高中物理第三章磁场第3节磁感应强度磁通量教学案教科版选修3
高中物理选修3-1磁现象和磁场优秀教案
第三章磁场全章教学设计全章教学内容分析我们生活在磁的世界里，但是磁对我们来说，依然相当神秘。
本章从磁现象和电流磁效应导入磁场，首先介绍了磁场的性质及描述，进而研究磁场对通电导线和运动电荷的作用力。
最后介绍带电粒子在磁场中的运动。
全章的知识结构始终遵循“从充满问题的现象入手，从实验中发现本质，从本质中体会应用”这一思路。
磁场对电流的作用——安培力在本章中起着承上启下的作用，它不仅是磁场性质的重要体现，而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础，还是电磁感应动态分析的重要组成部分。
在洛伦兹力公式的处理上，教材从“磁场对电流有力的作用”和“电流是由电荷的定向移动形成的”这两个事实出发，提出磁场对运动电荷有作用力的设想，然后用实验来验证，在此基础上引入洛伦兹力概念，并借助电流的微观模型推导洛伦兹力。
一般情况下，带电粒子在磁场中的运动比较复杂，它被广泛运用于探索物质的微观结构图相互作用并且在现代科技中有着广泛的应用。
教材结合显像管、质谱仪、回旋加速器应用实例主要介绍了带电粒子垂直进入匀强磁场中的匀速圆周运动，旨在让学生掌握粒子运动与控制的研究方法。
课标要求1．内容标准(1)列举磁现象在生活和生产中的应用。
了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。
关注与磁相关的现代技术发展。
例1：观察计算机磁盘驱动器的结构，大致了解其工作原理。
(2)了解磁场，知道磁感应强度和磁通量。
会用磁感线描述磁场。
例2：了解地磁场的分布、变化，及其对人类生活的影响。
(3)会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
(4)通过实验认识安培力，会判断安培力的方向。
会计算匀强磁场中安培力的大小。
例3：利用电流天平或其他简易装置，测量或比较磁场力。
例4：了解磁电式电表的结构和工作原理。
(5)通过实验认识洛伦兹力。
会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。
了解电子束的磁偏转原理及其在科学技术中的应用。
例5：观察阴极射线在磁场中的偏转。
3. 磁感应强度 磁通量-教科版选修3-1教案
3. 磁感应强度磁通量-教科版选修3-1教案
1. 磁感应强度的概念
磁感应强度是指单位面积的垂直于磁场方向的磁通量，它是一个向量，方向与磁场方向相同，单位是特斯拉（T）。
磁感应强度与电流、磁场强度、磁介质等因素有关。
2. 磁感应强度的计算公式
磁感应强度B的计算公式为：
B = Φ / S
其中，Φ表示一个闭合曲面的磁通量，S表示该曲面的面积。
3. 磁通量的概念
磁通量是指通过一个封闭曲面的磁感线数目，它是一个标量，单位是韦伯（Wb）。
磁通量与磁场强度、磁介质等因素有关。
4. 磁通量的计算公式
磁通量Φ的计算公式为：
Φ = B * S
其中，B表示该曲面的磁感应强度，S表示该曲面的面积。
5. 磁场强度的概念
磁场强度是指单位电流在磁介质中产生的磁场强度，它是一个向量，方向垂直于电流方向和介质的磁场方向，单位是安培/米（A/m）。
6. 磁场强度的计算公式
磁场强度H的计算公式为：
H = I * N / L
其中，I表示电流强度，N表示磁介质中的匝数，L表示磁介质中的长度。
7. 磁介质的概念
磁介质是指在磁场中会产生磁化现象的物质。
它具有磁滞、磁导率等特性。
8. 磁滞的概念
磁滞是指磁介质在磁化和消磁的过程中，磁化强度与磁场强度不同步变化的现象。
9. 磁导率的概念
磁导率是指介质在磁场中磁化的程度，它与介质中的磁滞和磁阻有关。
10. 总结
本教案介绍了磁感应强度、磁通量、磁场强度、磁介质、磁滞和磁导率等概念，并给出了相应的计算公式。
同学们在学习中要注意理解概念，掌握计算方法，培养实践能力。
3.2 磁感应强度 优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-1第三章 磁场【精品】 5
2 磁感应强度教学目标（一）知识与技能1．理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。
2．能用磁感应强度的定义式进行有关计算。
（二）过程与方法通过观察、类比（与电场强度的定义的类比）使学生理解和掌握磁感应强度的概念，为学生形成物理概念奠定了坚实的基础。
（三）情感态度与价值观培养学生探究物理现象的兴趣，提高综合学习能力。
重点与难点：磁感应强度概念的建立是本节的重点（仍至本章的重点），也是本节的难点，通过与电场强度的定义的类比和演示实验来突破难点教学方法和教学策略教师启发、引导，学生思考，讨论、交流学习成果。
教具：自制教具“探究安培力影响因素演示仪”、多媒体等。
教学过程：（一）视频引入：（二）新课讲解1、提出问题，确定学习方法2．规定磁感应强度的方向磁场对电场中的带电体有力的作用 对磁场中的磁体和通电导线有力的作用有强弱有方向 有强弱有方向3．定义磁感应强度的大小计算方法1）猜想：影响通电导线受力的因素2）实验验证3）得出结论（三）巩固练习：作业布置：课后问题与练习1、2、3题 板书设计：磁感应强度1、意义：表征磁场强弱的物理量2、方向：小磁针静止时N 极所指的方向3、大小：ILFB（I 与B 垂直） 4、单位：特斯拉 1T=N/A ·m 5、矢量 教学反思成功之处：引入精彩，学生感叹埙石的强磁中，自然过渡的到如何对磁场强弱进行描述的问题上来；克服很多困难，用自制的器材把定性实验转化成定量实验，利用Excel的图表功能，得到磁场对通电导线的作用力与电流、长度的关系，学生容易接受；比较法贯串始终，学生便于理解。
不足之处：实验器材较多而大，教师不太方便。
选修31第三章磁场教案.doc
选修3-1 第三章磁场教案第一节磁现象和磁场（1 课时）一．教学目标（一）知识与技能1．了解磁现象，知道磁性、磁极的概念。
2．知道电流的磁效应、磁极间的相互作用。
3．知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的知道地球具有磁性。
（二）过程与方法利用类比法、实验法、比较法使学生通过对磁场的客观认识去理解磁场的客观实在性。
（三）情感态度与价值观通过类比的学习方法，培养学生的逻辑思维能力，体现磁现象的广泛性二．重点与难点：重点：电流的磁效应和磁场概念的形成难点：磁现象的应用三、教具：多媒体、条形磁铁、直导线、小磁针若干、投影仪四、教学过程：（一）引入：介绍生活中的有关磁现象及本章所要研究的内容。
在本章，我们要学习磁现象、磁场的描述、磁场对电流的作用以及对运动电荷的作用，知识主线十分清晰。
本章共二个单元。
第一、二、三节为第一单元；第四~第六节为第二单元。
复习提问，引入新课［问题］初中学过磁体有几个磁极？［学生答］磁体有两个磁极：南极、北极. ［问题］磁极间相互作用的规律是什么？［学生答］同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.［问题］两个不直接接触的磁极之间是通过什么发生相互作用的？［学生答］磁场. ［过渡语］磁场我们在初中就有所了解，从今天我们要更加深入地学习它。
（二）新课讲解----- 第一节、磁现象和磁场1．磁现象（1）通过介绍人们对磁现象的认识过程和我国古代对磁现象的研究、指南针的发明和作用来认识磁现象（2）可以通过演示实验（磁极之间的相互作用、磁铁对铁钉的吸引）和生活生产中涉及的磁体（喇叭、磁盘、磁带、磁卡、门吸、电动机、电流表）来形象生动地认识磁现象。
【板书】磁性、磁体、磁极：能吸引铁质物体的性质叫磁性。
具有磁性的物体叫磁体，磁体中磁性最强的区域叫磁极。
2．电流的磁效应（1）介绍人类认识电现象和磁现象的过程。
（2）演示奥斯特实验：让学生直观认识电流的磁效应。
做实验时可以分为四种情形观察并记录现象：水平电流在小磁针的正上方时，让电流分别由南向北流和由北向南流；水平电流在小磁针的正下方时，让电流分别由南向北和由北向南流。
新课改3—1选修教材第3章《磁感应强度》教学设计
新课改3—1选修教材第3章
《磁感应强度》教学设计
★新课标要求
（一）知识与技能
1．理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。
2、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
（二）过程与方法
1、知道物理研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。
2、通过演示实验，分析总结，获取知识。
3、通过观察、类比（与电场强度的定义的类比）使学生理解和掌握磁感应强度的概念，为学生形成物理概念奠定了坚实的基础。
（三）情感、态度与价值观
使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。
培养学生探究物理现象的兴趣，提高综合学习能力
★重点与难点：
磁感应强度概念的建立是本节的重点与难点。
通过与电场强度的定义的类比和演示实验来突破
难点
★教学方法：实验分析法、讲授法、类比法
★教学用具：磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、投影仪、投影片
★教学过程：
1，在教学中注意了磁感应强度的理解以及与电场强度的区别，效果良好，选择概念题加深学生的认识。
2，思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。
学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
3，通过实践教学，重在让学生利用类比的物理思想去学习新的物理知识，锻炼学生知识的迁移能力、灵活应用能力，渗透物理研究方法的教学。
4，考虑到实验的完整性，将教材第4节的演示实验提前，一方面减少第4节的教学内容，令一方面使学生对安培力的大小与方向有全面的认识，有利于学生的知识建构。
2017-2018学年高中物理第三章磁场第3节磁感应强度磁通量教学案教科版选修3_1
第3节磁感应强度__磁通量1．磁感应强度是描述磁场强弱及方向的物理量，其方向为小磁针静止时N极的指向，定义式B＝FIL。
2．磁感应强度是矢量，磁感应强度的运算符合矢量运算法则。
3．匀强磁场是指磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场。
4．磁通量的大小为Φ＝BS，其中S为与B垂直的平面面积，磁感应强度B也叫磁通密度。
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所受到的磁场力(安培力)F与导线长度L、导线中电流I的乘积IL的比值叫做通电导线所在位置的磁感应强度，用符号B表示。
2．定义式：B＝FIL 。
3．方向：磁感应强度B的方向即该处磁场方向，与小磁针静止时N极受力方向相同。
4．单位：在国际单位制中是特斯拉，简称特，符号T。
1 T＝1 N/(A·m)。
5．物理意义：磁感应强度B是表示磁场强弱和方向的物理量。
6．匀强磁场(1)定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场。
(2)匀强磁场的磁感线的特点在匀强磁场中，磁感线是一组平行且等距的直线，如图331所示。
图331(3)实例①距离很近的两个异名磁极之间的磁场。
②通电螺线管内中间部分的磁场。
(4)匀强磁场中安培力的计算①当通电导线与磁场垂直时：F ＝ILB 。
②当通电导线与磁场方向成θ角时：F ＝ILB sin_θ。
二、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 的乘积叫做穿过这一面积的磁通量。
2．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B 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。
3．单位：韦伯，简称韦，符号为Wb,1 Wb ＝1 T·m 2。
4．磁通密度由Φ＝BS 得B ＝ΦS，磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，所以也叫磁通密度。
高中物理 3.2 磁感应强度 磁通量教案 教科版选修3-1
选修3-1第三章3.2 磁感应强度磁通量教案一、教材分析磁感应强度是本章的重点内容，所以学好本节内容十分重要，首先要告诉学生一定要高度重视本节课内容的学习。
二、教学目标（一）知识与技能1、理解磁感应强度B的定义，知道B的单位是特斯拉。
2、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
3、会用公式F=BIL解答有关问题。
（二）过程与方法1、知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。
2、通过演示实验，分析总结，获取知识。
（三）情感、态度与价值观学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。
三、教学重点难点学习重点：磁感应强度的物理意义学习难点：磁感应强度概念的建立。
四、学情分析学生通过日常生活经验对磁场强弱已具有一定的感性认识，且在研究电场时，已经学习确定了一个叫做电场强度的物理量，用来描述电场的强弱。
与此对比类似引出表示磁场强度和方向的物理量。
五、教学方法实验分析、讲授法六、课前准备1、学生的准备：认真预习课本及学案内容2、教师的准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案七、课时安排1课时八、教学过程（一）用投影片出示本节学习目标.（二）复习提问、引入新课磁场不仅具有方向，而且也具有强弱，为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量.怎样的物理量能够起到这样的作用呢？紧接着教师提问以下问题.1.用哪个物理量来描述电场的强弱和方向？［学生答］用电场强度来描述电场的强弱和方向.2.电场强度是如何定义的？其定义式是什么？［学生答］电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的，其定义式为E =qF . 过渡语：今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度.（三）新课讲解-----第二节 、 磁感应强度1．磁感应强度的方向【演示】让小磁针处于条形磁铁产生的磁场和竖直方向通电导线产生的磁场中的各个点时，小磁针的N 极所指的方向不同，来认识磁场具有方向性，明确磁感应强度的方向的规定。
高中物理人教版选修31第三章《磁感应强度》教学设计
高中物理人教版选修31第三章《磁感应强度》教学设计«磁感应强度»教学设计一、教材剖析磁感应强度是电磁学的基本概念之一，是本章的重点。
同时，磁场对磁极和电流的作用力(实质上是磁场对运动电荷的作用力)远比电场对电荷的作用力复杂，如何寻觅描画磁场强弱和方向的物理量是本章教学的一个难点。
用小磁针N极受力方向定义磁感应强度的方向，用电流元受磁场力与电流元之比定义磁感应强度，契合先生的认知水平。
可以经过演示实验与电场强度的定义类比来打破难点，构成磁感应强度的概念。
二、教学目的〔一〕知识与技艺1．了解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。
2．能用磁感应强度的定义式停止有关计算。
〔二〕进程与方法经过观察、类比〔与电场强度的定义的类比〕使先生了解和掌握磁感应强度的概念，为先生构成物理概念奠定了坚实的基础。
〔三〕情感态度与价值观培育先生探求物理现象的兴味，提高综合学习才干。
三、重点与难点：磁感应强度概念的树立是本节的重点〔仍至本章的重点〕，也是本节的难点，经过与电场强度的定义的类比和演示实验来打破难点四、学习者特征剖析1. 先生特性特点是对新事物具有猎奇心思；2. 先生学习才干方面，有过较多的小组协作阅历；3. 先生曾经学过电场，知道知道电场的方向是如何规则的，电场的大小是如何定义的，为本节课的学习打下了基础。
五、教学环境和教学资源预备学校教室配有多媒体投影仪和音箱，教员备有笔记本电脑，有网络随时可搜索到各种图片、声响甚至视频。
自己往常搜集了局部教学素材。
六、文本教材与信息技术整合点剖析1.引入课题时，应用科幻电影«消灭»片断，迷信家在野外发现了一块磁性很强的埙石，先生带入一个有需求定性描画磁场强弱的物理情境中；2.标题的出示、解答进程示范等，美观规范、节省时间、提高效率。
七、教学方法和教学战略教员启示、引导，先生思索，讨论、交流学习效果。
八、教具：电磁铁、蹄形磁铁、导体棒、电源、导线、DIS演示实验资料等多媒体课件、实物投影仪。
3.2 磁感应强度 优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-1第三章 磁场【精品】3
2 磁感应强度教材分析本节课的知识内容重点是关于精确了解磁场强弱方法的探究,由于磁感应强度不能直接测量，通过研究安培力的大小来研究磁感应强度，通过比值定义法得出了磁感应强度的定义。
磁感应强度这个知识点在磁场这一章中乃至整个电磁学中占有重要的地位，学好这一节内容对以后的学习将有很大的帮助。
本节课所涉及的物理研究方法也比较丰富和重要。
教学目标（一）知识与技能1、理解磁感应强度B的定义，知道B的单位是特斯拉。
2、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
3、会用公式F=BIL解答有关问题。
（二）过程与方法1、知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。
2、通过演示实验，分析总结，获取知识。
（三）情感、态度与价值观学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。
教学重点难点学习重点：磁感应强度的物理意义学习难点：磁感应强度概念的建立。
学情分析学生通过日常生活经验对磁场强弱已具有一定的感性认识，且在研究电场时，已经学习确定了一个叫做电场强度的物理量，用来描述电场的强弱。
与此对比类似引出表示磁场强度和方向的物理量。
教学方法实验分析、讲授法课前准备1、学生的准备：认真预习课本及学案内容2、教师的准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案 课时安排1课时教学过程（一）用投影片出示本节学习目标.（二）复习提问、引入新课磁场不仅具有方向，而且也具有强弱，为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量.怎样的物理量能够起到这样的作用呢？紧接着教师提问以下问题.1.用哪个物理量来描述电场的强弱和方向？［学生答］用电场强度来描述电场的强弱和方向.2.电场强度是如何定义的？其定义式是什么？［学生答］电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的，其定义式为E =. 过渡语：今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度.（三）新课讲解-----第二节 、 磁感应强度1．磁感应强度的方向【演示】让小磁针处于条形磁铁产生的磁场和竖直方向通电导线产生的磁场中的各个点时，小磁针的N 极所指的方向不同，来认识磁场具有方向性，明确磁感应强度的方向的规定。
物理教科版选修3-1学案：3.3.磁感应强度 磁通量含解析
3。
磁感应强度磁通量一、磁感应强度1．定义式：B＝错误!2．物理意义:描述磁场的______及____．3．单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是______，符号T，1 T＝______.4．方向：磁场中某点磁感应强度的方向就是该点的______，也就是放在该点的小磁针____受力的方向，是______．二、匀强磁场1．定义：某个区域内各点的磁感应强度________和______都相同的磁场．2．磁感线：是一组______且______的直线．3．近似匀强磁场（1）距离很近的两______磁极间的磁场．（2)螺线管______的磁场．预习交流1怎样用最简单的方法判断空间中某一点的磁感应强度的方向？三、磁通量1．定义：磁场中穿过某一面积S的______________，用Φ表示．2．计算公式：Φ＝________,其中θ为S与__________间的夹角．当θ＝0时，Φ______；当θ＝90°时，Φ＝____；当0°≤θ≤90°时，有__________．3．单位：国际单位是____，简称____，符号W b.1 W b＝________。
4．磁通密度：磁感应强度B＝错误!表示磁感应强度等于穿过______磁感线的单位面积的________，所以又称磁通密度．预习交流2在有界的匀强磁场中垂直于磁场方向放入一个圆形线圈，若线圈的半径无限增大，是不是穿过线圈的磁通量也一直变大？答案：一、2.强弱方向3．特斯拉 1 N/(A·m）4．磁场方向N极矢量二、1。
大小方向2．平行等距3．(1）异名内部预习交流1：提示：可以把小磁针放在此位置，小磁针N极所指的方向就是该处磁感应强度的方向．三、1。
磁感线条数2．BS cos θ垂直于B的平面最大0 0≤Φ≤Φmax3．韦伯韦 1 T·m24．垂直磁通量预习交流2:提示：不是，磁场的磁感线全部穿过线圈之后，磁通量就不再变大了．一、磁感应强度1．电场强度是由电场本身决定的，那么磁感应强度是由谁来决定的呢？2．在磁场中，放在某点的小磁针受力的方向就是该点磁场的方向,这种说法对吗？3．通电导线受安培力为零的地方，磁感应强度B的大小一定为零吗？为什么？4．有人根据B＝错误!提出：磁场中某点的磁感应强度B跟磁场力F成正比,跟电流强度I和导线长度L的乘积IL成反比，这种说法对不对？错在哪里？5．当通电导线与磁场方向既不垂直也不平行时所受安培力如何计算？关于磁感应强度，下列说法中正确的是（)．A．由B＝错误!知，磁场中某点的磁感应强度的大小与IL的乘积成正比,与F成正比B．无论I的方向如何都可由B＝错误!求磁感应强度的大小C．磁场中某处磁感应强度方向与通电导线在该处的磁场力的方向相同D．磁场中某点的磁感应强度大小是由磁场本身因素决定的，而与有无检验电流无关一、对磁感应强度定义式的说明1．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”．2．我们研究的是磁场中某一点磁感应强度的大小,因此要把电流元放入磁场中这一点，这要求电流元要足够短．3．注意(1)对于定义式B＝错误!，不能理解为B与F成正比，与IL成反比．B由磁场本身决定，该定义式给出了一种测量磁场中某点磁感应强度的方法．（2）磁感应强度B为矢量,B与F的方向垂直．二、磁感应强度与电场强度的比较二、磁通量利用安培力测定磁感应强度1．磁通量的计算公式是Φ＝BS，试分析此公式的适用条件是什么？当磁感线与平面不垂直时，公式Φ＝BS中的S应为什么?2．磁通量有正负，其正负是表示大小还是方向？3．同一线圈平面，如果正向穿过平面的磁感线条数与反向穿过平面的条数一样多，则磁通量Φ应等于多少?如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，则穿过线框平面的磁通量为多少？若使框架绕OO′转过60°,则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90°,则此时穿过线框平面的磁通量为多少？求从初始位置转过60°穿过线框平面的磁通量的变化．1.磁通量(1）磁通量也可以这样定义:在匀强磁场中,磁感应强度B与垂直磁场的面积S的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量．(2)若平面与磁场垂直，Φ＝BS.若平面与磁场不垂直①Φ＝BS cos α(α为S与垂直于B的平面间的夹角)②Φ＝BS sin θ（θ为B与平面间的夹角）由此可见,在计算磁通量时一定要注意α、θ角的位置．(3)磁通量虽然是标量，但有正、负，若规定磁感线从某一侧穿入平面时为正值，则穿出该平面时为负值．从两个相反方向穿过某一平面的磁通量可相互抵消．2．磁通量的变化磁通量的变化等于平面末状态的磁通量减去初状态的磁通量．磁通量的变化,一般有三种情况：(1)B不变，S变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B·ΔS.（2）B变化，S不变,则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ΔB·S。
2020-2021学年教科版高中物理选修3-1教案3.3磁感应强度磁通量
3磁感应强度磁通量1．磁感应强度的方向物理学中把小磁针在磁场中静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向．2．磁感应强度的大小(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IL叫作电流元．(2)磁感应强度的定义：将一个电流元垂直放入磁场中的某点，电流元受到的磁场力F跟该电流元IL的比值叫作该点的磁感应强度．(3)定义式：B＝F IL.(4)磁感应强度的单位：在国际单位制中的单位是特斯拉，简称特，符号为T.由力F、电流I和长度L的单位决定，1 T＝1NA·m，长度为1_m的导线通入1_A的电流，垂直放在磁场中，若受到的力为1_N，该磁场的磁感应强度就是1 T.物理学中引入“电流元”这一概念的作用是什么？它具有什么特点？提示：电流元的作用与试探电荷的作用类似，是检验某点磁场的强弱，其特点是：电流足够小，导线足够短．3．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的乘积叫作穿过这个面积的磁通量．(2)公式：Φ＝BS，单位：韦伯，符号：WB．(3)磁通密度：磁感应强度又叫磁通密度，B＝ΦS，等于垂直穿过单位面积的磁通量．磁通量是标量，但有正负，你是如何理解磁通量中的正负的？提示：磁通量有正负之分，其正负是这样规定的：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿入时磁通量为负值．考点一对公式B＝FIL的正确理解1．在定义式B＝FIL中，通电导线必须垂直于磁场方向放置．因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还与导线的方向有关．导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同．通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零，这可能是电流方向与B的方向在一条直线上造成的．2．研究磁感应强度是分步进行的，其方向由磁场中小磁针N极所受磁场力方向确定，其大小根据电流元受力来计算．通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向．3．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称作“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．4．我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小，因此要把电流元放入磁场中某一点，这要求电流元要足够短．【例1】(多选)由磁感应强度的定义式B＝FIL可知，下列说法正确的是()A．磁感应强度B与磁场力F成正比，方向与F方向相同B．同一段通电导线垂直于磁场放在不同磁场中，所受的磁场力F 与磁感应强度B成正比C．公式B＝FIL只适用于匀强磁场D．只要满足L很短，I很小的条件，B＝FIL对任何磁场都适用审题时应把握以下两点：(1)磁感应强度B由磁场本身决定．(2)B的定义式适用于任何磁场．【答案】BD【解析】某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身的性质决定，磁感应强度的大小与磁场中放不放通电导线、放什么样的通电导线及与通电导线所通入的电流大小、通电导线所受的磁场力的大小都没有关系，所以不能认为B与F成正比，且B的方向与F的方向不相同，故A错．由B＝FIL得到F＝ILB，在IL相同时，F与B成正比，故B正确．磁感应强度的定义式，对任何磁场都适用，故C错，D正确．总结提能磁感应强度由磁场本身决定，与磁场中是否放入通电导线、导线放入的位置无关．用垂直于磁场方向的通电导线所受力的大小来量度磁感应强度．下列有关磁感应强度的说法，正确的是(A)A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B．若有一小段通电导体在磁场某点不受力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．若有一小段长为L、通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的力为F，则该处磁感应强度的大小一定是F ILD．由定义式B＝FIL可知，电流I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小解析：磁感应强度的引入目的是用来描述磁场强弱的，因此选项A正确；通电导线若放置方向与磁场方向平行时，也不受磁场力的作用，故选项B错误；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”，选项C错误；在磁场场源稳定的情况下，磁场中各点的磁感应强度(包括大小和方向)都是确定的，与放入该点的检验电流、导线无关，故选项D错误．考点二电场强度和磁感应强度的对比电场强度磁感应强度定义的依据①电场对电荷q有作用力F ①磁场对电流元IL有作用力F②对电场中任一点，F∝q，Fq＝恒量(由电场决定)②对磁场中任一点，F与磁场方向、电流方向有关，对于电流方向垂直于磁场方向的情况：F∝IL，FIL＝恒量(由磁场决定)③对不同位置，一般说恒量的值不同③对不同位置，一般说恒量的值不同④比值Fq表示电场的强弱④比值FIL表示磁场的强弱定义E＝Fq B＝FIL物理意义描述电场的性质描述磁场的性质方向某点的电场强度方向：①就是通过该点的电场线的切线方向②也是放入该点正电荷的受力方向某点的磁感应强度方向：①就是通过该点的磁感线的切线方向②也是放入该点小磁针N极受力方向大小表示用电场线疏密程度形象地表示E的大小用磁感线疏密程度形象地表示B的大小单位 1 N/C＝1 V/m 1 T＝1NA·m磁感应强度的方向绝非通电导线受力方向，实际上通电导线受力方向永远垂直于磁感应强度B的方向.【例2】如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下所示，请你算出通电螺线管中的磁感应强度B．已知：CD段导线长度：4×10－2 m天平平衡时钩码重力：4×10－5 N通过导线的电流：0.5 A解答本题时可按以下思路分析：【答案】 2.0×10－3 T【解析】由题意知，I＝0.5 A，G＝4×10－5 N，L＝4×10－2 m．电流天平平衡时，导线所受磁场力的大小等于钩码的重力，即F＝G.由磁感应强度的定义式B＝FIL得：B＝FIL＝4.0×10－50.5×4.0×10－2T＝2.0×10－3T.所以通电螺线管中的磁感应强度为2.0×10－3 T.总结提能在使用电流天平探究磁场力时，要保持磁感应强度的大小和方向都不变，并使电流方向与磁场方向垂直．在这种情况下得出的公式F＝ILB，仅适用于匀强磁场中的通电导体．若导体中电流方向与磁场方向成θ角时，则F＝ILB sinθ.(多选)下列说法中正确的是(AC)A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零B．一小段通电导线在磁场中某处不受力的作用，则该处磁感应强度一定为零C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D．把一小段通电导线放在磁场中某处，所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱解析：电荷在电场中一定受电场力作用，且电场中某点的电场的强弱可由电荷所受电场力与电荷量的比值来表示，这就是电场强度的定义．但通电导线在磁场中的受力情况不仅与磁场强弱、电流大小及导线长短有关，还与导线放置的方向有关．考点三对磁通量的理解1．物理意义：穿过某一平面的磁感线条数，且为穿过平面的磁感线的净条数．2．计算：Φ＝BS(1)公式运用的条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．(2)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的投影面积．3．磁通量是标量，有正、负之分磁通量的正、负既不表示大小，也不表示方向，它表示磁通量从某一个面穿入还是穿出，若规定穿入为正，则穿出为负，反之亦然．4．与磁感应强度的关系(1)磁感应强度B主要描述磁场中某点的磁场情况，与位置对应；而磁通量用来描述磁场中某一个给定面上的磁场情况，它与给定面对应．(2)由Φ＝BS得B＝Φ/S，即为磁感应强度的另一定义式，表示穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数，所以B又叫做磁通密度．5．与磁感线条数的关系：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，磁通量指的是合磁场的磁感线穿过其面积的条数，即此时的磁通量为合磁通量．,1.磁通量是针对某个面来说的，与给定的线圈的匝数多少无关.2.当线圈转过180°时，磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ1－Φ2|＝2BS.【例3】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，则穿过线圈的磁通量的变化量为多少？解答本题时，可按以下思路分析：【答案】0.12 Wb0.36 Wb【解析】线圈在垂直磁场方向上的投影面积S⊥＝S cos60°＝0.4×12m2＝0.2 m2，穿过线圈的磁通量Φ1＝BS⊥＝0.6×0.2 Wb＝0.12 WB．线圈沿顺时针方向转过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Φ2＝－BS＝－0.6×0.4 Wb＝－0.24 WB．故磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－0.24－0.12| Wb＝0.36 WB．总结提能(1)只有在匀强磁场中B⊥S时，Φ＝BS才适用，若B 与S不垂直，应将S投影，也可以将B分解，即Φ＝BS⊥＝B⊥S.(2)磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，在具体的计算中，一定要注意Φ1及Φ2的正、负问题．关于磁通量，正确的说法有(C)A．磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量B．在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大C．磁通量大，磁感应强度不一定大D．把某线圈放在磁场中的M、N两点，若放在M处的磁通量比在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处大解析：磁通量是标量，大小与B、S及放置角度均有关，只有C 项说法正确．1．下列关于磁场力、磁感应强度的说法中正确的是(D)A．通电导线不受磁场力的地方一定没有磁场B．将I、L相同的通电导线放在同一匀强磁场中的不同位置，所受磁场力一定相同C．通电导线所受磁场力的方向就是磁感应强度的方向D．以上说法都不正确解析：通电导线受到磁场力与B、I、L的大小有关，还与B与I 的夹角有关，故A、B选项错误；磁感应强度的方向是在该处放一小磁针，静止时小磁针N极所指的方向，不是通电导线受力的方向，故选项C错误，选项D正确．2．下列关于通电直导线在磁场中受到的磁场力的说法，正确的是(C)A．受力的大小只与磁场的强弱和电流的大小有关B．如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度必为零C．如果导线受到的磁场力最大，导线必与磁场方向垂直D．所受磁场力的方向只与磁场的方向有关，与电流的方向无关解析：通电导线在磁场中受力，由F＝BIL可知，安培力跟磁场、电流以及导线垂直磁场的长度等物理量都有关系，如果磁场、电流、导线长度一定时，只有导线与磁场垂直时，磁场力最大，故C选项正确．3．(多选)有关磁感应强度B的方向，下列说法正确的是(BD) A．B的方向就是小磁针N极所指的方向B．B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致C．B的方向就是通电导线的受力方向D．B的方向就是该处磁场的方向解析：磁场的方向就是磁感应强度的方向，规定为小磁针静止时N极所指方向或小磁针N极受力方向，它与通电导线所受力的方向是不一致的．- 1 -4．(多选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I 、长度L 和受力F ，则可以用F IL 表示磁感应强度B的是( AC )解析：当通电导线垂直于磁场方向时，可用F IL 表示B ．5．如图所示线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B ，线圈面积为S ，则穿过线圈的磁通量Φ＝BS cos θ.解析：线圈平面abcd 与磁感应强度B 方向不垂直，不能直接用Φ＝BS 计算，处理时可以用不同的方法．方法1：把S 投影到与B 垂直的方向，即水平方向，如图中a ′b ′cd ，S ⊥＝S cos θ，故Φ＝BS ⊥＝BS cos θ.方法2：把B 分解为平行于线圈平面的分量B ∥和垂直于线圈平面的分量B ⊥，显然B ∥不穿过线圈，且B ⊥＝B cos θ，故Φ＝B ⊥S ＝BS cos θ.。
3.2 磁感应强度 优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-1第三章 磁场【精品】 4
2 磁感应强度【教材分析】内容分析磁场对磁极和电流的作用力远比电场对电荷的作用力复杂，如何寻找描述磁场强弱和方向的物理量也是本章教学的一个难点。
教科书中用小磁针N极受力方向定义磁感应强度的方向，用电流元受磁场力与电流元之比定义磁感应强度，是符合中学生认知水平的。
可以通过实验和与电场强度类比来突破难点。
形成磁感应强度的概念。
教材的地位和作用本节知识是与前面的磁场的概念衔接，磁感应强度也是电磁学的基本概念之一，是本章的重点，同时也是电磁学的基础。
新旧教材的对比1.旧教材把安培力与磁感应强度安排在一起难度较大，新教材本节只有磁感应强度降低了难度便于学生更好的理解和掌握知识。
2.旧教材在先学了安培力后直接对磁感应强度下定义，显得过于生硬学生难以理解。
新教材里引入了“元电流”这个物理量模型，便于学生将它与“点电荷”“试探电荷”模型进行类比，从而更容易理解和学习磁感应强度。
【学情分析】通过上一节的学习学生很容易认识到，在磁场中的不同位置，磁场往往具有不同的方向和大小，在教学中我们可以通过与电场的类比进行分析，学生还是比较容易接受的。
但在确定磁场方向时，学生理解还是有一些问题的。
特别是对电流元的概念，学生理解起来还是比较抽象的，在教学中我们可以与之前我们学过的试探电荷进行类比教学。
【教学目标】（一）知识与技能1．理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。
2．能用磁感应强度的定义式进行有关计算。
（二）过程与方法通过观察、类比（与电场强度的定义的类比）使学生理解和掌握磁感应强度的概念，为学生形成物理概念奠定了坚实的基础。
（三）情感态度与价值观培养学生探究物理现象的兴趣，提高综合学习能力。
【重点难点】重点：磁感应强度的物理意义难点：磁感应强度概念的建立【教法学法】教法：类比教学法、讲授法、实验和多媒体课件结合。
学法：主动探究、互相协作、抽象提炼【教学准备】多媒体、条形磁铁、U形磁铁、电池、导线等【教学过程】精确的实验表明，通电导线在磁场中受到的磁场力的大小，既【板书设计】方向：小磁针静止时N 极指向 或小磁针N 极受力方向大小：B =F /IL 定义：垂直磁场方向的通电导线所受力F 与IL 乘积的比值单位：T 。
高中物理 第三章 磁场 第3讲 磁感应强度学案 教科版选修31
第3讲磁感应强度[目标定位] 1.通过实验、类比和分析，寻找描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度.2.知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位.3.掌握安培力的计算方法.4.知道磁通量和磁通密度概念；会计算磁通量的大小．一、磁感应强度1．实验发现：在磁场中某一点，安培力F与电流I和导线长度L乘积的比值是一个定值，与I、L无关；不同点的比值不相等，与所在位置的磁场强弱有关，因此，我们可以用这个比值来描述磁场的性质，把它称为磁感应强度．2．定义式：B＝FIL ．3．单位：特斯拉，简称特，符号是T，1 T＝1NA·m.4．磁感应强度的方向：磁感应强度B是矢(填“矢”或“标”)量，磁场中某点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，也就是放在该点的小磁针N极受力的方向．5．匀强磁场(1)定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场．(2)磁感线：在匀强磁场中，磁感线是一组平行而且等距的直线．深度思考据公式B＝FIL知，磁场中某处的磁感应强度的大小与通电导线在该处所受磁场力F成正比，与导线中的电流I和导线长度L的乘积IL成反比，这种说法正确吗？为什么？答案不正确．公式B＝FIL只是磁感应强度的定义式，磁场中某处的磁感应强度只与磁场本身有关，与该处是否放导线、导线所受磁场力以及导线的长度、通电电流大小均无关．例1磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，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．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5 A时，这一位置的磁感应强度；(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？解析 (1)由磁感应强度的定义式得B ＝F IL ＝ 5.0×10－22.5×1×10－2T ＝2 T. (2)磁感应强度B 是由磁场自身决定的，和导线的长度L 、电流I 的大小无关，所以该位置的磁感应强度还是2 T.(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，但通电导线与磁场方向平行．答案 (1)2 T (2)2 T (3)不能肯定(1)在定义式B ＝F IL 中，通电导线必须垂直于磁场方向放置，因为沿不同方向放置导线时，同一导线受到的磁场力不相等．(2)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”，相当于静电场中电场强度公式E ＝F q 中的“试探电荷”．(3)磁感应强度B 是用比值法定义的物理量，其大小只取决于磁场本身的性质，与F 、I 、L 无关，与磁场中有没有通电导线无关．例2 如图1所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M 、N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a 、O 、b 在M 、N 的连线上，O 为MN 的中点，c 、d 位于MN 的中垂线上，且a 、b 、c 、d 到O 点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )图1A ．O 点处的磁感应强度为零B ．a 、b 两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C ．c 、d 两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同解析由安培定则可知，两导线在O点产生的磁场方向均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，故选项A错误；由安培定则，两导线在a、b两处产生的磁场方向均竖直向下，由于对称性，电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b处产生磁场的磁感应强度，电流M 在b处产生磁场的磁感应强度等于N在a处产生磁场的磁感应强度，所以a、b两处磁感应强度大小相等、方向相同，选项B错误；根据安培定则判断可知，两导线在c、d处产生的磁场分别垂直c、d两点与导线连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度相等，由平行四边形定则可知，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向均竖直向下，故选项C正确，选项D错误．答案 C磁感应强度是矢量，当空间存在几个磁体(或电流)时，每一点的磁场为各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和．磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则．二、安培力的大小1．公式：F＝ILB⊥＝ILB sin__θ．θ指通电导线与磁场方向的夹角．2．对公式的理解同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，受力情况不同，如图2所示．图2(1)如图甲，I⊥B，即θ＝90°时，安培力最大，F＝BIL．(2)如图乙，I∥B，即θ＝0°或180°时，安培力最小，F＝0．(3)如图丙，当I与B成θ角时，可以把磁感应强度B分解，如图丁所示．此时F＝BIL sin__θ，这是一般情况下安培力的表达式．例3长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向分别如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是( )解析A图中，导线不和磁场垂直，将导线投影到垂直磁场方向上，故F＝BIL cos θ，A正确；B图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，B错误；C图中，导线和磁场方向垂直，故F ＝BIL，C错误；D图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，D错误．答案 A例4如图3所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线abcd所受到的磁场的作用力的合力( )图3A．方向竖直向上，大小为(2＋1)BILB．方向竖直向上，大小为(2－1)BILC．方向竖直向下，大小为(2＋1)BILD．方向竖直向下，大小为(2－1)BIL解析导线abcd的有效长度为线段ad，由几何知识知L ad＝(2＋1)L，故线段abcd所受磁场力的合力大小F＝BIL ad＝(2＋1)BIL，导线有效长度的电流方向为a→d，据左手定则可以确定导线所受合力方向竖直向上，故A项正确．答案 A当导线垂直放入磁场时，安培力大小F＝ILB，其中L为导线的有效长度，即连接两端点直线的长度，如图4所示．注意在丁中L ＝2R 而不等于2πR .图4三、磁通量1．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 为通过这个面的磁通量，简称磁通，用Φ表示．它在数值上等于穿过这个面的磁感线条数． 2．公式：Φ＝BS ．国际制单位为韦伯，简称韦，符号是Wb.1 Wb ＝1 T ·m 2.说明：当平面与磁场夹角为θ时，穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B 的方向的投影面积进行计算，Φ＝BS ⊥＝BS cos__θ．3．适用条件：(1)匀强磁场；(2)磁感线与平面垂直．4．引申：由于B ＝ΦS，因此，磁感应强度B 又叫做磁通密度．例5 如图5所示，线圈abcd 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 m 2，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？图5解析 解法一：把S 投影到与B 垂直的方向，则Φ＝B ·S cos θ＝0.6×0.4×cos 60° Wb ＝0.12 Wb.解法二：把B 分解为平行于线圈平面的分量B ∥和垂直于线圈平面的分量B ⊥，B ∥不穿过线圈，且B ⊥＝B cos θ，则Φ＝B ⊥S ＝B cos θ·S ＝0.6×0.4×cos 60° Wb ＝0.12 Wb.答案 0.12 Wb(1)磁通量的计算①公式：Φ＝BS适用条件：a.匀强磁场；b.磁感线与平面垂直．②当平面与磁场方向不垂直时，穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积进行计算，即Φ＝BS⊥.(2)磁通量的正、负既不表示大小，也不表示方向，它表示磁通量从某个面穿入还是穿出，若规定穿入为正，则穿出为负，反之亦然．1．(磁感应强度的理解)关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是( )A．在B＝0的地方，F一定等于零B．在F＝0的地方，B一定等于零C．若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一定等于1 ND．若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T答案 A解析在B为零的地方，则F一定为零，而F为零时，则B不一定为零，可能B与I平行．故A正确，B错误；若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，根据F＝BIL sin θ，知只有B垂直于I时，F ＝BIL＝1 N，故C错误；若F＝1 N，I＝1 A，L＝1 m，根据F＝BIL sin θ，知只有B垂直于I时，F＝BIL＝1 N，B＝1 T，故D错误．2．(磁感应强度的叠加)在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图6所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )图6A ．b 、d 两点的磁感应强度相等B ．a 、b 两点的磁感应强度相等C ．c 点的磁感应强度的值最小D ．b 点的磁感应强度的值最大答案 C解析 如图所示，由矢量叠加原理可求出各点的合磁场的磁感应强度，可见b 、d 两点的磁感应强度大小相等，但方向不同，A 项错误．a 点的磁感应强度最大，c 点的磁感应强度最小，B 、D 项错误，C 项正确．3．(安培力的大小)如图7所示，在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线，电流为I ，磁感应强度为B ，求各导线所受的安培力的大小．图7答案 A ．ILB cos α B ．ILB C.2ILB D ．2BIR E ．04．(对磁通量的理解)如图8所示，一个单匝线圈abcd 水平放置，面积为S ，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，当线圈以ab 边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？图8答案 BS 2 BS2解析 当线圈分别转过30°和60°时，线圈平面在垂直于磁场方向的有效面积相同，S ⊥＝S 2，所以磁通量相同，都等于BS2.题组一 对磁感应强度的理解1．(多选)下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是( )A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B．小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向答案BD解析磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向．但电流受力的方向不是磁场的方向．2．下列说法中正确的是( )A．磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：测出一小段通电导线受到的磁场力F，与该导线的长度L、以及通过的电流I，根据B＝FIL可算出该点的BB．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．磁感应强度B＝FIL只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D．放置在磁场中的1 m长的导线，通以1 A的电流，受力为1 N，该处的磁感应强度大小为1 T答案 C3．(多选)下列关于磁感应强度和电场强度的概念的说法正确的是( )A．电场强度是描述电场强弱的物理量，反映了电场的性质，磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，反映了磁场的性质B．电荷周围激发电场，运动电荷周围会激发磁场C．电场中任何位置处的电场强度与引入的试探电荷无关，磁场中各处的磁感应强度与引入的电流元无关D．电荷在电场中受到的电场力方向就是该处电场的方向，电流元在磁场中受到的磁场力的方向就是该处磁场的方向答案ABC解析电场强度和磁感应强度分别是描述电场和磁场的物理量，反映了电场和磁场的性质，选项A对；电荷周围存在电场、电流周围存在磁场，选项B对；电场强度和磁感应强度分别由电场和磁场本身决定，选项C对；正电荷所受电场力方向才是该处电场的方向，电流元受到的磁场力方向不是磁场的方向，选项D错．题组二磁感应强度的叠加4．(多选)如图1所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是( )图1A．直导线中的电流方向垂直纸面向外B．b点的实际磁感应强度为 2 T，方向斜向上，与B的夹角为45°C．c点的实际磁感应强度也为零D．d点的实际磁感应强度跟b点的相同答案AB解析由a点合磁感应强度为零知，该电流在a点的磁感应强度方向向左，大小为1 T，由安培定则知A项正确．另由平行四边形定则知B项也正确．5．如图2所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共线；b点在两导线之间，b、d的连线与两导线所在直线垂直．磁感应强度可能为零的点是( )图2A．a点 B．b点 C．c点 D．d点答案 C解析要使合磁感应强度为零，必有I1和I2形成的两个磁场中的某一点磁感应强度等大反向，只有c点有可能，选C.6．三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图3所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B，则该处的磁感应强度的大小和方向是( )图3A．大小为B，方向垂直斜边向下B．大小为B，方向垂直斜边向上C．大小为5B，斜向右下方D．大小为5B，斜向左下方答案 C解析由题意可知，三平行的通电直导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向如图．则：B合＝B2＋（2B）2＝5B，故A、B、D错误，C正确．题组三安培力的大小7．下列关于安培力的说法正确的是( )A．把通电导线放入磁场中一定会受到安培力作用B．把导线垂直放入匀强磁场中就会受到安培力作用C．安培力方向的判定需要左手定则D．通电导线受到安培力的大小正比于磁感应强度B、导线的长度L和导线中电流I的乘积BIL 答案 C解析导线与磁场方向平行时，导线受到的安培力为0，A错，若导线中没有电流，导线受到的安培力一定为0，B错；安培力方向需根据左手定则判定，C对；通电导线受到的安培力与导线放置有关，D错．8．(多选)把通有电流I长度为L的直导线放在磁感应强度为B的匀强磁场中，下列关于安培力大小的说法正确的是( )A．可能为0 B．一定为BILC．可能小于BIL D．可能大于BIL答案AC解析导线与磁场方向平行时，导线受到的安培力为0，A对；当导线与磁场方向垂直时，导线受到的安培力最大为BIL，C对，B、D错．9．如图4所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，ab与cd相距为l，则MN所受安培力大小( )图4 A．F＝BIlB．F＝BIl sin θC．F＝BIlsin θD．F＝BIl cos θ答案 C解析题中磁场和电流垂直，θ角仅是导线框与金属杆MN间夹角，不是电流与磁场的夹角．10．(多选)如图5所示，纸面内的金属圆环中通有电流I，圆环圆心为O、半径为R，P、Q 为圆环上两点，且OP垂直于OQ，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于纸面向里，则( )图5A．整个圆环受到的安培力大小为2πBIRB．整个圆环受到的安培力大小为0C．圆弧PQ受到的安培力大小为BIRD．圆弧PQ受到的安培力大小为2BIR答案BD解析根据左手定则可知，整个圆环关于圆心对称的两部分受到的安培力等大反向，受到的合力为0，选项A错，B对；圆弧PQ受到的安培力大小等于直线段PQ受到的安培力大小，为2BIR，选项C错，D对．题组四磁通量的理解和计算11．(多选)下列关于磁通量的说法正确的是( )A．穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B．在匀强磁场中，穿过某平面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积C ．穿过某一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线净条数D ．地磁场穿过地球表面的磁通量为0答案 CD解析 只有当磁场与该面垂直时穿过该面的磁通量才等于磁感应强度与该面面积的乘积，选项A 、B 均错；磁通量的物理意义为穿过该面的磁感线的净条数，选项C 对；地球表面是一个封闭曲面，穿进它的磁感线又全部从另一面穿出，则磁通量为0，选项D 对．12．如图6所示，半径为R 的圆形线圈共有n 匝，其中心位置处半径为r 的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面．若磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为( )图6A ．πBR 2B ．πBr 2C ．n πBR 2D ．n πBr 2答案 B13．如图7所示，框架abcd 的面积为S ，框架平面的初始位置与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直，则图7(1)穿过框架平面的磁通量为多少？(2)若使框架绕OO ′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为多少？(3)若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为多少？(4)若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化量大小是多少？答案 (1)BS (2)12BS (3)0 (4)2BS 解析 (1)初始位置Φ1＝BS ；(2)框架转过60°角时Φ2＝BS ⊥＝BS cos 60°＝12BS ；(3)框架转过90°角时Φ3＝BS⊥＝BS cos 90°＝0；(4)若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180°角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即Φ4＝－BS，所以ΔΦ＝|Φ4－Φ1|＝|－BS－BS|＝2BS.。
高中物理第三章磁场3.2磁感应强度教学设计选修3_1
磁场强度【教学目标】1、通过实验、类比和分析，寻找描述磁场强弱和方向的物理量—磁感应强度。
2、进一步体会通过比值法定义物理量的方法。
3、知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位。
会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
【教学重难点】磁感应强度概念的建立和理解。
【教学过程】导入：实验一两位同学用两块不同的磁铁吸引相同的轻铁片，然后吸引一块一公斤重的重铁块。
学生观察实验现象，思考实验现象说明了什么？二、将磁铁放在几个小磁针附近，观察小磁针的偏转。
学生观察实验现象，思考思考实验现象说明了什么？知识链接：1、磁场存在强弱。
2、磁场具有方向。
探究：能否寻找一个物理量来描述磁场的强弱和磁场的方向。
思考与讨论1：1、在描述场的强弱和方向的问题我们以前有没有遇到过相似的问题？2、电场强度的方向是如何规定的？实验探究：观察小磁针在磁场中的偏转。
思考我们如何规定磁场中某一点的磁场方向呢？结论：物理学规定：小试身手关于磁场的方向，下列说法正确的是（）A．与经过该点的磁感线的切线方向相同B．与放在该点的小磁针北极受到的磁场力方向相同C．与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向相同D．与放在该点的极短的通电导线所受力的方向相同思考与讨论2：1、用一个小磁针能确定磁场中某一点的磁感应强度的大小吗？为什么？2、那么应该用什么办法来确定磁场中某一点的磁感应强度的大小呢？3、电场中的检验电荷具有什么特点？为什么要求它有这样的特点？4、那一段通电导线可以吗？他应该具有什么特点？认识一个模型——电流元思考：为什么要很短？类比电场中的模型思考与讨论35、能否用一段通电导线的受力推知电流元的受力呢？若果可以在什么样的情况下可以？实验探究：通电导线受到的磁场力与哪些因素有关?1、猜测：2、实验的重要条件：磁场和电流方向垂直。
3、通过什么方法来探究通电导线所受的磁场力与几个变量的关系？实验方法：控制变量法①若保持通电导线的长度不变，仅改变电流的大小，导线的受力会怎样呢？②若保持电流不变，仅改变通电导线的长度，导线的受力会怎样呢？4、本实验中受力大小看什么？电流大小如何改变？导线长度如何改变？5、结论：精确实验表明，通电导线和磁场方向垂直时，通电导线的所受磁场力大小F∝IL,可写为等式：F= ILB（式中B为比例系数）。
2019_2020学年高中物理第3章3磁感应强度磁通量教案教科版选修3_1
3 磁感应强度磁通量[学习目标] 1.知道磁感应强度的概念及物理意义．(重点) 2.理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位．(重点) 3.进一步体会如何通过比值定义法定义物理量． 4.知道磁通量，通过计算磁通量的大小进一步理解定量描述磁场的方法．(难点)一、磁感应强度1．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场强弱的物理量．(2)方向：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向，简称为磁场方向．(3)磁感应强度是矢量(选填“标量”或“矢量”)．2．磁感应强度的大小(1)电流元：很短的一段通电导线中的电流与导线长度的乘积．(2)大小：一个电流元垂直放入磁场中的某点，电流元受到的磁场力与该电流元的比值，B＝F/IL．(3)单位：特斯拉，简称特，符号是T，1 T＝1 N/(A·m)．3．匀强磁场(1)各点的磁感应强度大小和方向都相同的磁场，匀强磁场的磁感线是一组平行且等间距的直线，如图所示．距离很近的两个异名磁极之间的磁场(2)匀强磁场中安培力的计算①当通电导线与磁场垂直时：F＝IL B．②当通电导线与磁场方向成θ角时：F＝ILB sin θ．二、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的乘积叫作穿过这一面积的磁通量．2．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B 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，如图所示：S 为图中阴影部分的面积．3．单位：韦伯，简称韦，符号为Wb ，1 Wb ＝1 T·m 2. 4．磁通密度由Φ＝BS 得B ＝ΦS，磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，所以也叫磁通密度．表示磁感应强度等于穿过垂直磁感线的单位面积的磁感线条数．三、利用安培力测定磁感应强度 1．原理根据B ＝F IL测出通电导线在磁场中的有效长度、通电导线上的电流以及所受安培力的大小，代入公式即可求出磁感应强度B .2．测量原理图(如图所示)3．测量过程(1)按照原理图连接好电路，记下此时弹簧测力计的读数F 0.(2)将滑动变阻器的滑片置于最右端，闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的读数为I 1，记下弹簧测力计的读数F 1，则磁场对矩形线框位于磁场中的一条边的作用力的大小为F ＝|F 1－F 0|.(3)再测出线框在磁场中的这条边的长度为L . (4)代入B ＝F IL ＝|F 1－F 0|I 1L，即可求得B 的大小．4．注意事项(1)为使测量过程简单，使矩形线框所在平面与N极、S极的连线垂直．(2)使矩形线框的短边全部放在N、S极之间的区域中．(3)为使测量更精确，可把弹簧测力计换成精密天平．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)磁感应强度的方向就是磁场的方向．( )(2)通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就变为零( )(3)磁感应强度的方向与通电导线在该处所受磁场力的方向相同．( )(4)磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量一定越大．( )(5)磁通量有方向，因此，磁通量是矢量．( )[答案] (1)√(2)×(3)×(4)×(5)×2．磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉(符号：T)，下列单位中与磁感应强度单位一致的是 ( )A．NA·m B．NA·sC．NC·m D．V·sm2A [由磁感应强度的定义公式B＝FIL知F的国际单位是N，I的国际单位是A，L的国际单位是m，故1 T＝1 N/(A·m)，A项正确．]3．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是 ( )A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大D [磁场中某点B的大小由磁场本身决定，与该点有没有电流元无关，A、C项错误；该点B的方向与电流元在该点所受的安培力方向垂直，B项错误；磁感线的疏密反映磁感应强度的大小，越密的地方磁感应强度越大，D项正确．]A ．由B ＝F IL 可知，磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线中电流I 的减小而增大 B ．由B ＝F IL可知，磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线所受磁场力F 的增大而增大 C ．磁场中某一点的磁感应强度B 的大小与F 、I 、L 的大小无关D ．同一段通电导线垂直于磁场方向放在不同的磁场中，所受的磁场力F 与磁感应强度B 成正比CD [磁场中某一点的磁感应强度B 和外界因素无关，只和磁场本身的性质有关，与电流I 、导线长度L 、磁场力F 无关，故A 、B 错误，C 正确；由B ＝FIL 得，F ＝BIL ，当I 、L 不变时，F 与B 成正比，故D 正确．](多选)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图像能正确反映各量间关系的是( )BC [磁感应强度B 与F 、I 、L 无关，是由磁场本身的性质决定的，故B 对，D 错；由F ＝BIL 可知，在B 、L 一定时，F 与I 成正比，故A 错，C 对．]存在时磁感应强度的矢量和，满足矢量合成的平行四边形定则．【例2】如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、o、b在M、N的连线上，o为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到o点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )A．o点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同思路点拨：解答本题时可用矢量叠加结合对称性分析．C [由安培定则分别画出两直导线在a、b、c、d、o点的磁场方向，如图所示．由平行四边形定则可得，o点的磁感应强度不为零，选项A错误；a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，选项B错误；c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向均竖直向下，选项C 正确；a、c两点处磁感应强度的方向都竖直向下，方向相同，选项D错误．]求合磁场的步骤(1)确定场源，如通电导线．(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图中M、N在C点产生的磁场．(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场B.上例中若N处的长直导线电流方向改为垂直纸面向里，其它条件都不变，则各点的磁感应强度关系叙述正确的是( )ABD [由安培定则画出两直导线在a、b、c、d、o各点的磁场方向，如图所示，由平行四边形定则知B o＝0，B a与B b等大反向，B c与B d等大反向，故A、B正确；C错误；a、c两点处磁感应强度的方向不同，D正确．]在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中 ( )A．b、d两点的磁感应强度相等B．a、b两点的磁感应强度相等C．c点的磁感应强度的值最小D．b点的磁感应强度的值最大C [如图所示，由矢量叠加原理可求出各点的合磁场的磁感应强度，可见b、d两点的磁感应强度大小相等，但方向不同，A项错误；a点的磁感应强度的值最大，c点的磁感应强度的值最小，B、D项错误，C项正确．]1．对公式Φ＝BS cos θ的理解式中S cos θ即为面积S在垂直于磁感线方向上的投影，我们称为“有效面积”(如图所示)．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，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的变化量ΔΦ＝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.4．两点注意(1)穿过某一面积的磁通量是由穿过该面的磁感线条数的多少决定，与匝数无关．(2)当平面转过180°时，磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS，而不是ΔΦ＝0.【例3】如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．4∶1思路点拨：Φ＝BS中S指与磁场垂直的有效面积．A [磁通量Φ＝B·S，其中B为磁感应强度，S为与B垂直的有效面积．因为是同一磁场，B相同，且有效面积相同，S a＝S b，故Φa＝Φb.选项A正确．]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：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。
高中物理 第三章 磁场教案 教科版选修31
第3章 磁场一、主要概念和规律1、磁场的基本概念（1）磁场磁场：存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质。
磁场的基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。
磁现象的电本质：磁体、电流和运动电荷的磁场都产生于电荷的运动，并通过磁场而相互作用。
【例1】下列叙述正确的是：（A ）安培假设中的分子电流是不存在；（B ）通电直导线周围的磁场是内部的分子电流产生的；（C ）软铁棒在磁场中被磁化是因为在外磁场作用下，软铁棒中分子电流取向变得大致相同；软铁棒中分子电流取向变得大致相同；（D ）软铁棒在磁场中被磁化是因为棒中分子电流消失答案：C（2）磁感强度（B ）B ：是从力的角度描述磁场性质的矢量。
大小的定义式：B=F/IL ，式中的F 为I 与磁场方向垂直时的磁场力（此时的磁场力最大，电流I 与磁场方向平行时，磁场力为零），l 为通电导体的长度。
方向规定：小磁针的N 极所受磁场力的方向，即小磁针静止时N 极的指向，也即磁场的方向。
单位：T【例2】有一小段通电导线，长为1cm ，电流强度为5A ，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1N ，则该点的磁感应强度B 一定是（A ）B=2T （B ）B ≤2T （C ）B ≥2T （D ）以上情况均有可能答案：C【例3】在同一平面内，如图所示放置六根通电导线，通以相等的电流，方向如图。
则在a 、b 、c 、d 四个面积相等的正方形区域中，磁感线指向纸外且磁通量最大的区域是：（A ）仅在a 区（B ）仅在b 区（C ）仅在c 区（D ）仅在d 区答案：C（3）磁感线 在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的曲线方向，亦即该点的切线方向，都跟该点的磁场方向相同，这些曲线称为磁感线。
磁感线的疏密：表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。
磁感线不相交、不相切、不中断、是闭合曲线。
在磁体外部，从N 极指向S 极；在磁体内部，由S 极指向N 极。
《磁感应强度 磁通量》教案(科教版选修3-1)
磁感应强度磁通量教学目的：理解磁感应强度的概念. 记住磁感应强度的单位，知道磁场的特点，知道磁通量记住磁通量的单位。
通过实验现象的分析,掌握新概念,培养学生观察.思考. 归纳的逻辑思维能力.使学生学会类比法.用比值定义物理量的方法等常见的物理方法.重点难点：磁感应强度的概念的理解，磁通量与磁感应强度的关系教具：大的蹄形磁铁、线圈、铁架台、导线、电键、稳压电源等。
教学过程:问题提出在前两节,我们通过实验观察,提出假设,运用类比方法,明确了磁场的起源;规定了磁场方向;引入磁感应线,形象地描述了磁场;掌握了运用安培定则确定直线电流.环型电流及通电螺线管的磁场方向等知识.磁场和电场一样都是物质.我们在电场一章中研究了电场的最基本的特性及描述这一基本特性的物理量.这一节我们将按照研究电场特性类似的思路来研究磁场的特性.为此,请同学们先回答两个问题.问1:电场和磁场的最基本的属性是什么？电场与磁场的比较：一、磁感应强度【问一：一段电阻丝拿出来，该电阻丝电阻大小客观存在没有？追问1：如何让它的属性反映出来？追问2：若电压U在不断变化，观察到电流I的也随之变化，电阻的大小变化吗？总结：电阻的大小是导体的属性，与电压U、电流I无关，用U／I这个不变值可量电阻大小，即R＝U／I。
问二：如图所示，一个电量为Q的点电荷存在，空间A点的场强大小客观存在没有？追问1：如何让它的属性反映出来？追问2：q不断变化，同时观察到库仑力F也随之变化，A点的场强大小变化？总结：A点场强大小是＋Q的属性，与电量q、库仑力F无关，用F／q这个不变的值可量度A点场强大小，即E＝F／q。
问三：图中A点的方向客观存在没有？追问3：如何让它的属性反映出来？总结：A点场强方向客观存在，且只有一个方向，＋q受力方向始终不变，可以确定＋q的受力方向为该点场强的方向。
问四：如图所示，一个通电螺线管存在，空间A点磁场方向客观存在没有？追问1：如何让它的属性反映出来？总结：A点磁场方向客观存在，且只有一个方向。
2020-2021学年高中物理 第三章 磁场 3 磁感应强度 磁通量学案 教科版选修3-1-20
磁感应强度磁通量必备知识·自主学习学生用书P77一、磁感应强度磁体的磁极不能单独存在,放在磁场中的磁体最终会静止平衡,如何确定磁场中某一点的磁感应强度?提示:磁场对通电导线有力的作用,可以用很小一段通电导线来检验磁场的强弱。
1.定义式:B=。
2.物理意义:描述磁场的强弱及方向。
3.单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,符号T,1 T=1 N/(A·m)。
4.标矢性:是矢量。
磁感应强度的方向就是磁场的方向,也就是磁感线的切线方向,也是放在该点的小磁针N极的受力方向。
5.匀强磁场:(1)定义:某个区域内各点的磁感应强度大小和方向都相同的磁场。
(2)磁感线:是一组平行且等距的直线。
(3)匀强磁场的存在:①距离很近的两异名磁极间的磁场。
②通电螺线管内部的磁场。
二、磁通量1.定义:磁感应强度B与垂直于磁感线方向的面积S的乘积,称为磁通量,它在数值上等于穿过这个面的磁感线条数。
2.公式:Φ=BS,其中S表示在磁场中与磁场垂直方向上的面积;当B与S不垂直时,可以写成Φ=BScosθ。
θ为面积为S的平面的垂线与磁场方向的夹角。
3.单位:国际单位是韦伯,简称韦,符号Wb。
1 Wb=1 T·m2。
4.磁通密度:磁感应强度B=,表示磁感应强度等于穿过垂直磁感线的单位面积的磁通量,所以又称磁通密度。
三、利用安培力测定磁感应强度1.测量时矩形线框平面要与磁感线方向垂直,矩形线框的短边要全部处在磁场中。
2.当电路未接通时,弹簧测力计的示数等于矩形线框的重力。
3.接通电路开关,使电流表的示数为I1时,弹簧测力计的示数F1为线框重力与安培力之和。
4.若线框的质量为m,短边的长度为L,匝数为N,该磁场的磁感应强度B=。
关键能力·合作学习知识点一磁感应强度1.磁感应强度的方向:磁感应强度B 的方向:磁感应强度B 是一个矢量,某点磁感应强度的方向不是放在该处的通电导线的受力方向。
它的方向可以有以下几种表述方式:(1)小磁针静止时N极所指的方向,或小磁针静止时S极所指的反方向。
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学习资料汇编第3节磁感应强度__磁通量1．磁感应强度是描述磁场强弱及方向的物理量，其方向为小磁针静止时N极的指向，定义式B＝FIL。
2．磁感应强度是矢量，磁感应强度的运算符合矢量运算法则。
3．匀强磁场是指磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场。
4．磁通量的大小为Φ＝BS，其中S为与B垂直的平面面积，磁感应强度B也叫磁通密度。
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所受到的磁场力(安培力)F与导线长度L、导线中电流I的乘积IL的比值叫做通电导线所在位置的磁感应强度，用符号B表示。
2．定义式：B＝FIL 。
3．方向：磁感应强度B的方向即该处磁场方向，与小磁针静止时N极受力方向相同。
4．单位：在国际单位制中是特斯拉，简称特，符号T。
1 T＝1 N/(A·m)。
5．物理意义：磁感应强度B是表示磁场强弱和方向的物理量。
6．匀强磁场(1)定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场。
(2)匀强磁场的磁感线的特点在匀强磁场中，磁感线是一组平行且等距的直线，如图331所示。
图331(3)实例①距离很近的两个异名磁极之间的磁场。
②通电螺线管内中间部分的磁场。
(4)匀强磁场中安培力的计算①当通电导线与磁场垂直时：F ＝ILB 。
②当通电导线与磁场方向成θ角时：F ＝ILB sin_θ。
二、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 的乘积叫做穿过这一面积的磁通量。
2．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B 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。
3．单位：韦伯，简称韦，符号为Wb,1 Wb ＝1 T·m 2。
4．磁通密度由Φ＝BS 得B ＝ΦS，磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，所以也叫磁通密度。
三、利用安培力测定磁感应强度 1．原理根据B ＝F IL，测出通电导线在磁场中的有效长度、通电导线上的电流以及所受安培力的大小，代入公式即可求出磁感应强度B 。
2．测量原理图 如图332所示。
图3323．测量过程(1)按照原理图连接好电路，记下此时弹簧测力计的读数F0。
(2)将滑动变阻器的滑片置于最右端，闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，记下弹簧测力计的读数F1，则磁场对矩形线框位于磁场中的一条边的作用力的大小为F＝|F1－F0|。
(3)再测出线框在磁场中的这条边的长度为L。
(4)代入B＝FIL ＝|F1－F0|I1L，即可求得B的大小。
4．注意事项(1)为使测量过程简单，使矩形线框所在平面与N极、S极的连线垂直。
(2)使矩形线框的短边全部放在N、S极之间的区域中。
(3)为使测量更精确，可把弹簧测力计换成精密天平。
1．自主思考——判一判(1)磁场的方向就是磁感应强度B的方向。
(√)(2)磁感应强度的大小与电流成反比，与所受安培力成正比。
(×)(3)磁感应强度的大小等于通电导线所受的安培力F与电流I和导线长度L的乘积的比值。
(×)(4)磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量一定越大。
(×)(5)磁通量有方向，因此，磁通量是矢量。
(×)2．合作探究——议一议(1)在磁场中，放在某点的小磁针受力的方向就是该点磁场的方向，这种说法对吗？提示：这种说法是不对的。
放在磁场中某点的小磁针N极受力的方向才是该点磁场的方向。
(2)通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小一定为零吗？为什么？提示：通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零。
当电流方向与磁感应强度B 的方向在一条直线上时，通电导线受力为零。
(3)磁通量有正负，其正负是表示大小还是方向？提示：磁通量只有大小，没有方向，是标量。
其正、负既不表示大小，也不表示方向，它表示磁通量从某一平面穿入或穿出，若规定穿入为正，则穿出为负，反之亦成立。
1．对磁感应强度的理解(1)公式B ＝FIL是磁感应强度的定义式，是用比值法定义的，磁感应强度B 的大小只决定于磁场本身的性质，而与F 、I 、L 均无关。
(2)在定义式B ＝F IL中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。
因为磁场中某点通电导线所受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关。
导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同。
通电导线受磁场力为零的地方，磁感应强度B 的大小不一定为零。
(3)通电导线所受磁场力的方向不是磁场中该点磁感应强度的方向。
(4)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 称作“电流元”，相当于静电场中的“点电荷”。
2．磁感应强度与电场强度的比较[典例] 下列说法中正确的是( )A．由B＝FIL可知，B与F成正比，与IL成反比B．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零C．磁感应强度的方向与磁场力的方向不相同D．把一小段通电导线放在磁场中某处，该处就有磁感应强度。
把一小段通电导线拿走该处就没有磁感应强度[解析] 磁感应强度B＝FIL是采用比值法定义的，B大小与F、IL无关，B由磁场本身决定，故A、D错误；根据公式F＝BIL sin θ，一小段通电直导线在某处不受磁场力，该处磁感应强度不一定为零，可能是sin θ为零，故B错误；根据左手定则，安培力方向与磁场方向垂直，故C正确。
[答案] C1．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是( )A.NA·mB.N·AmC.N·Am2D.NA·m2解析：选A 由公式B＝FIL，安培力的单位是N，而电流的单位是A，长度的单位为m，则单位的换算可得NA·m，即为1 T。
故A正确，B、C、D错误。
2．(多选)下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是( )A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B．某处小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向解析：选BD 磁场中某点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，也就是小磁针N极受力的方向或小磁针静止时N极所指的方向，选项B、D正确。
磁场中某点磁感应强度的方向与放入其中的电流的方向无关，电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场的方向，选项A、C错误。
3．下列说法中正确的是( )A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值，即B＝FILB．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．磁感应强度B＝FIL只是定义式，它的大小取决于场源以及导线在磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向解析：选C 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导线”，只有在这个方向导线所受磁场力才最大，本题A选项未注明导线放置的方向，所以是错误的。
通电导线若放置方向与磁场平行时，不受磁场力作用，所以B选项也是错误的。
在磁场场源稳定的情况下，磁场内各点的磁感应强度(含大小和方向)都是唯一确定的，与放入的检验通电导线无关，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。
[典例] 在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。
如图333所示，A、B、C、D是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )图333A．B、D两点的磁感应强度大小相等B．A、B两点的磁感应强度大小相等C．C点的磁感应强度的值最大D．B点的磁感应强度的值最大[思路点拨] 解答本题要明确以下两点：(1)以直电流为圆心的同一圆周上各点的磁感应强度大小相等，方向沿对应的切线方向。
(2)磁感应强度的叠加遵守平行四边形定则。
[解析] 磁感应强度是矢量，每点的磁感应强度都是匀强磁场和直导线磁场的叠加，由图知在A点，两磁感应强度方向相同，所以A点的磁感应强度最大。
在C点，两磁感应强度方向相反，所以在C点的磁感应强度最小，C、D错误。
B、D两点，两磁感应强度方向相互垂直，所以B、D两点的磁感应强度大小相等，方向不同，A正确、B错误。
[答案] A磁感应强度是矢量，因此磁场的叠加遵循矢量运算法则——平行四边形定则。
计算合磁感应强度时应先确定各磁场单独存在时产生的磁感应强度的大小和方向，然后再进行矢量合成。
1.如图334所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直。
磁感应强度可能为零的点是( )图334A．a点 B．b点C．c点 D．d点解析：选C 两电流在该点的合磁感应强度为0，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系。
根据右手螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反，则为a或c，又I1>I2，所以该点距I1远距I2近，所以是c点；故选C。
2.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图335所示，四根导线中的电流I4＝I3>I2>I1。
要使O点的磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流( )图335A．I1 B．I2C．I3 D．I4解析：选D 根据安培定则可知I1、I2、I3、I4在O点产生的磁场方向分别为垂直于纸面向里、向里、向里、向外，又I3＝I4，故切断I4可使O点的磁场增强，选项D正确。
3.如图336所示，三根长直通电导线中电流大小相同，通电电流方向为：b导线和d导线中电流向纸里，c导线中电流向纸外，a点为b、d两点的连线中点，ac垂直于bd，且ab＝ad＝ac。
则a点的磁场方向为( )图336A．垂直纸面指向纸外 B．垂直纸面指向纸里C．沿纸面由a指向b D．沿纸面由a指向d解析：选C 通电导线b、d在a点产生的磁场互相抵消，故a点磁场方向即通电导线c 在a点产生的磁场方向，根据安培定则，C正确。
1．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B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。