统编人教版物理高中必修第三册《2 磁感应强度 磁通量》优秀教案教学设计

2磁感应强度磁通量

[学习目标] 1.认识磁感应强度的概念及物理意义.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．(难点)4.理解磁通量的概念和公式．

一、磁感应强度

1．物理意义：描述磁场强弱和方向的物理量．

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的方向，简称为磁场方向．

二、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I与导线长度的乘积．

2．控制变量法探究影响通电导线受力的因素

如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀的．

(1)保持长度不变，改变电流大小，观察直导线摆动角度大小来比较磁场力大小．

(2)保持电流大小不变，改变磁场中导线长度，通过观察直导线摆动角度大小比较磁场力大小．

(3)实验结论：直导线与磁场垂直时，它受力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．

3．磁感应强度的大小

在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度．

4．公式：B＝F IL

5．单位：国际单位是特斯拉，简称特，国际符号是T,1 T＝1N

A·m.

三、磁通量

1．定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积，即Φ＝BS.

2．拓展：磁场B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量．

3．单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝1_T·m2.

4．引申：B＝Φ

S，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应

强度B又叫磁通密度.

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)磁场的方向就是小磁针静止时所受合力的方向． (×)

(2)电流为I，长度为L的通电导线放入磁感应强度为B的磁场中受力的大小一定是F＝ILB. (×)

(3)磁场中某处的磁感应强度大小与有无小磁针无关，与有无通电导线也无关． (√)

(4)公式B＝F

IL说明B与F成正比，与IL成反比．(×)

(5)磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量．(√)

(6)磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量．(×)

2．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＝F IL

B．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＝F

IL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

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．]

3．如图所示，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()

A．πBR2B．πBr2

C．nπBR2D．nπBr2

B[磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为πr2，而并非πR2，故B正确．]

对磁感应强度的理解

1.公式B＝F

IL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．磁感应强度是矢量，运算遵守平行四边形定则．

(1)通电导线所受磁场力的方向不是磁场磁感应强度的方向．

(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称作“电流元”，相当于静电场中的“点电荷”．

【例1】(多选)把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是()

A B C D

BC[磁感应强度的大小和方向由磁场自身决定，不随F或IL的变化而变

化，故B正确，D错误；当导线垂直于磁场放置时，有B＝F

IL

，即F＝ILB.所以B不变的情况下F与IL成正比，故A错误，C正确．]

正确理解比值定义法

(1)定义B＝F

IL

是比值定义法，这种定义物理量的方法实质就是一种测量方

法，被测量点的磁感应强度与测量方法无关．

(2)定义a＝Δv

Δt

、E＝F

q

也是比值定义法，被测量的物理量也与测量方法无关，

不是由定义式中的两个物理量决定的．

1．关于磁感应强度的定义式B＝

F

IL，下列说法正确的是() A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于

F

IL B．磁感应强度的大小与IL成反比，与F成正比

C．磁感应强度就是电流元IL所受的磁场力F与IL的比值

D．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关

D[若电流元IL不是垂直放置在磁场中时所受的磁场力为F，则磁感应强

度B不等于F

IL

，A错误；磁感应强度与电流元受到的力的大小无关，与电流元也无关，故B、C错误，D正确．]

磁感应强度B与电场强度E的比较

电场强度E 磁感应强度B

①电场对电荷q有作用力F

②对电场中任一点，F∝q，

F

q＝恒量(由电场决定)

③对不同点，一般来说恒量

的值不同

①磁场对直线电流I有作用力F

②对磁场中任一点，F与磁场方向、

电流方向有关，只考虑电流方向垂直

于磁场方向的情况时，F∝IL，

F

IL＝

恒量(由磁场决定)

定义的依

据

④比值

F

q可表示电场的强弱

③对不同点，一般来说恒量的值不同

④比值

F

IL可表示磁场的强弱

定义式E＝

F

q B＝

F

IL

物理意义描述电场的强弱和方向表征磁场的强弱和方向

方向该点正电荷的受力方向小磁针N极的受力方向