高中物理 第三章 磁场 3_2磁感应强度学案2新人教版选修3-1

§3.2磁感应强度

【学习目标】

⒈知道磁感应强度是描述磁场强弱的物理量；

⒉知道B是矢量，大小反映磁场的强弱，方向即磁场方向；

⒊理解磁感应强度，知道由磁场本身决定；

⒋知道磁通量的求法，能够从磁通量的角度理解磁感应强度又叫做磁通密度。【学习过程】

学习任务１：磁场方向

情景：把小磁针放到条形磁铁周围不同的位置，小磁针的指向不同，这说明磁场和电场一样，也是具有“方向性”的．在研究电场的方向时，我们把试探电荷放入电场，并规定正电荷的受力方向为电场强度的方向。

问题：为了描述磁场的方向，我们可以怎么做呢？如何规定？

学习任务２：磁感应强度的大小

情景：

【演示1】用不同的条形磁铁所能吸起的铁钉的个数是不同的，说明磁场有强弱。【演示2】探究影响通电导线受力的因素（如图）

匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的

大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。

演示（控制变量法）

①持通电导线的长度不变，改变电流的大小

②持电流不变，改变通电导线的长度。让学生观察导线受力情况。

③保持电流不变，导线长度不变，改变Ｕ形磁铁的个数。

问题：１磁场不变时，导线长度不变，通电导线的受力与电流大小的关系？

问题：２磁场不变时，电流大小不变，通电导线的受力与导线长度的关系？

问题：３电流大小不变，导线长度不变，通电导线的受力与磁场大小的关系？

总结：

通电导线和磁场方向垂直时，通电导线受力（磁场力）

写成等式为：F = BIL

式中B与磁场大小有关；B与导线的长度和电流的大小无关；在不同的磁场中B的值不同。

情景：实验

导线和磁场平行：F=0

导线和磁场垂直：

F

max

显然，即使磁场强度一样，同样的一小段通电导线摆放位置不同，则受到力的情况也有大小之分，那么，要利用电流这样的磁体来比较两个位置的磁场强弱，这一小段通电导线的摆放应该相同。此时一小段导线受到的力大，说明该处的磁磁场

较强。

问题：在电场中，把受力与电荷本身电荷量的比值定义为电场强度，根据电场强度来直接比较电场强弱。我们是否可以用类似的方法定义磁场强度？

总结：

磁感应强度B：具体描述磁场的强弱。

（１）公式：F

B

Il

（２）方向：小磁针N极的受力方向

（３）单位：在国际单位制中是特斯特，简称特，符号T. 1T=N/A·m

（４）物理意义：磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量.

问题：磁感应强度的定义是比值法定义，类比电场强度Ｅ＝Ｆ/Ｑ来说说Ｂ与Ｆ和Ｉ、Ｌ的关系？

学习任务３：磁通量

研究电磁现象时，有时需要研究穿过某一面积的磁场和它的变化，为此，物理学上引入了一个新的物理量——磁通量。

（1）定义：一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则B 与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。

（2）公式：Ф=B·S

（3）单位：韦伯（Wb）1Wb=1T·1m2=1V·s

（4）物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。

注意：当平面跟磁场方向不垂直时，穿过该平面的磁通

量等于B与它在磁场垂直方向上的投影面积的乘积．即Ф

=B·S sinθ，（θ为平面与磁场方向之间的夹角）（如图所示）

将磁通量的定义式Ф=B ·S 变形得：B =⊥S φ，B 为垂直磁场方向单位面积上的磁通量，反映磁场的强弱。又叫磁通密度。单位Wb/m 2

[要点提炼]

1．磁感应强度的定义及公式：将电流元IL 放入磁场，它受到的磁场力F 与IL 的

叫磁感应强度，用公式表示为 B ＝F

IL

. 2．对磁感应强度的理解

(1)磁感应强度是反映磁场强弱的物理量，它是用 法定义的物理量，由磁

场自身决定，与是否引入电流元、引入的电流元是否受力及受力大

小 .

(2)因为通电导线取不同方向时，其受力大小不相同，故在定义磁感应强度时，

式中F 是指通电直导线 磁场放置时受到的磁场力．

(3)磁感应强度的方向是该处 ，也是小磁针 ，而不是该处

电流元受力F 的方向．

[延伸思考] 能否认为B 与F 成正比，与IL 乘积成反比？

2. 关于磁感应强度的方向，下列说法正确的是 ( )

A ．磁感应强度的方向就是小磁针N 极所指的方向

B ．磁感应强度的方向与小磁针N 极的受力方向一致

C ．磁感应强度的方向就是通电导线的受力方向

D ．磁感应强度的方向就是该处磁场的方向

4.关于磁感应强度，下列说法中正确的是( )

A．若长为L、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度

必为F

IL

B．由B＝F

IL知，

B与F成正比，与IL成反比

C．由B＝F

IL知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场D．由F＝ILB知，与磁场方向垂直的一小段通电导体受到的磁场力F与IL成正比

5.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多大；

(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？