磁感应强度 磁通量 学案

3.3 磁感应强度磁通量

一、教学目标

1、理解磁感应强度的定义及物理意义

2、知道磁感线和磁感应强度的关系、磁感线和磁通量的关系，知道匀强磁场的特点

3、会用安培力公式进行相关计算

4、通过与电场对比，体会比值定义的方法和类比的思维方法

二、自主学习

电场与磁场的比较：

电场磁场

1．描述场特性的物理量

2．定义

3．物理量的性质

4．方向

5．检验存在的方法

（一）、磁感应强度

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？如

何让它的属性反映出来？如图所示A点场强的大小客观存在没有？能不

能通过在A点换不同小磁针来量度该点磁感应强度？还有其它方法能使

A点磁场属性反映出来吗？通电导线在磁场中一定受力吗？

１．根据通电导线在磁场中受到的磁场力，如何来定义磁感应强度呢？磁场的强弱与哪些因素有关？有什么样的关系？如何用这些物理量来定义磁感应强度？

大量实验进一步表明：磁场力F与电流强度I和导线长度L乘积之比，对磁场中某一点来说是一恒定值，对磁场中的不同点比值不同。

此比值反映了磁场对通电导线作用的特点，反映发了磁场强弱。

2．定义式：B＝

IL

F

通电导线是否任意放置？

注意点：L：很短，相当于一点B：为该点的磁感应强度

“IL”称之为“电流元”，电流元越小越好，这样所在的极小的磁场区域就可以看成匀强磁场。

方向：该点的磁场方向，即为小磁针N极所指方向，

单位：在国际单位制中B单位为T

永久磁铁附近的磁感应强度B：0.4T－0.7T

电机、变压器的铁芯的磁感应强度：0.8T—1.4T

地磁场的磁感应强度：0.5×104 T

3．问题讨论：

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2.5A，导线长度为1cm,受到的磁场力为510N，问：（1）这个位置的磁感应强度是多少？（2）如果把通电导线的电流强度增大到5A，这一点磁感应强度B和磁场力F各是多少？（3）如果让通电导线平行磁场方向，这时B、F各是多大？

例2：如果通电导线不受磁场力作用，该处是否一定没有磁场呢？

（二）、磁感应线与磁感应强度的关系：

磁感应线的疏密程度反映了磁场的强弱，即也就反映了磁感应强度的大小。

为了定量确定磁感应线与磁感应强度大小的关系，物理学中规定：在垂直于磁场方向面积上磁感应线的条数跟那里的磁感应强度的数值相同。但一般在画图中磁感应线条数可以是这个若干倍，不是由图中通过磁感应线的条数来得出磁感应强度的数值，仅仅通过磁感应线分析比较那里磁场的强弱。

(三)、磁通量：

1．定义：

2．符号：

3．表达式：

4．单位：

例3：下列几种情况下的磁通量的大小：

例4：如图所示，磁感强度B垂直于线圈平面S

1、S

2

(S2＞S

1

)指向纸内，若通过线圈平面的磁

通量分别为φ

1、φ

2

则（）

A φ

1＝φ

2

B φ

1

＞φ

2

C φ

1＜φ

2

D 无法判断

5．注意点：磁通量的大小由穿过该面的磁感线的条数决定，与面积的大小无关。

6．在匀强磁场中磁通量的大小可以用公式Φ＝BS计算，在使用此公式时，注意：（1）磁场必须是匀强磁场

（2）磁感线与线圈平面须垂直，不垂直须取投影面积

（3）磁通量与磁磁万场力不同，计算时它与线圈的匝数无关

（4）磁通量是标量，但有方向，通常取从某一方向穿过该面积的磁通量为正值，则从相反方向穿过则为负值。

例6：某一线圈的截面积为0.1㎡，匝数为100匝，垂直于磁场方向放入磁感强度为5T的匀强磁场中，则穿过此线圈的磁通量为多少？若将线圈某一边转动180º，则磁通量的改变量为多少？

例7：试比较A、B两线圈的磁通量的大小，已知S

A ＞S

B

。

(四)、磁通量与磁感应强度的关系：

穿过垂直于磁感应强度方向的单位面积的磁感应线的条数等于磁感应强度B，所以在匀强磁场中垂直于磁感应强度的面积S的磁通量Φ。

Φ＝BS

如果平面不垂直于磁场方向，则应把平面投影到垂直磁场的面上

即Φ＝BScosθ由公式可知：B＝

S

――磁通密度，即单位面积上磁通量

磁通量变化：△Φ＝△BScosθ

＝B△Scosθ

＝BS△（cosθ）

①磁场的变化

②面积的变化

③面积S与B方向的夹角变化

（五）、完成课本91页“活动”利用安培力测定磁感应强度

四、课堂训练

1. 关于磁通量的说法正确的是( )

A．磁通量是个反映磁场强弱和方向的物理量

B．某一面积上的磁通量可表示穿过此面积的磁感线的总条数

C．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量一定越大

D．穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零

2. 下列有关磁感应强度及安培力的说法正确的有（）

A．若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受安培力一定为零

B．通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零

C．同一条通电导线放在磁场中某处所受的安培力是一定的

D．磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关

3. 如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a 在螺线管内部，则( )

A．放在a处的小磁针的N极向左

B．放在b处的小磁针的N极向右

C．放在c处的小磁针的S极向右

D．放在a处的小磁针的N极向右