13.2磁感应强度 磁通量人教版(2019)高中物理必修第三册教案

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 F IlB
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IL
F
为恒量； ⑵不同的磁场、磁场的不同位置，即使I 、L 相同，比值IL
F
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： F
B=IL
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=1N
A m
6.矢量：大小：F B=
IL
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：21B B B += 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
人体器官内的磁场 10-13～10-9 地磁场在地面附近的平均值
5×10-5
我国研制的作为α磁谱仪核心部件的大型永磁体
中心的磁场
0.1346 电动机或变压器铁芯中的磁场 0.8 ～1.7 电视机偏转线圈内的磁场 约0.1 实验室使用的最强磁场 瞬时103恒定37
中子星表面的磁场 106～108 原子核表面的磁场
约1012 电场强度与
磁感应强度的区别
电场强度 磁感应强度 定义依据 电荷在电场中受力
电流元在磁场中受力
定义
物理意义 描述电场方向和强弱的物理量 描述磁场方向和强弱的物理量
方向
正电荷的受力方向
小磁针静止时N 极的指向
单位 C T
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 cos θ（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 =S
Φ
，故磁感强度也叫磁通密度。

3.单位：韦伯（Wb ） 1Wb=1T·1m 2=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a b ＞ΦΦ 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：。