加一倍()A.把线圈的匝数增加一倍B.把线圈的面积增加一倍C.把线圈的半径增加一倍D.转动线圈使得轴线与磁场方向平行B[把线圈的匝数增加一倍,穿过线圈的磁感线的条数不变,磁通量不变,故选项A 错误;根据Φ=BS sin θ,把线圈的面积增加一倍,可使穿过线圈的磁通量增加一倍,故选项B正确;把线圈的半径增加一倍,线圈的面积S=πR2变为原来的4倍,磁通量变为原来的4倍,故选项C错误;转动线圈使得轴线与磁场方向平行,相当于线圈转过30°,与磁场垂直,线圈面积在垂直B方向上的投影由S sin 60°变为S,磁通量没有增加一倍,故选项D错误.]。
第十章_C磁感应强度_磁通量2012改
F q
(4)电场强度的方向:物理学中规定,电场中某点的电场强度的方向 跟正电荷在该点所受电场力的方向相同。
一、磁感应强度的方向:
物理学中把小磁针静止时,N极所 指的方向规定为该点磁感应强度的方 向,简称磁场方向。
二、磁感应强度的大小:
电流元:物理学中将很短一段通电导线中的电 流I和导线长度L的乘积IL叫做电流元
正面
φ0= B⊥ S
B∥
Φ0= + BSsinθ
? Φt= - BS cosθ
+? + ΔΦ= Φt- Φ0 -
θ
反面
= BS(sinθ+
cosθ)
如图所示,矩形线框abcd的长和宽分别为2L和L, 匀强磁场的磁感应强度为B,虚线为磁场的边界。若 线框以ab边为轴转过60°的过程中,穿过线框的磁通 量的变化情况是( ) • A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
(1)公式Ф =BS只适用于匀强磁场; (2)具体问题中要明确是穿过哪一面积的磁通量; (3)如果某个面积与磁感强度方向不垂直,计算 磁通量时,应先找出垂直磁感强度的面积.
【例2】 如图所示,矩形线圈的面积为 S,置于磁感强度为B,方向水平向右的匀 强磁场中,开始时线圈平面与磁场垂直。 求线圈平面在下列情况下的磁通量的变化 量。①转过90°;②转过180°。
(1) 大小B=
F IL
(条件:电流I 和磁场方向垂直)
(2)方向:小磁针静止时所指的方向为该处磁感应强度的方向
(3)物理意义:磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量
磁通量
穿过某一面积的磁感线条数叫做磁通量 单位:Wb 韦伯 简称 韦 1Wb=1T×m2
例:如图所示,在条形磁铁中部垂直套有A、 B两个圆环,试分析穿过A环、B环的磁通量谁 大。
磁感应强度磁通量(共20张PPT)
zxxkw
学科网
学.科.网
法拉第引入磁感线形象的描述了磁场的性质。
1、磁感线的疏密表示磁场的强弱 2、磁感线的任一点的切线方向表示该点磁
场的方向zxxkw
在电场中我们用电场强度来表征电场 的强弱和方向;在磁场中类似的,我 们也引入一个物理量来表示磁场的强 弱和方向zxxkw 。这就是磁感应强度。用符号
I2 O
I4
Hale Waihona Puke I1I3如下图,套在条形磁铁外的三个线圈,其面积S1>
S2= S3,且 “3〞线圈在磁铁的正中间。设各线圈
中的磁通量依次为Ф1、Ф2、Ф3那么它们的大小
关系是(
)C
A、 Ф1>Ф2>Ф3
B、 Ф1>Ф2=Ф3
C、 Ф1<Ф2<Ф3
D、 Ф1<Ф2=Ф3
BS/2 初始位置转过90度角,那么穿过线框平面的磁通量为_____,假
0 设从初始位置转过180度角,那么穿过线框平面的磁通量变化
为_______
2BS
O
O’
如下图,一矩形线框,从.abcd位置移动到
a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量
情况以下D表达正确的选项是(线框平行于纸面移
动)(
4T的匀强磁场中,当磁场与环面垂直时,穿过环面的磁通量是_______;
当两磁场在某点方向成一夹角时,该点的磁感应强度由平行四边形定那么求得。
适用条件: 匀强磁场,
b
B 小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向,规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向
均向上,Фa=Фb
c
θ d
面积S=0.5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强
磁感应强度与磁通量分析
磁感应强度与磁通量分析磁感应强度与磁通量是电磁学中重要的概念,在研究磁场和电磁感应现象时起到了关键的作用。
本文将从理论和实践两个方面进行分析,以增加对磁感应强度与磁通量的理解。
一、磁感应强度的定义与计算方法磁感应强度(B)是描述磁场强度的物理量,用特斯拉(T)作为单位。
根据电磁学理论,磁感应强度的计算公式为B=μ0μrH,其中μ0是真空中的磁导率(μ0 = 4π×10⁻⁷ T·m/A),μr是介质的相对磁导率,H是磁场强度。
在实际应用中,我们常常遇到计算磁感应强度的需要。
比如,在电磁铁中,可以通过加上电流来控制磁感应强度的大小。
根据上述公式,我们可以计算得到磁感应强度在不同电流下的数值。
通过这样的计算,我们可以了解到电磁铁的磁感应强度对应的是多大的磁场强度,从而判断其适用范围。
二、磁通量的定义与计算方法磁通量(Φ)是衡量通过某个面积的磁场总量的物理量,用韦伯(Wb)作为单位。
根据电磁学理论,磁通量的计算公式为Φ=BScosθ,其中B为磁感应强度,S为被磁场穿过的面积,θ为磁感应线与法向量的夹角。
磁通量的概念及其计算方法在实际应用中具有广泛的应用。
例如,在电力变压器中,磁通量的大小与电压的变换有关。
我们可以通过计算变压器两侧线圈环绕磁铁芯所产生的磁通量来确定变压器的工作状态,从而调整电压的大小。
当我们知道了磁通量大小后,也可以进一步计算电力损耗、效率等信息,对变压器的实际工作效果有更深入的了解。
三、磁感应强度与磁通量的关系磁感应强度与磁通量之间存在密切的联系。
根据磁通量的定义公式Φ=BScosθ,可以看出,磁通量与磁感应强度B成正比。
在给定的磁场中,如果磁感应强度增加,则磁通量也会随之增加;反之,如果磁感应强度减小,则磁通量也会减小。
这表明,磁感应强度对磁通量的大小具有直接影响力。
除了上述定量关系外,磁感应强度与磁通量还在磁场感应中扮演着重要的角色。
当磁感应强度改变时,会产生电动势并引发电磁感应现象。
C磁感应强度、安培力、磁通量
F 5 (1) 解: B T 50T IL 10 0.01
(2) ∵B是描述磁场本身性质的物理量, B 50T ∵导线与磁场方向平行,
F 0
2、如右图所示,通电导线由I位置绕固定轴转
到Ⅱ位置,该导线所受安培力大小(
C
)
A.变大
B.变小 C.不变
D.不能确定答案
3、一根重力为G的金属棒MN,两端用细软导线 连接后悬挂于a、b两点,棒的中部处于方向垂直 于纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向 从M流向N,如图示,此时悬线上有拉力,为了 使拉力等于零,可以( C ) A、适当减小磁感强度; a b B、使磁场反向; F′ C、适当增大电流强度; F T ××××× T D、使电流方向改变。 × × × × ×
检验某处有无电场存在,可以用什么方法? 检验某处有无磁场存在,可以用什么方法? 如果通电导线不受磁场力,该处是否一 定不存在磁场,磁感应强度一定为零吗?
二、磁场力(安培力)的大小
1)当I B, F=BIL 2)当I // B, F=0 3)当I与B有夹角,F=BIL有效 BIL sin
小 结
磁感 (矢量) B Il
(标量)B
条件:B⊥I (l)
N 1T 1 A m
磁通量密度 ——磁感应强度的大小
Wb 1T 1 2 条件:B⊥S m S 穿过垂直于磁场方向的单位面积上的磁通量(磁感线的 条数)和该处的磁感应强度大小相等。
地球磁场是海龟回家时的罗盘和地图。在巴西 近海柄息的棱皮龟经过8个星期的跋涉,不吃不 喝,横渡1400海里,到大西洋的复活节岛上产卵。
一、描述磁场的强弱 (定量)
1.知识回顾
F 电场强度 E q
磁感应强度与磁通量
磁感应强度与磁通量磁感应强度和磁通量是磁学中的两个重要概念,它们在电磁学、物理学和工程技术中具有广泛的应用。
本文将介绍磁感应强度和磁通量的概念、计算方法以及它们之间的关系。
一、磁感应强度的概念与计算方法磁感应强度(B)是描述磁场强弱的物理量,也称为磁通量密度。
它表示单位面积内通过垂直于磁场方向的磁力线的数量,单位为特斯拉(T)。
磁感应强度的计算公式为:B = Φ/A其中,B表示磁感应强度,Φ表示通过某一平面的磁通量,A表示该平面的面积。
磁感应强度的方向与磁力线的方向一致。
二、磁通量的概念与计算方法磁通量(Φ)是描述磁场穿过闭合曲面的磁力线的数量,单位为韦伯(Wb)。
计算磁通量的方法根据不同情况而异。
1. 磁场均匀的情况下,磁通量的计算公式为:Φ = B × A其中,Φ表示磁通量,B表示磁感应强度,A表示垂直于磁场方向的面积。
2. 磁场不均匀的情况下,磁通量的计算需要通过积分来进行。
假设磁场分布在一个闭合曲面上,磁通量可以通过对该曲面上每一点的磁感应强度与该点的面积相乘,并对整个曲面进行积分来计算。
具体计算方法可以根据具体问题进行推导。
三、磁感应强度与磁通量的关系磁感应强度和磁通量之间存在一种数量关系,即磁感应强度是单位面积内通过垂直于磁场方向的磁通量。
可以通过以下公式表示:B = Φ/A由此可见,当磁通量Φ增大时,如果面积A保持不变,磁感应强度B也会增大;反之,当磁通量Φ减小时,磁感应强度B也会减小。
它们之间的比例关系告诉我们,磁通量越大,磁场越强。
这一关系在磁学领域中有着重要的应用。
结论磁感应强度和磁通量是描述磁场特性的重要物理量。
磁感应强度表示单位面积内通过垂直于磁场方向的磁力线的数量,而磁通量表示磁场穿过闭合曲面的磁力线的数量。
两者之间存在一种数量关系,即磁感应强度等于磁通量除以面积。
这一关系可用于计算磁场的强度以及分析磁场的分布。
磁感应强度和磁通量的理解对于深入研究电磁学和物理学领域具有重要意义。
磁感应强度和磁通量的计算
磁感应强度和磁通量的计算磁感应强度和磁通量是物理学中研究磁场中重要概念。
磁感应强度是磁场的一种度量,用于描述磁场对磁材料的作用力。
磁通量是磁场通过截面的磁力线数量的度量。
在本文中,我们将详细介绍磁感应强度和磁通量的计算方法。
一、磁感应强度的计算磁感应强度的计算可以使用安培环路定理进行。
安培环路定理指出,沿着一个闭合回路,磁感应强度的环路积分等于总电流通过该回路的的电流的代数和。
根据安培环路定理,我们可以使用以下公式计算磁感应强度:B = μ₀ * (ΣI) / L其中,B代表磁感应强度,μ₀代表真空中的磁导率,ΣI代表通过回路的总电流,L代表回路的长度。
举例来说,如果一个闭合回路中有三个电流分别为I₁、I₂和I₃,回路的长度为L,那么磁感应强度B可以通过以下公式计算:B = μ₀ * (I₁ + I₂ + I₃) / L二、磁通量的计算磁通量是研究磁场时另一个重要的概念。
它描述了磁场通过给定截面的磁力线数量。
磁通量可以使用以下公式进行计算:Φ = B * A * cosθ其中,Φ代表磁通量,B代表磁感应强度,A代表垂直于磁场的截面面积,θ代表磁感应强度和截面法线之间的夹角。
例如,如果一个磁感应强度B通过一个垂直于磁场的截面,截面的面积为A,那么磁通量Φ可以通过以下公式计算:Φ = B * A * cosθ三、补充说明在实际应用中,计算磁感应强度和磁通量时,需要注意一些附加因素。
例如,材料的磁导率和温度变化可以对磁感应强度产生影响,而非垂直于磁场的截面则需要使用投影面积进行计算。
另外,磁感应强度和磁通量的单位也需要注意。
磁感应强度的单位是特斯拉(T),磁通量的单位是韦伯(Wb)。
总结:本文介绍了磁感应强度和磁通量的计算方法。
磁感应强度可以使用安培环路定理进行计算,而磁通量则可以通过磁感应强度、截面面积和夹角来计算。
在实际应用中,还需要考虑材料的磁导率、温度变化和非垂直截面的投影面积。
对于磁场研究和应用,精确计算磁感应强度和磁通量是非常重要的。
什么是磁感应强度和磁通量
什么是磁感应强度和磁通量?
磁感应强度和磁通量是物理学中描述磁场特性的两个重要概念。
磁感应强度(磁场强度)是描述磁场强度的物理量。
它表示单位长度的导线中所产生的磁场的大小。
磁感应强度的符号通常用B表示,单位是特斯拉(T)。
磁感应强度是一个矢量量,它的大小和方向都是重要的。
磁感应强度可以通过安培环路定理来计算。
根据安培环路定理,通过一个闭合回路的磁场的总磁通量等于通过该回路的电流所围成的面积乘以磁感应强度,即Φ = BA,其中Φ表示磁通量,B表示磁感应强度,A表示回路所围成的面积。
这个公式表明,磁感应强度等于单位面积上的磁通量。
磁通量是描述磁场穿过一个表面的总量的物理量。
它表示磁场线穿过一个表面的数量。
磁通量的符号通常用Φ表示,单位是韦伯(Wb)。
磁通量是一个标量量,它的大小取决于磁场的强度和表面的面积。
磁通量可以通过法拉第电磁感应定律来计算。
根据法拉第电磁感应定律,当一个闭合回路中的磁通量发生变化时,会在回路中产生感应电动势。
感应电动势的大小等于磁通量的变化率乘以回路的匝数,即ε = -dΦ/dt,其中ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。
这个公式表明,磁通量的变化会导致感应电动势的产生。
磁感应强度和磁通量在磁场分析和电磁技术中起着重要的作用。
它们是描述磁场特性和磁场效应的基本量。
通过测量和计算磁感应强度和磁通量,可以了解磁场的分布和强度,并进行磁场的控制和应用。
因此,对于磁感应强度和磁通量的理解和应用对于磁场理论和实践都具有重要意义。
磁感应强度与磁通量之间的关系
磁感应强度与磁通量之间的关系磁感应强度和磁通量是电磁学中重要的概念,它们之间存在着密切的关系。
磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,而磁通量则是描述通过一个闭合曲面的磁场线的总数。
在深入探讨磁感应强度与磁通量之间的关系之前,我们先来了解一下它们各自的定义和计算方法。
磁感应强度是指单位面积上垂直于磁场方向的磁力线通过的总数,用符号B表示。
磁感应强度的单位是特斯拉(T),1特斯拉等于每平方米上通过一条磁力线。
磁感应强度的计算公式是B=μH,其中μ是磁导率,H是磁场强度。
磁通量是指通过一个闭合曲面的磁力线的总数,用符号Φ表示。
磁通量的单位是韦伯(Wb),1韦伯等于每秒通过一平方米的磁力线。
磁通量的计算公式是Φ=BA,其中B是磁感应强度,A是曲面的面积。
从上述定义和计算公式可以看出,磁感应强度和磁通量之间的关系是通过面积来联系的。
磁感应强度是单位面积上通过的磁力线的总数,而磁通量是通过一个闭合曲面的磁力线的总数。
因此,磁感应强度和磁通量之间的关系可以表示为B=Φ/A。
在实际应用中,磁感应强度和磁通量常常同时出现。
例如,在电动机中,磁感应强度决定了电动机的磁场强度,而磁通量则决定了电动机的输出功率。
在变压器中,磁感应强度决定了变压器的磁场强度,而磁通量则决定了变压器的变比。
磁感应强度和磁通量之间的关系还可以通过法拉第电磁感应定律来解释。
根据法拉第电磁感应定律,当一个闭合线圈中的磁通量发生变化时,会在线圈中产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
因此,磁感应强度和磁通量之间的关系可以表示为B=dΦ/dA,其中dΦ是磁通量的微小变化量,dA是面积的微小变化量。
总结起来,磁感应强度和磁通量之间存在着密切的关系。
磁感应强度是单位面积上通过的磁力线的总数,而磁通量是通过一个闭合曲面的磁力线的总数。
它们之间的关系可以表示为B=Φ/A。
磁感应强度和磁通量的计算公式和法拉第电磁感应定律有关,它们在电磁学中具有重要的应用价值。
教科版高中物理必修第三册第三章第2节磁感应强度 磁通量
Sa=Sb,Ba>Bb,Φa> Φb
有什么关系?
Ba=Bc, Sa<Sc,Φa< Φc
Φ与S成正比
Φ与B和S的乘积成正比
a
b
条件:匀强磁场,B⊥S
c
四、磁通量 BS BS sin a
1.定义:在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一块垂直磁 感线方向的面积为S的平面,我们定义BS为通过这个面的
④多匝线圈的磁通量与线圈匝数有关,如果线框有 n 匝,穿过每匝线框的磁通量为 Φ,则穿过整个线框 的磁通量为 nΦ.
Φ总=nΦ
⑤若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向 磁通量为Φ1,反向磁通量为Φ2,则穿过该平面的磁 通量Φ=Φ1-Φ2(表达式中Φ1和Φ2指磁通量的大小).
7.磁通量的变化量(△Φ=Φ2-Φ1) (1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=B·ΔS. (2)当B变化,S不变时,ΔΦ=ΔB·S. (3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1.但此时 ΔΦ≠ΔB·ΔS.
特别提醒: 计算穿过某面的磁通量变化量时,要注意
前、后磁通量的正、负值,如原磁通量Φ1= BS,当平面转过180°后,磁通量Φ2=-BS, 磁通量的变化量ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BS.
五、利用安培力测定磁感应强度 1.实验原理
1.为了使测量过程简单,(1)矩形线框所在的平面要与N极、S极的连线
垂直 ;(2)矩形线框的短边要 全部 放在N,S极之间的区域中.
2.当电路未接通时弹簧测力计的读数为F0,它表示的是 矩形线框的重力 . 3.接通电路开关,调节滑动变阻器的滑片使电流表指针在某一数值I1,此时 弹簧测力计的读数为F1. 4.由此得出磁场对矩形线框位于磁场中的一条边的作用力的大小为
F1-F0
2.单位:_韦__伯__,简称韦,符号_W__b_,1_W__b_=1
磁感应强度与磁通量的关系
磁感应强度与磁通量的关系磁感应强度和磁通量是研究磁场的两个重要物理量,它们之间存在着紧密的关系。
本文将深入探讨磁感应强度与磁通量之间的关系,并解释其物理意义和应用。
一、磁感应强度的定义与计算磁感应强度是研究磁场中磁力作用的重要物理量,通常用符号B表示。
根据国际单位制的定义,磁感应强度B的公式为B = F / (L × I),其中F代表力的大小,L代表电流元所在导线的长度,I代表电流的大小。
二、磁通量的定义与计算磁通量是研究磁场中磁场线通过一个闭合曲面的情况,通常用符号Φ表示。
根据国际单位制的定义,磁通量Φ的计算公式为Φ = B × A,其中B代表磁感应强度的大小,A代表磁场线垂直通过的面积。
三、磁感应强度与磁通量的关系磁感应强度与磁通量之间存在着重要的关系,即磁感应强度与磁通量成正比。
具体来说,当磁感应强度B增大时,磁通量Φ也随之增大。
反之,当磁感应强度B减小时,磁通量Φ也相应减小。
根据磁场的定义,磁感应强度越大,表示单位面积上通过的磁场线越多,即磁通量也就越大。
四、磁感应强度与磁通量的物理意义和应用磁感应强度和磁通量的物理意义和应用非常广泛。
首先,磁感应强度可以用于计算磁场中磁力的大小,可应用于电机、电磁铁等电磁设备的设计和磁场强度的计算。
其次,磁通量是研究磁场线的数量和分布的重要参数,可应用于电磁感应、磁导率测定等领域。
在电磁感应中,磁感应强度和磁通量的关系被用于描述法拉第电磁感应定律,即一个变化的磁通量总会在闭合的线圈中诱导出一个电动势。
这种现象广泛应用在发电机、电感测量以及变压器等设备中。
此外,在电磁波理论中,磁感应强度和磁通量的关系也被用于推导出麦克斯韦方程组中的一部分方程,进一步揭示了电磁波的性质和行为。
总结起来,磁感应强度和磁通量之间的关系是电磁学中非常重要的基本原理,它们的相互作用和影响贯穿了整个电磁学的研究领域。
了解和掌握磁感应强度与磁通量之间的关系对于理解磁场的本质和应用都具有重要意义。
磁感应强度和磁通量
磁场生物效应研究
磁场对生物体的影响逐渐受到关注,未来将进一步研究磁 场对生物体的作用机制和生物效应,为医学、生物学等领 域提供新的研究思路和方法。
磁场测量技术改进
随着测量技术的不断进步,未来将继续改进磁场测量技术 ,提高测量精度和灵敏度,为磁学研究和应用提供更加准 确的数据支持。
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物理意义
磁感应强度反映了磁场对运动电 荷或电流的作用力的大小和方向 ,是磁场的基本属性之一。
磁场方向与磁感应强度关系
磁场方向
磁场方向是指磁场中磁力线的切线方向,也是小磁针静止时 N极所指的方向。
磁感应强度与磁场方向关系
磁感应强度的方向与磁场方向一致,即与磁力线的切线方向 相同。
磁感应强度单位及换算
05
应用领域与案例分析
在电机工程中应用
电机设计
磁感应强度和磁通量是电机设计中的 重要参数,影响电机的性能、效率和 温升等。通过合理设计电机的磁路, 可以优化电机的性能。
变压器设计
变压器中的磁感应强度和磁通量决定 了其电压变换比和传输功率。设计时 需要综合考虑磁芯材料、线圈匝数、 工作频率等因素。
地震预测
地震前往往伴随着地磁场的变化。通过分析地磁场中磁感应强度和磁通量的异常变化,可以为地震预测提供一定的依 据。
矿产资源勘探
某些矿产资源(如铁矿、磁铁矿等)具有磁性,通过测量地表或地下的磁感应强度和磁通量变化,可以 间接推断矿产资源的分布和储量。
06
总结与展望
本次课程重点内容回顾
磁感应强度定义
单位
在国际单位制中,磁感应强度的单位 是特斯拉(T)。
换算
1T=10000Gs(高斯),其中Gs是另 一种常用的磁感应强度单位。换算时 需注意单位之间的转换系数。
磁通量和磁感应强度的物理关系
磁通量和磁感应强度的物理关系在物理学中,磁通量和磁感应强度是两个重要的概念。
它们之间有着密切的物理关系,通过这个关系我们可以更好地理解磁场的性质和行为。
首先,我们来了解一下磁通量的概念。
磁通量是指通过一个给定平面的磁场线的总数。
它是一个标量量纲,通常用Φ来表示。
磁通量的大小与磁场线的密度有关,当磁场线越密集时,磁通量的值就越大。
磁通量的单位是韦伯(Wb)。
而磁感应强度则是指磁场对单位面积上垂直于磁场方向的力的大小。
它是一个矢量量纲,通常用B来表示。
磁感应强度的大小与磁场的强弱有关,当磁场越强时,磁感应强度的值就越大。
磁感应强度的单位是特斯拉(T)。
那么,磁通量和磁感应强度之间的物理关系是怎样的呢?根据法拉第电磁感应定律,当一个导体在磁场中运动时,会在导体两端产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
具体而言,感应电动势(ε)等于磁通量(Φ)对时间(t)的变化率的负值,即ε=-dΦ/dt。
根据安培环路定理,磁场沿闭合回路的环路积分等于该回路内的电流总和。
这个定理可以推广到磁通量上,即磁通量沿闭合回路的环路积分等于该回路内的总磁通量。
这个定理可以用数学表达式表示为∮B·ds=Φ,其中∮表示环路积分,B表示磁感应强度,ds表示环路上的微元长度。
结合这两个定律,我们可以得到磁通量和磁感应强度之间的物理关系。
根据安培环路定理,磁通量等于磁感应强度沿闭合回路的环路积分。
而根据法拉第电磁感应定律,磁感应强度的变化率等于感应电动势的相反数。
因此,磁通量等于感应电动势对时间的积分的相反数。
这个物理关系可以用数学表达式表示为Φ=-∫(ε)dt。
这个式子告诉我们,磁通量的大小与感应电动势的大小和变化率有关。
当感应电动势的大小和变化率越大时,磁通量的值就越大。
通过这个物理关系,我们可以更好地理解磁场的性质和行为。
例如,在电磁感应实验中,当磁场的强度或者面积发生变化时,磁通量的值也会发生变化。
磁通量和磁感应强度的关系
磁通密度指的就是磁感应强度。
磁通量和磁感应强度(即磁通密度)之间的联系:设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面,磁感应强度B与面积S的乘积,为穿过这个平面的磁通量。
磁通量和磁感应强度(即磁通密度)两者之间有3点不同:
一、两者的物理意义不同:
1、磁通量的物理意义:磁通量在同一磁场中,磁感应强度越大的地方,磁感线越密。
因此,B越大,S越大,磁通量就越大,意味着穿过这个面的磁感线条数越多。
过一个平面若有方向相反的两个磁通量,这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反合磁通抵消以后剩余的磁通量)。
2、磁感应强度(即磁通密度)的物理意义:磁感应强度(即磁通密度)反映的是相互作用力,是两个参考点A与B之间的应力关系,而磁场强度是主体单方的量,不管B方有没有参与,这个量是不变的。
二、两者的性质不同:
1、磁通量的性质:表明磁场是无源的,不存在发出或会聚磁力线的源头或尾闾,亦即不存在孤立的磁单极。
以上公式中的B既可以是电流产生的磁场,也可以是变化电场产生的磁场,或两者之和。
2、磁感应强度(即磁通密度)的性质:在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强。
磁感应强度越小,表示磁感应越弱。
三、两者的特点不同:
1、磁通量的特点:通过任意闭合曲面的磁通量为零,即它表明磁场是无源的,不存在发出或会聚磁力线的源头或尾闾,亦即不存在孤立的磁单极。
2、磁感应强度(即磁通密度)的特点:磁感应强度(即磁通密度)与电流在磁场中放置的方向有关,当电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小,等于零;当电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大。
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小 结
磁感应强度
——表示磁场强弱和方向的物理量
F (矢量) B Il
(标量)B
条件:B⊥I (l)
N 1T 1 A m
磁通量密度 ——磁感应强度的大小
Wb 1T 1 2 条件:B⊥S m S 穿过垂直于磁场方向的单位面积上的磁通量(磁感线的 条数)和该处的磁感应强度大小相等。
S
条形磁铁的磁感线分布
巩固练习
如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd 在细长磁铁N极附近下落,保持bc边在纸外, ad边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到 位置Ⅲ,且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ,在 这个过程中,线圈中的磁通量( ) D A.是增加的 B.是减少的 C.先增加,后减少 D.先减少,后增加
(1)Φ 1=BS=0.2×30×10-4Wb=6×10-4Wb (2)Φ 2=BScosθ =0.2×30×10-4×0.5=Wb=3×10-4Wb (3)Φ 3=-BS=-0.2×30×10-4Wb=-6×10-4Wb △Φ =Φ 3-Φ 1=(-6×10-4-6×10-4)Wb=-1.2×10-3Wb 当一个回路平面翻转180°时,磁通量由正变负或由负变正, 磁通量的变化量为△Φ = Φ 2 -Φ 1
磁通量 ——穿过某一平面的磁感线的多少。
(标量)
BS 条件:B⊥S
1Wb=1T· 2 m
回家作业
1、练习册P71~72:2、4、6~11
2、
磁场力的大小
1)当I B, F=BIL 2)当I // B, F=0 3)当I与B有夹角,F=BIL有效 BIL sin
(导线的有效长度即导线在垂直于磁场方向的投影)
I
I
B
L有效
B
I
B
IB F最大
I // B F=0
I与 B斜交 0﹤F ﹤最大值
巩固练习
1、垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm,通 电电流强度I=10A,若它所受的磁场力F=5N,求: (1)该磁场的磁感应强度B是多少? (2)若电流增大到20A,则该磁场的磁感应强度B是多少? 此时它所受磁场力是多大? (3)若导线平行磁场方向,则磁感强度B是多少? 此时它所受磁场力是多大?
磁通量大小的计算
磁场和面垂直: 磁场和面平行: 磁场和面成任 意角度:
S
B
S
B
S Sn
B
BS
0
BSn BS cos
磁通量密度
磁 通 量
BS
(B S)
磁通量密度 B S (标量)
即:穿过垂直于磁ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方向的单位面积上的磁通量 (磁感线的条数)和该处的磁感应强度大小相等。 所以:磁感应强度B的大小通常也叫做磁通量密度。
巩固练习
在磁感应强度为B = 0 .2T的匀强磁场中,有一面积为 S = 30cm2的矩形线框,线框平面与磁场方向垂直,求: (1)穿过线框的磁通量为多大? (2)若从图所示位置开始绕垂直于磁场方向的OO´轴 转过60o角,则穿过线框平面的磁通量为多大? (3)从图示位置开始,在转过1800角 的过程中,穿过线框平面的磁通 量的变化为多少?
Φ 与B和S的乘积成正比
a
b
条件:匀强磁场,B⊥S
c
磁通量Φ
(1)定义:表示穿过某一平面的磁感线条数的多少。
(2)公式: BS 只适用于匀强磁场,且磁场方向与平面垂直。 (3)单位:韦伯,简称韦;符号:Wb;1Wb=1T· 2 m (4)磁通量是标量,遵循代数运算法则。但有正负之 分,若规定磁感线穿入这个平面为正,则穿出为负。
磁感应强度
表示磁场强弱和方向的物理量 反映磁场力的性质的物理量 1、定义:垂直于磁场方向的通电导线,所受的磁场力F 与电流 I 和导线的长度 l 的乘积的比值叫做磁 场中该处的磁感应强度。
F 2、定义式: B Il
适用条件:B⊥I (l)
N 1T 1 A m
S N
3、单位: 特斯拉,简称:特;符号:T 4、方向: (矢量) 磁感应强度的方向,即磁场中该点的 磁场方向,即磁感线在该点的切线方 向,即小磁针静止时N极在该处的指向 B 的方向与F 的方向垂直。
B
S
N
B
安培力大小与方向
1)当I B, F=BIL 2)当I // B, F=0 3)当I与B有夹角,F=BIL有效 BIL sin
(导线的有效长度即导线在垂直于磁场方向的投影)
I
I
B
L有效
B
I
B
IB F最大
I // B F=0
I与 B斜交 0﹤F ﹤最大值
安培力方向由左手定则判定
rB
B
F 2 F 3F EA q 2q 3q
2F 4F 6F E B q 2q 3q
怎样描述磁场的强弱?
3F Il F Il 0.5F Il
条件:B⊥I (l)
磁感应强度
N
a
2F 2I· l
b 2F I· 2l
c
F B Il
比值定义法
F 在b处, 是个定值 Il F 在a、b、c不同位置, 是不相同 Il
巩固练习
8、在倾角为θ的光滑斜面上置有一根通有电流I, 长度为l,质量为m的导体棒,若要使棒静止在斜 面上,外加匀强磁场的磁感强度B的最小值 为
mg sin Il
,方向
垂直斜面向上。 。
B最小
F最小 m gsin Il Il
G
F最小
回家作业
1、练习册P71~72:1、3、5
2、
C、磁感应强度 磁通量
C、磁感应强度 磁通量
第一课时
物理学中把小磁针静止时,N极所指的 方向规定为该点磁感应强度的方向,简称 磁场方向。
磁场不仅有方向,而且有强弱
磁场力的大小
把一段通电直导线放在磁场中 ,实验表明: 当导线与磁场方向垂直时,导线受到的磁场力最大; 当导线与磁场方向平行时,导线受到的磁场力等于零; 当导线方向与磁场方向斜交时,导线所受的磁场力介于 最大值和最小值之间; 磁场力的大小还与电流的大小、导线的长短有关。
I I B
I
B
B
IB F最大
I // B F=0
I与 B斜交 0﹤F ﹤最大值
知识回顾
F 电场强度 E q
比值定义法
+Q
表示电场强弱和方向的物理量 反映电场力的性质的物理量
rA
A
电场强度为电场的本身属性 某点E与电场力F及电荷q无关
在确定的电场中: 相同的点,场强E相同 不同的点,场强E不同
磁通量Φ
定义——穿过某一平面的磁感线条数的多少。 (适用于任何情况)
Φa = Φb
B
Φb>Φc
b
a
Φc = Φd
B∥S, Φe =0
B B
S B
d
e
c
大家谈 ——研究Φ 与B和S的关系
(1)观察图a和b,Φ 与B有什么关系? Sa=Sb,Ba>Bb,Φa> Φb Φ 与B成正比 (2)观察图a和c,Φ 与S有什么关系? Ba=Bc, Sa<Sc,Φa< Φc Φ 与S成正比
巩固练习
3、一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连 接后悬挂于a、b两点,棒的中部处于方向垂直于 纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从 M流向N,如图示,此时悬线上有拉力,为了使 拉力等于零,可以( C ) a b F′ A、适当减小磁感强度; F T ××××× T B、使磁场反向; × × × ×I × C、适当增大电流强度; M ×B× × × × N D、使电流方向改变。
6、磁场中一段2㎝长的直导线,通过2.5A的电流时, 受到的安培力为0.1N,则通电直导线中点处的磁感强 度B可能是 ( AC ) A.2T B.小于2T C.大于2T D.零
巩固练习
7、如右图所示,通电导线由I位置绕固定轴转
到Ⅱ位置,该导线所受安培力(
C
)
A.变大
B.变小 C.不变
D.不能确定答案
B
S
N
B
思考与讨论
F 有人根据 B 提出: Il 磁场中某点的磁感应强度跟磁场力成正比, 跟电流和导线长度的乘积成反比,这种提法 正确吗?为什么?
不正确。 因为磁感强度B是描 述磁场本身性质的物理 量,B与I、L和F无关, 某点的磁感强度B 与该 点是否放置通电导线也 无关。
思考与讨论
检验某处有无电场存在,可以用什么方法? 检验某处有无磁场存在,可以用什么方法? 如果通电导线不受磁场力,该处是否 一定不存在磁场,磁感应强度一定为零吗?
第二课时
磁感应强度
表示磁场强弱和方向的物理量 反映磁场力的性质的物理量 1、定义:垂直于磁场方向的通电导线,所受的磁场力F 与电流 I 和导线的长度 l 的乘积的比值叫做磁 场中该处的磁感应强度。
F 2、定义式: B Il
适用条件:B⊥I (l)
N 1T 1 A m
S N
3、单位: 特斯拉,简称:特;符号:T 4、方向: (矢量) 磁感应强度的方向 即磁场中该点的磁场方向 即小磁针静止时N极在该处的指向 B 的方向与F 的方向垂直。
2、根据磁感应强度的定义 的是
F B Il
,下列说法中正确 (
D
)
A、在磁场中的某确定位置,B与F成正比,与I、L的乘积 成反比; B、一小段通电直导线在空间某处受磁场力F=0,那么该 处的B一定为零; C、磁场中某处的B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向 相同; D、一小段通电直导线放在B为零的位置,那么它受到的 磁场力F也一定为零。
F 5 (1) 解: B T 50T IL 10 0.01