2014年物理人教版选修3-1课件：第三章第二节磁感应强度

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第三章
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2．磁感应强度
F IL (1)定义式： B＝______. 其中 IL 是很短的一段导线长度与电
电流元 ， 流的乘积， 叫 ___________ 可以认为是类似于电场中检验电
荷的一个检验磁场情况的工具． (2)单位：特斯拉，简称特，符号是 T. N A· m (3)1 T＝ 1_________.
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某点电场的强弱由电场本身来决定与该处是否有检验电荷无 关．某点磁场的强弱由磁场本身决定，与该处是否有电流元 无关．
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2．关于磁场，下列说法中不正确的是( A ) A．磁场和电场一样，是同一种物质
B．磁场的最基本特性是对放在磁场里的磁极或电流有磁场
力的作用
C．磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的 D．电流和电流之间的相互作用是通过磁场进行的 解析：电荷周围存在电场，运动电荷产生磁场，磁场的基本 性质是对放在磁场里的磁体或电流有磁场力的作用，磁体 间、磁体与通电导体间、电流与电流间的相互作用都是通过 磁场进行的．故B、C、D正确．
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A
D
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[解析 ]
题目中没有说明导线如何放置，若导线与磁场垂直，
F 则由磁感应强度的定义式得 B＝ ＝ 4 T．若导线没有与磁场 IL 垂直放置，此时所受磁场力为 0.4 N，若把此导线与磁场垂直 放置时，受到的磁场力将大于 0.4 N，根据磁感应强度的定义 F 式 B＝ 可知，此时磁感应强度将大于 4 T，故 B 正确， A、 IL C 错误；磁感应强度的方向与磁场的方向一致，与导线的受 力方向无关，故 D 错．
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方向 单位
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特别提醒：(1)电场力为零,该处电场场强为零；磁场力为零, 该处磁感应强度不一定为零． (2)某点电场强度的方向即为放在该处的正电荷所受电场力的 方向；某点磁感应强度的方向却不是放在该处的通电导线的
受力方向．
(3)在电场中某一确定的位置放置一个检验电荷，该电荷受到 的电场力是唯一确定的；在磁场中某一确定的位置放入一段 导线，电流受到的磁场力还与导线放置的方向有关．
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
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[解析 ]
F 电荷在电场中不受电场力，即 F＝0，由 E＝ 知， q
该处电场强度为 0，A 正确；通电导线在磁场中不受力有两 种情况：一是该处磁感应强度为 0，二是导线与磁场方向平 行， B 错误；由电场强度定义可知 C 正确；只有当导线与磁 场垂直时 ,F/(IL)才表示磁感应强度的大小 ,D 错误 .故选 A、C.
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易错辨析——对磁感应强度及方向理解不透而出错 [范例] 长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强
弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4
N，则该磁场的磁感应强度( B ) A．等于4 T
B．大于或等于4 T
C．小于或等于4 T D．方向与其所受到的磁场力方向一致
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3．磁感应强度B的方向
磁感应强度B是一个矢量，它的方向是磁场中小磁针静止时N 极所指的方向或者说是N极所受磁场力的方向．通电导线受 力的方向不是磁感应强度的方向．磁感应强度的合成与分解 必须遵循平行四边形定则．
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”．
通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为4×10－3 N，
问：该处的磁感应强度B是多大？若磁场、电流不变，导线长 度减小到1 cm，该处的磁感应强度又是多大？
[思路探究] 磁感应强度的大小与该处是否放置电流元有关吗? F [解析 ] 由磁感应强度的表达式 B＝ 得到 B＝ 0.1 T，磁感 IL
应强度由磁场本身来决定，与导线长度无关，故导线长度减 小到 1 cm 时，磁感应强度仍为 0.1 T.
[答案] 0.1 T
0.1 T
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F 定义式 B＝ 是比值定义法，这种定义物理量的方法其实质 IL 就是一种测量方法， 被测量点的磁感应强度与测量方法无关．
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1．下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是( BD )
F 1．公式 B＝ 是磁感应强度的定义式，是用比值法定义的， IL 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． F 2． 在定义式 B＝ 中， 通电导线必须垂直于磁场方向放置． 因 IL
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．
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[判一判] (1)通电导线在磁场中受到的磁场力为零，则说明 该处的磁感应强度为零．( )
(2)磁感应强度的大小与电流元成反比，与其受到的磁场力成 正比．( )
(3)通电导线所受磁场力大的地方,磁感应强度一定大.(
提示：(1)× (2)× (3)×
)
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对磁感应强度的理解
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磁感应强度B与电场强度E的比较 磁感应强度B 电场强度E 描述电场的性质
物理意义
定 义 式 特点
描述磁场的性质
共同点 都是用比值的形式下定义 B＝F/(IL)，通电导线与B 垂直，B与F、I、L无关 矢量,小磁针 N极受力方向 1 T＝1 N/(A· m) E＝F/q E与F、 q无关 矢量，放入该点正 电荷受力方向 1 V/m＝1 N/C
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(2014· 天津南开中学高二检测)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．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，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度 D．把一小段通电导线放在磁场中某处,它所受的磁场力与该小
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 解析：磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向, 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 不能代表磁感应强度和磁场的方向．故选B、D.
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[错因分析]
易错 选项
本题易错选项及错误原因分析如下：
错误原因 F 审题不清和对定义式 B＝ 的使用条件掌握不 IL 到位导致选 A.题目中没有说明导线与磁场的位 置关系，因此在计算的过程中要分“垂直”和 “不垂直”两种情况来考虑 对磁感应强度方向的规定和电场强度方向的规 定混淆导致错选 D.电场强度的方向与正电荷的 受力方向一致， 而磁感应强度的方向与小磁针 N 极的受力方向或静止时 N 极的指向一致，与导 线的受力方向不同
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二、磁感应强度的大小 1．探究实验 (1)如图所示的实验装置，可以认为磁 均匀 的，直导线的 极间的磁场是________ 垂直 ． 方向与磁感应强度的方向_________ (2)有电流通过时导线将摆动一个角度，观察摆动角度的大小 导线受力 的大小． 可以比较___________ (3)实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与 乘积 导线的长度L、导线中的电流I的___________ 成正比，用公式 ILB 表示为F＝___________ .
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第二节
磁感应强度
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学习目标
1.理解并掌握磁感应强度的大小、方向及物理意义．
2．进一步体会用比值法定义物理量． 3．通过实验、类比和分析，体会探究的思路和方法．
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一、磁感应强度的方向 磁感应强度 1．物理学中，用_________________ 来描述磁场的强弱． 2．磁感应强度的方向 转动 (1)放入磁场中的小磁针，在磁场中受力将会___________ ． N极 (2)小磁针静止时，___________ 所指方向规定为该点的磁感 磁场方向 ． 应强度方向，简称为___________
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[真知灼见 ] 磁感应强度是本节课的一个重点，也是易错点， 在学习的过程中一定要注意以下几点： 1磁感应强度是矢量，既有大小，又有方向，合成遵循平行 四边形定则 . 2磁感应强度的方向与磁场的方向一致，与导线的受力方向 无关，与放入其中的通电导线的电流的方向无关 . 3磁感应强度的大小是由磁场本身的性质决定的，与是否放 入通电导线、导线的位置以及电流的大小无关；其大小通常 F 用公式 B＝ 来计算， 此公式成立的条件是一小段通电导线 IL 垂直磁场方向放入磁场 .
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F 特别提醒： (1)对于定义式 B＝ ， 不能理解为 B 与 F 成正比、 IL 与 IL 成反比，必须明确 B 仅由磁场本身决定． (2)应用 F＝ ILB 时，通电导线必须与磁场方向垂直． (3)通电导线所受力的方向不是磁场磁感应强度的方向．