高中物理磁感应强度的知识点
高中物理知识点总结:磁场 电磁感应
磁场1.磁场:磁场是存在于磁体、电流周围的一种物质(1)磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流有力的作用.(2)磁场方向的三种判断方法:a.小磁针N极受力的方向。
b.小磁针静止时N极的指向。
c.磁感线的切线方向.2.磁感线(1)在磁场中人为地画出一系列曲线,磁感线上某一点的切线方向也表示该点的磁场方向。
曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线.(2)磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进入S极,在内部,由S极到N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交,不相切。
(3)几种典型磁场的磁感线的分布: 右手螺旋定则判定通电直导线、环形电流、通电螺线管周围的磁场分布①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.3.磁感应强度(1)定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力F跟电流I和导线长度L 的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,定义式B=F/IL.单位T,1T=1N/(A·m).(2)磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向。
(3)磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比。
(4)磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向。
4.磁场力:F=BILsinθ(θ为B与I的夹角),只要求B∥I,B⊥I两种情况;注意:只有电流和磁场之间有一定夹角时,磁场力才不为0。
第十三章2.磁感应强度磁通量新教材人教版(教材)高中物理必修三PPT
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二、匀强磁场
1.匀强磁场: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。
2.匀强电场的磁感线用间隔相等的平行直线表示。
三、磁通量
1.定义:匀强磁场的磁感应强度B与磁场方向垂直的平面面积S的
乘积,叫作穿过这个面积的磁通量。
2.公式:Ф=BS。
3.单位:韦伯,简称韦,符号Wb,1 Wb=1图
必备知识
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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.磁感应强度的方向:小磁针静止时N极所指的方向。
3.定义: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
与导线长度L和电流I的乘积的比值。
N
。
A·m
4.单位:特斯拉,简称特,符号 T,1 T=1
必备知识
导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。下列说法中正确的是
(
)
A.A、B两点磁感应强度相等
B.A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C.A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D.无法比较磁感应强度的大小
解析:导线受到的磁场力F=IlB=Bl·I,对于题图给出的F-I图线,直线
的斜率k=Bl,由图可知ka>kb,又因为A、B两处导线的长度l相同,故A
C.若B=1 T,I=1 A,l=1 m,则F一定等于1 N
D.若l=1 m,I=1 A,F=1 N,则B一定等于1 T
解析:应用公式B= 或F=IlB时要注意导线必须垂直于磁场方向放
置,故选项B、C、D错误,A正确。
答案:A
探究一
探究二
探究三
探究四
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磁感应强度与电场强度的比较
高中物理人教必修三第13章第1节磁感应强度磁通量 讲义
2 磁感应强度 磁通量1.理解磁感应强度的概念,知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量.2.知道什么是匀强磁场,知道匀强磁场磁感线的特点.3.理解磁通量的概念,会计算磁通量的大小.一、磁感应强度1.定义:一段通电直导线垂直放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值,叫磁感应强度.2.定义式:B =F Il. 3.单位:特斯拉,简称特,符号为T.4.B 反映了磁场的强弱.5.磁感应强度是矢量,小磁针的N 极在磁场中某点受力的方向,就是这点磁感应强度的方向.二、匀强磁场1.概念:各点磁感应强度大小相等、方向相同的磁场.2.磁感线特点:匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线.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:磁场与平面不垂直时,这个面在垂直于磁场方向的投影面积S ′与磁感应强度的乘积表示磁通量.3.单位:国际单位是韦伯,简称韦,符号是Wb,1 Wb =1 T·m 2.4.引申:B =ΦS ,表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量.一、磁感应强度1.物理意义:磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量.2.大小:当导线方向与磁场方向垂直时B =F Il.3.方向:磁感应强度的方向就是小磁针北极在磁场中某点受力的方向,也就是该处的磁场方向.4.描述:磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小,磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向.5.匀强磁场如果磁场中各处的磁感应强度大小和方向都相同,则该磁场为匀强磁场.二、磁通量1.磁通量的计算:(1)公式:Φ=BS.适用条件:①匀强磁场;①磁感线与平面垂直.(2)若磁感线与平面不垂直,则Φ=BS cos θ.其中S cos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1,如图所示.2.磁通量的正负:磁通量是标量,但有正负,若磁感线从某一面穿入时,磁通量为正值,磁感线从此面穿出时则为负值.3.磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示.若有磁感线沿相反方向穿过同一平面,则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和).三、磁感应强度矢量的叠加磁感应强度是矢量,当空间存在几个磁体(或电流)时,每一点的磁场等于各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和.磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则.1.如图所示,矩形线框平面与匀强磁场方向垂直,穿过的磁通量为Φ,若线框绕某条边转过90°角,则磁通量变为()A.0B.12ΦC.ΦD.2Φ2.如图所示为某匀强磁场的磁感线分布,则磁场中各点的磁感应强度( )A .大小相等,方向相同B .大小不等,方向相同C .大小相等,方向不同D .大小不等,方向不同 3.下列物理量中属于矢量的是( )A .磁感应强度B .感应电动势C .电流D .磁通量4.如图所示,直角三角形abc 中,①abc =30°,将一电流为I 、方向垂直纸面向外的长直导线放置在顶点a 处,则顶点c 处的磁感应强度大小为B 0。
高中物理磁感应强度的知识点归纳
高中物理磁感应强度的知识点归纳高中物理磁感应强度的知识点归纳磁感应强度(magneticfluxdensity),描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量,常用符号B表示,国际通用单位为特斯拉(符号为T)。
磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。
在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强;磁感应强度越小,表示磁感应越弱。
磁感应强度的定义公式磁感应强度公式B=F/(IL)如果是一块磁铁,那么B的大小之和这块磁铁的大小和磁性强弱有关。
如果是电磁铁,那么B与I、匝数及有无铁芯有关。
R的计算公式是R=U/I;可一个导体的电阻R大小并不是由U或者I来决定的。
而是由其导体自身属性决定的,包括电阻率、长度、横截面积。
同样,磁感应强度B也不是由F、I、L来决定的,而是由磁极产生体本身的属性。
如果同学们有时间,可以把静电场中电容的两个公式来对比着复习、巩固下。
B为矢量,方向与磁场方向相同,并不是在该处电流的受力方向,运算时遵循矢量运算法则(左手定则)。
描述磁感应强度的磁感线在磁场中画一些曲线,用(虚线或实线表示)使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉),这些曲线叫磁感线。
磁感线是闭合曲线。
规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。
磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极。
磁感线都有哪些性质呢?⒈磁感线是徦想的,用来对磁场进行直观描述的曲线,它并不是客观存在的。
⒉磁感线是闭合曲线;磁铁的磁感线,外部从N指向S,内部从S 指向N;⒊磁感线的疏密表示磁感应强度的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
⒋任何两条磁感线都不会相交,也不能相切。
磁感线(不是磁场线)的性质最好与电场线的性质对比来记忆。
磁感应强度B的所有计算式磁感应强度B=F/IL磁感应强度B=F/qv磁感应强度B=ξ/Lv磁感应强度B=Φ/S磁感应强度B=E/v其中,F:洛伦兹力或者安培力q:电荷量v:速度ξ:感应电动势E:电场强度Φ:磁通量S:正对面积磁通量磁通量是闭合线圈中磁感应强度B的累积。
高中物理重点——电磁感应知识点及练习
高中物理重点——电磁感应知识点及练习一、电磁感应基本概念1. 电磁感应的基本原理2. 法拉第电磁感应定律3. 洛伦兹力的概念练习题:1. 一根长度为20 cm 的导线以10 m/s 的速度进入一个磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中,导线的两端产生的感应电动势为多少?答案:1 V2. 一个载流导体绕着垂直于磁场方向的轴旋转,导体两端产生的感应电动势的大小为导体长度乘以什么?答案:磁感应强度3. 当磁通量密度变化率为200 T/s 时,一个线圈内部产生的感应电动势为20 V,此时线圈中的匝数为多少?答案:100二、法拉第电磁感应定律应用1. 电动势的方向和大小2. 电磁感应的应用:感应电流和感应电磁铁3. 磁场中的动生电现象:电磁感应现象和劳埃德力练习题:1. 一个长度为25 cm 的导体被放置在一个磁感应强度为0.2 T 的匀强磁场中,且在导体的两端施加一共 2 A 的电流,求该导体受到的安培力大小为多少?答案:0.25 N2. 在一个长度为10 cm 的导体内部施加一个0.5 T 的磁场,导体稳定地保持在匀强磁场中,当导体的长度与磁场的夹角为30 度时,导体内部的自感系数为多少?答案:0.00125 H3. 一个宽度为10 cm,长度为20 cm,大约0.5 毫米厚的铜片在磁感应强度为0.1 T 的恒定磁场中以 5 m/s 的速度向下运动,求铜片两端感应的电动势大小为多少?答案:1 V三、电磁感应现象与电磁波1. 电磁波的基本特征和传播方式2. 波长和频率的关系及其应用3. 电磁波的反射、折射和衍射现象练习题:1. 某广播电台的发射频率为100 MHz,求其波长的大小为多少?答案:3 m2. 一台微波炉的工作频率为2.45 GHz,求其波长的大小为多少?答案:0.12 m3. 一个频率为500 MHz 的电磁波垂直入射到一种材质中,该材质的折射率为 1.5,求折射后的电磁波的频率为多少?答案:333.3 MHz总结:电磁感应是高中物理中的重要知识点,包括电磁感应的基本概念、法拉第电磁感应定律应用以及电磁感应现象与电磁波等内容。
第13章 第2节 磁感应强度 磁通量 新教材高中物理必修第三册(人教版)(解析版)
第2节磁感应强度磁通量课程内容要求核心素养提炼1.知道磁感应强度的定义、物理意义及单位.2.知道磁通量,通过计算磁通量的大小进一步了解定量描述磁场的方法.1.物理观念:磁感应强度、匀强磁场、磁通量.2.科学思维:(1)理解磁感应强度的概念.(2)应用公式计算磁通量.一、磁感应强度1.定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F 跟电流I 和导线长度l 的乘积Il 的比值叫作通电导线所在处的磁感应强度.2.定义式:B =F Il.3.单位:特斯拉,简称特,符号为T ,1_T =1N A·m.二、匀强磁场1.定义:磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场.2.磁感线:间隔相等的平行直线.3.实例:距离很近的两个平行的异名磁极间的磁场,相隔适当距离的两平行放置的通电线圈中间区域的磁场都是匀强磁场.[判断](1)通电导线在磁场中受到的磁场力为0,则说明该处的磁感应强度为0.(×)(2)磁感应强度的大小与电流成反比,与其受到的磁场力成正比.(×)(3)磁感应强度的大小等于通电导线受到的磁场力大小F 与电流I 和导线长度l 的乘积的比值.(×)三、磁通量1.定义:匀强磁场磁感应强度B 与和磁场方向垂直的平面面积S 的乘积,即Φ=BS .2.单位:韦伯,简称韦,符号是Wb .1Wb =1T·m 2.3.引申:B =ΦS,因此磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量.[思考]若通过某面积的磁通量等于0,则该处一定无磁场,你认为对吗?提示不对.磁通量除与磁感应强度、面积有关外,还与环面和磁场夹角有关,当环面与磁场平行时,磁通量为0,但磁场仍存在.探究点一磁感应强度的理解和叠加观察如图所示的“探究影响通电导线受力的因素”的实验,思考以下几个问题:(1)实验装置中,通电导线应如何放入磁场中?为什么?(2)通过实验总结通电直导线受力大小与导线长度、电流大小的关系.提示(1)通电导线应垂直放入磁场中.只有通电导线与磁场方向垂直时,它所受磁场力才最大,此时磁场力F 与电流和导线长度的乘积Il 的关系最简单.(2)当通电直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.即F Il 是一个恒量.1.对磁感应强度的认识(1)磁感应强度的大小:磁感应强度的大小反映该处磁场的强弱,它的大小取决于场源以及在磁场中的位置.(2)磁感应强度是用比值法定义的即B =F Il,但B 的大小由磁场本身决定,与F 、Il 的大小没有关系.(3)磁感应强度的方向:磁感应强度的方向就是该处磁场的方向,规定为小磁针静止时N 极的指向,也可以表示为磁感线在该点的切线方向.2.磁场的叠加:由于磁感应强度是矢量,若某区域有多个磁场叠加,该区域中某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点的磁感应强度的矢量和,可根据平行四边形法则求解.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电直导线,它的电流是2.5A ,导线长1cm ,它受到的磁场力为5.0×10-2N .(1)求这个位置的磁感应强度大小;(2)若把通电导线中的电流增大到5A ,则求这个位置的磁感应强度大小.解析解题关键是只有当通电直导线垂直于磁场方向放置时,才能用B =F Il计算B 的大小.(1)由磁感应强度的定义式得B =F Il = 5.0×10-22.5×1×10-2T =2T .(2)磁感应强度B 是由磁场和空间位置(点)决定的,与导线的长度l 、电流I 的大小无关,所以该位置的磁感应强度大小还是2T .答案(1)2T (2)2T(多选)如图所示,三根平行的足够长的通电直导线A 、B 、C (电流方向如图)分别放置在一个等腰直角三角形的三个顶点上,其中AB 边水平,AC 边竖直.O 点是斜边BC 的中点,每根导线在O 点所产生的磁感应强度大小均为B 0,则下列说法正确的有()A .导线B 、C 在O 点产生的合磁感应强度大小为2B 0B .导线A 、B 、C 在O 点产生的合磁感应强度大小为B 0C .导线B 、C 在A 点产生的合磁感应强度方向由A 指向OD .导线A 、B 在O 点产生的合磁感应强度方向水平向右ACD [导线B 、C 在O 点产生的磁场方向相同,磁感应强度叠加后大小为2B 0,选项A 正确;三根平行的通电直导线在O 点产生的磁感应强度大小相等,B 合=(B 0)2+(2B 0)2=5B 0,选项B 错误;导线B 、C 在A 点产生的总的磁感应强度的方向是两个磁场叠加后的方向,方向由A 指向O ,选项C 正确;根据安培定则和矢量的叠加原理,导线A 、B 在O 点产生的总的磁感应强度的方向水平向右,选项D 正确.][训练1]关于磁感应强度,下列说法正确的是()A .由B =F Il可知,B 与电流强度I 成反比B .由B =F Il可知,B 与电流受到的安培力F 成正比C .垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度方向D .磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、长度、导线放置方向等均无关D[磁感应强度B=FIl是采用比值法定义的,B与F、I无关,由磁场本身属性决定,故选项A、B错误,选项D正确;垂直于磁场方向放置的通电导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直,故选项C错误.][训练2](2020·浙江卷)特高压直流输电是国家重点能源工程.如图所示,两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2,I1>I2.a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直,b点位于两根导线间的中点,a、c两点与b点距离相等,d点位于b点正下方.不考虑地磁场的影响,则()A.b点处的磁感应强度大小为0B.d点处的磁感应强度大小为0C.a点处的磁感应强度方向竖直向下D.c点处的磁感应强度方向竖直向下C[电流周围的磁场截面图如图所示,因I1>I2,则离导线相同距离处B1>B2.由磁感应强度的叠加可以看出,a处的磁感应强度方向竖直向下,大小为两电流在a处磁感应强度的同向叠加;b处的磁感应强度大小为B b1-B b2,方向竖直向上;c处磁感应强度方向为竖直向上,大小为两电流在该处磁感应强度同向叠加;d处磁感应强度不为0.故答案为C.]探究点二磁通量的理解和计算如图所示,当磁场方向与平面成θ角时,磁通量的表达式是怎样的?当磁场方向与平面平行时,磁通量是多少?提示Φ=BS sinθ01.磁通量的计算(1)公式:Φ=BS.适用条件:①匀强磁场;②磁感线与平面垂直.(2)在匀强磁场中,若磁感线与平面不垂直,公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积.2.磁通量的正负(1)磁通量是标量,但有正负,当磁感线从某一面上穿入时,磁通量为正值,磁感线从此面穿出时即为负值.(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁通量为Φ1,反向磁通量为Φ2,=Φ1-Φ2.则穿过该平面的磁通量Φ总3.磁通量的变化量(1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=B·ΔS.(2)当B变化,有效面积S不变时,ΔΦ=ΔB·S.(3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1.但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.(4)匀强磁场中与磁场垂直的线圈磁通量为BS.当线圈转过180°时,磁通量的变化量ΔΦ=2BS.如图所示,有一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为10cm,现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出),圆心均在O点处,A线圈的半径为1cm,共10匝;B线圈的半径为2cm,只有1匝;C线圈的半径为0.5cm,只有1匝.(1)在磁感应强度B减为0.4T的过程中,A和B线圈中的磁通量改变了多少?(2)在磁场方向转过30°角的过程中,C线圈中的磁通量改变了多少?解析(1)对A线圈,有Φ1=B1πr2A,Φ2=B2πr2A故A线圈的磁通量的改变量为ΦA=|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×(1×10-2)2Wb=1.256×10-4WbB线圈的磁通量的改变量为ΦB=(0.8-0.4)×3.14×(2×10-2)2Wb=5.024×10-4Wb.(2)对C线圈,Φ1=Bπr2C磁场方向转过30°角,线圈在垂直于磁场方向的投影面积为πr2C cos30°,则Φ2=Bπr2C cos 30°故磁通量的改变量为ΔΦC=Bπr2C(1-cos30°)=0.8×3.14×(5×10-3)2×(1-0.866)Wb=8.4×10-6Wb.答案(1)1.256×10-4Wb 5.024×10-4Wb(2)8.4×10-6Wb[变式]在[例3]中,若将线圈A转过180°角的过程中,A线圈中的磁通量改变了多少?解析若转过180°角时,磁通量的变化为ΔΦ=2BS=2×0.8×3.14×(1×10-2)2Wb=5.024×10-4Wb.答案 5.024×10-4Wb[题后总结]多角度判断磁通量大小1.定量计算通过公式Φ=BS来定量计算,计算磁通量时应注意的问题:(1)明确磁场是否为匀强磁场,知道磁感应强度的大小.(2)平面的面积S应为磁感线通过的有效面积.当平面S与磁场方向不垂直时,应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角,准确找出垂直面积.(3)线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关,即磁通量的大小不受线圈匝数的影响.2.定性判断磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”,当有不同方向的磁场同时穿过同一面积时,此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数和.[训练3]如图所示,一个闭合线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成30°角,磁感应强度为B,用下述哪个方法可使穿过线圈的磁通量增加一倍()A.把线圈的匝数增加一倍B.把线圈的面积增加一倍C.把线圈的半径增加一倍D.转动线圈使得轴线与磁场方向平行B[把线圈的匝数增加一倍,穿过线圈的磁感线的条数不变,磁通量不变,故选项A 错误;根据Φ=BS sinθ,把线圈的面积增加一倍,可使穿过线圈的磁通量增加一倍,故选项B正确;把线圈的半径增加一倍,线圈的面积S=πR2变为原来的4倍,磁通量变为原来的4倍,故选项C错误;转动线圈使得轴线与磁场方向平行,相当于线圈转过30°,与磁场垂直,线圈面积在垂直B方向上的投影由S sin60°变为S,磁通量没有增加一倍,故选项D错误.]。
高中物理课件 磁感应强度
(3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1.但此时ΔΦ≠ΔBΔS.
精例3.如图所示,有一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.8 T, 磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为10 cm,现在在纸面内先后放上圆 线圈A、B和C(图中未画出),圆心均在O处,A线圈的半径为1 cm,共10匝; B线圈的半径为2 cm,只有1匝;C线圈的半径为0.5 cm,只有1匝.
4.公式:B=IFL. 5.单位:国际单位是_特__斯__拉__,简称特,符号是___T__, 1 T=1AN·m. 6.匀强磁场:磁场中某一区域内磁感应强度的大小和方向处处相 同,则该区域磁场叫作__匀__强__磁__场____. 思考:“一个电流元垂直放入磁场中的某点,磁感应强度与电流元受 到的磁场力成正比,与电流元成反比.”这种说法是否正确,为什么?
变式2 (多选)关于试探电荷和电流元,下列说法正确的是 ( ) A.试探电荷在电场中一定受到电场力的作用,电场力与所带电荷量的 比值定义为电场强度的大小 B.电流元在磁场中一定受到磁场力的作用,磁场力与该段通电导线的 长度和电流乘积的比值定义为磁感应强度的大小 C.试探电荷所受电场力的方向与电场方向相同或相反 D.电流元在磁场中所受磁场力的方向与磁场方向相同或相反
答案:B 解析: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.
新知探究 一、对磁感应强度的理解
1.电场强度和磁感应强度分别是由谁来决定的呢? 答案:电场强度是由电场自身决定的,磁感应强度也是由磁场本身决 定的. 2.在磁场中,放在某点的小磁针受力的方向就是该点磁场的方向, 这种说法对吗? 答案:这种说法是不对的,放在磁场中某点的小磁针N极受力的方向 才是该点磁场的方向.
高中物理电磁感应知识点汇总
电磁感应磁生电第一部分电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量.2.定义式:Φ=BS.说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向B的夹角.3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负.4.单位:韦伯,符号:Wb.5.磁通量的意义:指穿过某个面的磁感线的条数.6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差.1磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.2磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.3磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.二、电磁感应现象1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.产生的电流叫做感应电流;2.产生感应电流的条件:表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动.表述2:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0,闭合电路中就有感应电流产生.3.产生感应电动势的条件:穿过电路的磁通量发生变化;理解:电磁感应的实质是产生感应电动势.如果回路闭合,则有感应电流;回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.说明:产生感应电动势的那部分导体相当于电源.三、感应电流方向的判断1.右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.3.判断感应电流方向的思路:用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”,如下:根据原磁场Φ原方向及ΔΦ情况确定感应磁场B 感方向判断感应电流I 感方向.重点题型汇总一、磁通量及其变化的计算:由公式Φ=BS 计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下几点: 1、此公式只适用于匀强磁场; 2、式中的S 是与磁场垂直的有效面积3、磁通量Φ为双向标量,其正负表示与规定的正方向是相同还是相反4、磁通量的变化量ΔΦ是指穿过磁场中某一面的末态磁通量Φ2与初态磁通量Φ1的差值,即ΔΦ=|Φ2-Φ1|.例面积为S 的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B 的匀强磁场中磁场区域足够大,磁场方向与线框平面成θ角,如图9-1-1所示,当线框以ab 为轴顺时针转900过程中,穿过abcd 的磁通量变化量ΔΦ=.解析设开始穿过线圈的磁通量为正,则在线框转过900的过程中,穿过线圈的磁通量是由正向BSsin θ减小到零,再由零增大到负向BScos θ,所以,磁通量的变化量为:ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScos θ-BSsin θ=-BScos θ+sin θ答案-BScos θ+sin θ点拨磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负.穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量. 二、感应电流方向的判定:方法一:右手定则部分导体切割磁感线;方法二:楞次定律例某实验小组用如图9-1-3所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是D →→bB.先a →→b,后b →→a C.先b →→aD.先b →→a,后a →→b第二部分法拉第电磁感应定律一、感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,其电阻相当于电源内电阻.电动势是标量,感应电动势的方向就是电源内部电流的方向,由电源的负极指向电源的正极; 二、感应电动势的大小1.法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.公式:nt∆ΦE =∆图9-1-3图9-1-1公式理解:①上式适用于回路中磁通量发生变化的情形,回路不一定闭合.②感应电动势E 的大小与磁通量的变化率成正比,而不是与磁通量的变化量成正比,更不是与磁通量成正比.要注意t∆Φ∆与ΔФ和Φ三个量的物理意义各不相同,且无大小上的必然关系.③当∆Φ由磁场变化引起时,t ∆∆Φ常用t B S ∆∆来计算;当∆Φ由回路面积变化引起时,t∆∆Φ常用t S B ∆∆来计算. ④由tnE ∆∆Φ=算出的是时间t ∆内的平均感应电动势,一般并不等于初态与末态电动势的算术平均值. ⑤n 表示线圈的匝数,可以看成n 个单匝线圈串联而成; 2.导体切割磁感线产生的感应电动势公式:θsin Blv E =,对公式的理解如下:①公式只适用于一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电动势的计算,其中L 是导体切割磁感线的有效长度,θ是矢量B 和v 方向间的夹角,且L 与磁感线保持垂直实际应用中一般只涉及此种情况.②若θ=900,即B ⊥v 时,公式可简化为E=BL v ,此时,感应电动势最大;若θ=00,即B ∥V 时,导体在磁场中运动不切割磁感线,E=0.③若导体是曲折的,则L 应是导体的有效切割长度,即是导体两端点在B 、v 所决定平面的垂线上的投影长度.④公式E=BL v 中,若v 为一段时间内的平均速度,则E 亦为这段时间内感应电动势的平均值;若v 为瞬时速度,则E 亦为该时刻感应电动势的瞬时值.⑤直导线绕其一端在垂直匀强磁场的平面内转动,产生的感应电动势运用公式E=BL v 计算时,式中v 是导线上各点切割速度的平均值,20L v ω+=,所以ω221Bl v Bl E==-3.反电动势:反电动势对电路中的电流起削弱作用.三、几个总结:重点难点解析一、公式nt∆ΦE =∆和sin Lv θE =B 的比较=n t∆∆Φ求的是回路中Δt 时间内的平均电动势.=BL v sin θ既能求导体做切割磁感线运动的平均电动势,也能求瞬时电动势.v 为平均速度,E 为平均电动势;v 为瞬时速度,E 为瞬时电动势.其中L 为有效长度.1E=BL v 的适用条件:导体棒平动垂直切割磁感线,当速度v 与磁感线不垂直时,要求出垂直于磁感线的速度分量.2122L ωE =B 的适用条件:导体棒绕一个端点垂直于磁感线匀速转动切割磁感线.3E=nBS ωsin ωt 的适用条件:线框绕垂直于匀强磁场方向的一条轴从中性面开始转动,与轴的位置无关.若从与中性面垂直的位置开始计时,则公式变为E=nBS ωcos ωt 3.公式nt∆ΦE =∆和E=BL v sin θ是统一的,前者当Δt →0时,E 为瞬时值,后者v 若代入平均速度v ,则求出的是平均值.一般说来,前者求平均感应电动势更方便,后者求瞬时电动势更方 便.二、Ф、ΔФ、ΔФ/Δt 三者的比较例一个200匝、面积为20cm 2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成300角,若磁感应强度在内由增加到,则始末通过线圈的磁通量分别为Wb 和Wb;在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量为Wb;磁通量的平均变化率为Wb/s;线圈中的感应电动势的大小为V.解析始、末的磁通量分别为:Φ1=B 1Ssin θ=×20×10-4×1/2Wb=10-4Wb Φ2=B 2Ssin θ=×20X10-4×1/2Wb=5×10-4Wb 磁通量变化量ΔΦ=Φ2-Φ1=4×10-4Wb磁通量变化率05.01044-=∆∆Φx t Wb/s=8×10-3Wb/s感应电动势大小nt∆ΦE =∆=200×8×10-3V=点拨Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt 均与线圈匝数无关,彼此之间也无直接联系;感应电动势Ε的大小取决于ΔΦ/Δt 和线圈匝数n,与Φ和ΔΦ无必然联系. 三、直导体在匀强磁场中转动产生的感应电动势直导体绕其一点在垂直匀强磁场的平面内以角速度ω转动,切割磁感线,产生的感应电动势的大小为:(1)以中点为轴时Ε=02以端点为轴时122L ωE =B 平均速度取中点位置线速度v =ωL/23以任意点为轴时122()122L L ωE =B -与两段的代数和不同第三部分互感和自感涡流一、互感与互感电动势1.互感现象:一个线圈中的电流变化时,所引起的磁场的变化在另一个线圈中产生感应电动势的现象叫做互感现象.2.互感电动势:在互感现象中产生的电动势叫做互感电动势. 二、自感现象1.自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,叫做自感现象.2.自感电动势1.定义:在自感现象中产生的电动势,叫做自感电动势. 2.作用:总是阻碍导体中原电流的变化.3.自感电动势的方向:自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.即当电流增大时,自感电动势阻碍电流增大;当电流减小时,自感电动势阻碍电流减小.4.自感电动势的大小:Lt∆I E =∆,自感电动势的大小与电流的变化率成正比,其中L 为自感系数.3.自感系数:自感系数也叫自感或电感.自感系数L 由线圈本身的特性决定.L 的大小与线圈的长度、线圈的横截面积等因素有关,线圈越长,单位长度的匝数越多,横截面积越大,自感系数L 越大.另外,若线圈中有铁芯,自感系数L 会大很多.4.自感现象与互感现象的区别和联系区别:1互感现象发生在靠近的两个线圈间,而自感现象发生在一个线圈导体内部; 2通过互感可以把能量在线圈间传递,而自感现象中,能量只能在一个线圈中储存或释放. 联系:二者都是电磁感应现象.通电自感和断电自感的比较例如图9-3-6所示,A 、B 是两个完全相同的灯泡,L 是自感系数较大的线圈,其 直流电阻忽略不计.当电键K 闭合时,下列说法正确的是 比B 先亮,然后A 熄灭比A 先亮,然后B 逐渐变暗,A 逐渐变亮 、B 一齐亮,然后A 熄灭、B 一齐亮.然后A 逐渐变亮.B 的亮度不变 正解电键闭合的瞬间,线圈由于自感产生自感电动势,其作用相当于一个电源,这样对整个回路图9-3-6图9-3-7而言相当于两个电源共同作用在同一个回路中.两个电源各自独立产生电流,实际上等于两个电流的叠加.根据上述原理可在电路中标出两个电源各自独立产生的电流的方向.图9-3-7a、b是两电源独立产生电流的流向图,C图是合并在一起的电流流向图.由图可知在A灯处原电流与感应电流反向,故A灯不能立刻亮起来.在B灯处原电流与感应电流同向,实际电流为两者之和,大于原电流,故B灯比正常发光亮因正常发光时电流就是原电流.随着自感的减弱,感应电流减弱,A灯的实际电流增大,B灯实际电流减少,A灯变亮,B灯变暗,直到自感现象消失,两灯以原电流正常发光,应选B.三、三、涡流1.涡流:当线圈的电流随时间变化时,线圈附近的任何导体中都会产生感应电流,电流在导体内形成闭合回路,很像水的漩涡,把它叫做涡电流,简称涡流.特点:整块金属的电阻很小,涡流往往很大.四.电磁阻尼与电磁驱动1电磁阻尼:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动,这种现象称为电磁阻尼.(2)电磁驱动:磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力,安培力使导体运动,这种作用称为电磁驱动.注意:电磁阻尼与电磁驱动也是一种特殊的电磁感应现象,原理上都可以用楞次定律解释.五、电磁感应中的能量问题1.电磁感应现象中产生感应电流的过程,实质上是能量的转化过程.电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用,因此,要维持感应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功.此过程中,其他形式的能转化为电能.“外力”克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能转化为电能.当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能量.安培力做功的过程,是电能转化为其他形式能的过程.安培力做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.2.解决这类问题的一般步骤:1用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向2画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率的表达式3分析导体机械能的变化,用动能定理或能量守恒关系,得到机械功率的改变所满足的方程。
高中物理之磁感应强度知识点
高中物理之磁感应强度知识点磁性磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质(吸铁性)磁体具有磁性的物质天然磁体、人造磁体磁极磁体上磁性最强的部分叫磁极。
(磁体两端最强中间最弱)种类:水平面自由转动的磁体,指南的磁极叫南极(S),指北的磁极叫北极(N)磁化使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后,铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极,异名磁极相互吸引的结果。
钢和软铁的磁化软铁被磁化后,磁性容易消失,称为软磁材料。
钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料。
所以制造永磁体使用钢,制造电磁铁的铁芯使用软铁。
磁现象(1)两磁铁间有力的作用同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引(2)吸引无磁性的铁片,铁钉。
(3)磁体与通电导线间有力的作用。
[安培力]①奥斯特实验:通电导线的周围存在磁场,称为电流的磁效应。
该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。
该现象说明:通电导线的周围存在磁场,且磁场与电流的方向有关。
②通电螺线管的磁场:通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样。
其两端的极性跟电流方向有关,电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。
(4)电流和电流之间也有相互作用同向电流相吸,异向电流相斥磁场磁体或者电流周围存在一种特殊的物质能够传递磁体与磁体,磁体与通电导体,以及通电导体与通电导体之间的相互作用,这种特殊的物质叫做磁场。
磁场的基本性质磁场对放入其中的磁体产生力的作用。
磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。
方向规定在磁场中的某一点,小磁针北极静止时所指的方向(小磁针北极所受磁力的方向)就是该点磁场的方向。
磁场的产生磁体周围存在磁场电流周围存在磁场磁感应强度描述磁场的强度,用B表示。
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)保持导线长度不变,改变电流,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。
高中物理课件:磁感应强度
磁场中小磁针静
止时N极所指的
方向或N极的受
力方向为该点磁
感应强度的方向
流强度I=2.5A,若它所受的磁场力F=0.05N.
(1)求这个位置的磁感应强度B多大?
F
0.05
B
T 2T
IL 2.5 0.01
(2)若导线中电流强度变为5A,这个位置的磁感应强度B多大?该通
电导线受到的磁场力多大?
B 2T
F ILB 2 5 0.01N 0.1N
作用。
磁感应强度
磁体或电流
实验一:利用小磁针探测磁场
实验一:利用小磁针探测磁场
问题2:小磁针在不同位置的N极指向不同,你能
得到什么结论呢?
一、磁感应强度的方向
物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定
为该点的磁感应强度方向。
问题3:如何确定磁感应强度的大小呢?
通电导线
很小一段通电导线
电流元:IL
Am
归纳总结
(1)磁感应强度方向:物理学中把小磁针静止时N极所指的
方向规定为该点的磁感应强度方向。
F
(2)磁感应强度大小:B
IL
(3)磁感应强度单位:国际单位制,特斯拉,简称特,
符号T。
(4)物理意义:描述磁场强弱和方向的物理量。
例题1:磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,导线长L=1cm,电
复习回顾
磁场:存在于磁体或电流周围的一种特殊物质。
磁体A
通电导体A
产生
作用
磁
场
作用
磁体B
通电导体B
产生
磁场的基本性质:对放入其中的磁体或电流产生力
的作用。
磁感应强度知识点
磁感应强度知识点
在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线,所受的磁场力跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫做通电导线处的磁感应强度。
2.定义式:
3.单位:特斯拉(T),1T=1N/A.m
4.磁感应强度是矢量,其方向就是对应处磁场方向。
5.物理意义:磁感应强度是反映磁场本身力学性质的物理量,与检验通电直导线的电流强度的大小、导线的长短等因素无关。
6.磁感应强度的大小可用磁感线的疏密程度来表示,规定:在垂直于磁场方向的1m2面积上的磁感线条数跟那里的磁感应强度一致。
7.匀强磁场
(1) 磁感应强度的大小和方向处处相等的磁场叫匀强磁场。
(2) 匀强磁场的磁感线是均匀且平行的一组直线。
高中物理磁感应强度知识点总结(二)1.关于磁场,以下说法正确的是()A.电流在磁场中某点不受磁场力作用,则该点的磁感强度一定为零B.磁场中某点的磁感强度,根据公式B=F/I·l,它跟F,I,l都有关
C.磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向
D.磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度,即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量
2.磁场中某点的磁感应强度的方向()
A.放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向
B.放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向。
高二物理电磁感应重点必考知识点
高二物理电磁感应重点必考知识点电磁感应是高中物理中的重要内容之一,也是高考物理必考的知识点。
掌握好电磁感应的理论与应用,对于学生来说至关重要。
本文将介绍高二物理电磁感应的重点必考知识点,帮助同学们更好地应对考试。
一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应理论中最重要的定律之一。
它的形式可以表达为:电磁感应电动势等于导线内磁感应强度的变化率乘以导线的长度。
根据法拉第电磁感应定律,当导体与磁场相对运动时,导体内将产生感应电动势。
二、楞次定律楞次定律是在法拉第电磁感应定律的基础上得出的。
它对于电磁感应现象的解释起到了重要作用。
楞次定律可以表述为:感应电流的方向与产生感应电流的磁场变化方向相反,通过改变磁场方向或导体运动方向可以改变感应电流的方向。
三、感应电流与电动势的关系根据法拉第电磁感应定律,感应电动势与导线的长度和磁感应强度的变化率有关。
因此,我们可以通过改变导线长度、改变磁场强度或改变磁场变化的速率来改变感应电流的大小。
四、电磁感应中的能量转化电磁感应过程中,磁场通过导体内感应电流的产生将自身能量转化为电能。
同样地,由于感应电流在导体内有阻力,导体内电能也会转化为热能,导致电阻发热。
五、感应电磁场的产生在电磁感应过程中,除了产生感应电动势和感应电流外,还会产生感应磁场。
感应磁场的方向可以根据楞次定律来确定,即感应磁场的方向与产生感应电动势的磁场变化方向相反。
六、电磁感应的应用电磁感应有许多重要的应用,如发电机、变压器、感应磁罗盘等。
发电机是将机械能转化为电能的装置,利用了电磁感应的原理。
变压器则利用了电磁感应的电磁感应定律和法拉第电磁感应定律,用于改变电压大小。
感应磁罗盘则利用感应电流产生的磁场与地磁场相互作用,指示出地磁场的方向。
总结:电磁感应是高中物理中的重点知识,掌握好这一部分内容对于备战高考至关重要。
本文介绍了高二物理电磁感应的重点必考知识点,包括法拉第电磁感应定律、楞次定律、感应电流与电动势的关系、能量转化、感应电磁场的产生以及电磁感应的应用。
教科版高中物理必修第三册第三章第2节磁感应强度 磁通量
Sa=Sb,Ba>Bb,Φa> Φb
有什么关系?
Ba=Bc, Sa<Sc,Φa< Φc
Φ与S成正比
Φ与B和S的乘积成正比
a
b
条件:匀强磁场,B⊥S
c
四、磁通量 BS BS sin a
1.定义:在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一块垂直磁 感线方向的面积为S的平面,我们定义BS为通过这个面的
④多匝线圈的磁通量与线圈匝数有关,如果线框有 n 匝,穿过每匝线框的磁通量为 Φ,则穿过整个线框 的磁通量为 nΦ.
Φ总=nΦ
⑤若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向 磁通量为Φ1,反向磁通量为Φ2,则穿过该平面的磁 通量Φ=Φ1-Φ2(表达式中Φ1和Φ2指磁通量的大小).
7.磁通量的变化量(△Φ=Φ2-Φ1) (1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=B·ΔS. (2)当B变化,S不变时,ΔΦ=ΔB·S. (3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1.但此时 ΔΦ≠ΔB·ΔS.
特别提醒: 计算穿过某面的磁通量变化量时,要注意
前、后磁通量的正、负值,如原磁通量Φ1= BS,当平面转过180°后,磁通量Φ2=-BS, 磁通量的变化量ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BS.
五、利用安培力测定磁感应强度 1.实验原理
1.为了使测量过程简单,(1)矩形线框所在的平面要与N极、S极的连线
垂直 ;(2)矩形线框的短边要 全部 放在N,S极之间的区域中.
2.当电路未接通时弹簧测力计的读数为F0,它表示的是 矩形线框的重力 . 3.接通电路开关,调节滑动变阻器的滑片使电流表指针在某一数值I1,此时 弹簧测力计的读数为F1. 4.由此得出磁场对矩形线框位于磁场中的一条边的作用力的大小为
F1-F0
2.单位:_韦__伯__,简称韦,符号_W__b_,1_W__b_=1
高中物理最基础考点考点磁感应强度新人教选修
考点23 磁感应强度磁感应强度(选修3-1第三章:磁场的第二节磁感应强度)★★★○○○○1、磁感应强度(1)物理意义:描述磁场的强弱和方向. (2)大小:ILFB =(通电导线垂直于磁场). (3)单位:特斯拉(T ),1T=1N/Am . 2、磁感应强度的方向(1)物理学规定: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. (2)磁感应强度是矢量,既有大小也有方向,合成时要利用平行四边形法则。
1、定义磁场强度的来由人们发现,当通电导体垂直放置在磁场中时,通电导体的受力大小与通电电流和导体的长度成正比,即F=B ×IL ,式中的B 为比例系数,它只与磁场有关,能够的反映磁场的强弱,所以我们把它的大小叫做磁场强度,即ILFB =。
2、对磁感应强度的理解(1)磁感应强度由磁场本身决定,跟在该位置放入的导体长度L ,电流I 的大小及受到磁场的作用力均无关,与放不放通电导体也无关.不能根据公式B =FIL就说B 与F 成正比,与IL 成反比. (2)由公式B =FIL 计算B 时,通电直导线必须垂直于磁场放入.如果小段通电导线平行放入磁场,其所受安培力F 为零,但不能说该处磁感应强度B 为零.(3)磁感应强度的方向不是通电导线所受磁场作用力的方向,而是与受到的作用力的方向垂直. 3、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物理意义描述磁场的力的性质的物理量描述电场的力的性质的物理量定义式B=FIL,通电导线与B垂直E=Fq大小决定由磁场决定,与试探电流无关由电场决定,与试探电荷无关方向矢量磁感线切线方向,小磁针N极受力方向矢量电场线切线方向,放入该点的正电荷受力方向场的叠加合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和合场强等于各个电场的场强的矢量和单位 1 T=1 N(A·m) 1 V/m=1 N/C有关磁感应强度的下列说法中,正确的是 ( )A. 磁感应强度是用来表示磁场强弱及方向的物理量B. 若有一小段通电导体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. 若有一小段长为L,通以电流为I的导体,在磁场中某处受到的磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定是F ILD. 由定义式B=FIL可知,电流强度I越大,导线L越长,某点的磁感应强度越小【答案】A1、关于磁感应强度,下列说法中正确的是( )A. 磁感应强度只能反映磁场的强弱B. 磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量C. 磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向D. 磁感应强度的方向就是放在该点的小磁针的S极静止时的指向【答案】B2、磁感应强度B 在国际单位制中的单位是特斯拉(符号T),下列单位中与磁感应强度的单位一致的是( )A.N A m ⋅ B. N C s ⋅ C. N C m ⋅ D. NA s⋅【答案】A 【精细解读】由B =F IL 可知,1 T =1NA m⋅ ,选项A 正确. 3、根长20 cm 的通电导线放在磁感应强度为0.4 T 的匀强磁场中,导线与磁场方向垂直,若它受到的安培力为4×10-3N ,则导线中的电流是________ A ,若将导线中的电流减小0.05 A ,则该处的磁感应强度为________ T.【答案】0.05;0.4。
高中物理基础知识及例题(学案) 磁感应强度
第二节磁感应强度[学习目标] 1.理解磁感应强度的概念,知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量.会利用磁感应强度定义式计算其大小.2.知道什么是匀强磁场,知道匀强磁场磁感线的特点.3.理解磁通量的概念,会计算磁通量的大小.一、磁感应强度的方向磁感应强度的方向就是磁场方向,也就是小磁针____极受力的方向,即小磁针静止时______极所指的方向.二、磁感应强度的大小1.定义:当通电导线与磁场________时,通电导线所受磁场的作用力F与电流I和导线长度L的________之比,称为磁感应强度.2.定义式:B=________.3.单位:________,简称______,符号是______,1 T=1 N/(A·m).三、匀强磁场1.磁感应强度大小、方向处处______的磁场.2.磁感线特点:匀强磁场的磁感线是间隔______的平行直线.四、磁通量1.定义:匀强磁场中______________和与磁场方向______的平面面积S的乘积.即Φ=BS. 2.单位:国际单位是______,简称韦,符号是______.3.引申:B=__________,表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量.1.判断下列说法的正误.(1)磁感应强度是矢量,磁感应强度的方向就是磁场的方向.()(2)磁感应强度的方向与小磁针在任何情况下N极受力的方向都相同.()(3)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.()(4)磁感应强度的大小与电流成反比,与其受到的磁场力成正比.()(5)穿过某一面积的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零.()2.在匀强磁场中,一导线垂直于磁场方向放置,导线长度为0.1 m,导线中电流为5 A,若导线受到的磁场力大小为0.28 N,则磁感应强度大小为________T.一、磁感应强度导学探究在利用如图所示装置进行“探究影响通电导线受力的因素”的实验时,我们更换磁性强弱不同的磁体,按实验步骤完成以下实验探究:保持I与L不变,按磁性从弱到强改换磁体,观察悬线摆动的角度变化,发现磁体磁性越强,悬线摆动的角度越大,表示通电导线受的力越__________________,力F与IL的比值越________________,即B越________________,这表示B能反映磁场的______________.知识深化1.磁感应强度的定义式B=EIL也适用于非匀强磁场,这时L应很短,IL称为“电流元”,相当于静电场中的“试探电荷”.2.磁感应强度是反映磁场强弱的物理量,它是用比值定义法定义的物理量,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无关.3.磁感应强度的方向可以有以下几种表述方式:(1)小磁针静止时N极所指的方向,即N极受力的方向.(2)小磁针静止时S极所指的反方向,即S极受力的反方向.(3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向.[深度思考]磁感应强度的定义式B=FIL是否在任何时候都成立,而与导线放置方式无关?例1关于磁感应强度,下列说法中正确的是()A.由B=FIL可知,B与F成正比、与IL成反比B.通电导线放在磁场中的某点,那点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,那点的磁感应强度就为零C.通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场,通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定,其大小和方向是唯一确定的,与是否放入通电导线无关1.在定义式B=FIL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,所受磁场力一般不相同.2.B的大小与F、I、L无关:通电导线受力为零的地方,磁感应强度B的大小不一定为零,可能是由于电流方向与B的方向在一条直线上.例2磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,通过它的电流是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大小;(2)当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大小;二、磁通量导学探究如图所示,一矩形线框从abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中(线框平行于纸面移动,线框与导线相互绝缘),中间是一条电流向上的通电导线,请思考:(1)导线左边的磁场方向向哪?右边呢?(2)在移动过程中,当线框的一半恰好通过导线时,穿过线框的磁感线条数有何特点?知识深化1.磁通量的计算(1)公式:Φ=BS.适用条件:①匀强磁场;②磁感线与平面垂直.(2)若磁感线与平面不垂直,则Φ=BS cos θ.其中S cos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1,如图所示.2.磁通量的正、负(1)磁通量是标量,但有正、负,当磁感线从某一面穿入时,磁通量为正值,则磁感线从此面穿出时磁通量为负值.(2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁通量为Φ1,反向磁通量为Φ2,则穿过该平面的磁通量Φ=Φ1-Φ2.3.磁通量的变化量(1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=B·ΔS.(B、S相互垂直时)(2)当B变化,S不变时,ΔΦ=ΔB·S.(B、S相互垂直时)(3)B和S同时变化,ΔΦ=Φ2-Φ1.4.磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示.若有磁感线沿相反方向穿过同一平面,则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和).例3如图所示,线圈平面与水平方向夹角θ=60°,磁感线竖直向下,线圈平面面积S=0.4 m2,匀强磁场磁感应强度B=0.6 T,则:(1)穿过线圈的磁通量Φ为多少?把线圈以cd为轴顺时针转过120°角,则通过线圈磁通量的变化量为多少?(2)若θ=90°,穿过线圈的磁通量为多少?当θ为多大时,穿过线圈的磁通量最大?针对训练如图所示,正方形线圈abcd位于纸面内,边长为L,匝数为N,过ab中点和cd 中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,匀强磁场的磁感应强度为B,穿过线圈的磁通量为Φ,若线圈绕OO′轴转过60°的过程中,磁通量的变化量为ΔΦ,则Φ和ΔΦ的大小分别为()A.BL 22,BL 24B.NBL 22,NBL 24C .BL 2,BL 22D .NBL 2,NBL 22三、磁感应强度矢量的叠加磁感应强度是矢量,当空间存在几个磁体(或电流)时,每一点的磁场等于各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和.磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则.例4 (2022·广州市高二期末)如图所示,M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点,O 为半圆弧的圆心,∠MOP =60°,在M 、N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O 点的磁感应强度大小为B 1.若将N 处长直导线移至P 处,则O 点的磁感应强度大小为B 2,那么B 2与B 1之比为( )A.3∶1B.3∶2 C .1∶1D .1∶2磁场叠加问题的解决思路1.应用安培定则判断各电流在某点分别产生的磁感应强度的方向(过该点磁感线的切线方向,即与点和导线的连线垂直).2.根据平行四边形定则,利用合成法或正交分解法进行合成,求得合磁感应强度. 例5 (2022·茂名市高二期末)如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B =1 T 的匀强磁场中,以导线为中心,R 为半径的圆周上有a 、b 、c 、d 四个点,已知c 点的实际磁感应强度为0,则下列说法正确的是( )A .直导线中电流方向垂直纸面向里B .a 点的磁感应强度为 2 T ,方向向右C .b 点的磁感应强度为 2 T ,方向斜向下,与原匀强磁场方向成45°角D .d 点的磁感应强度为0第二节 磁感应强度探究重点 提升素养 一、 导学探究 大 大 大 强弱[深度思考] 不是.定义式B =F IL 在导线与磁场垂直时才成立,不垂直时,B =FIL 不成立.例1 D [磁感应强度B =FIL 只是定义式,而不是决定式,磁感应强度B 是由磁场本身决定的,与有无通电导线放入其中无关,故A 、B 错误,D 正确;当通电导线平行于磁场方向放置时,通电导线所受到的磁场力为零,而此处的B ≠0,故C 错误.] 例2 (1)2 T (2)2 T解析 (1)由磁感应强度的定义式得 B =FIL = 5.0×10-22.5×1×10-2T =2 T.(2)磁感应强度B 是由磁场本身决定的,和导线的长度L 、电流I 的大小无关,所以该位置的磁感应强度大小还是2 T. 二、 导学探究(1)导线左边的磁场方向垂直纸面向外,右边的磁场方向垂直纸面向里.(2)当线框的一半恰好通过导线时,穿过线框垂直纸面向外的磁感线条数与垂直纸面向里的磁感线条数相同. 例3 (1)0.12 Wb 0.36 Wb (2)0 0 解析 (1)线圈在垂直磁场方向上的投影面积 S ⊥=S cos 60°=0.4×12m 2=0.2 m 2穿过线圈的磁通量Φ1=BS ⊥=0.6×0.2 Wb =0.12 Wb.线圈以cd 为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直,但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反,故此时通过线圈的磁通量Φ2=-BS =-0.6×0.4 Wb =-0.24 Wb. 故磁通量的变化量ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|-0.24-0.12| Wb =0.36 Wb.(2)当θ=90°时,线圈在垂直磁场方向上的投影面积S ⊥′=0,据Φ=BS ⊥知,此时穿过线圈的磁通量为零.当θ=0时,线圈平面与磁场垂直,此时S ⊥″=S ,穿过线圈的磁通量最大. 针对训练 A [在题图所示位置,穿过线圈的磁通量Φ=BS =BL 22,当线圈绕OO ′轴转过60°时,穿过线圈的磁通量为Φ1=BS cos 60°=BL 24,则此过程中磁通量的变化量大小为ΔΦ=|Φ1-Φ|=|BL 24-BL 22|=BL 24,则Φ和ΔΦ的大小分别为BL 22、BL 24,选项A 正确.]例4 D [根据右手定则可知,导线在M 和N 处时,每根导线在O 点产生的磁感应强度为B 12,方向竖直向下;根据右手定则可知,将N 处长直导线移至P 处时,N 在O 点的场强斜向左上方,与竖直方向的角度为60°,M 在O 点的场强竖直向下,则O 点合磁感应强度大小为 B 2=2×B 12×cos 120°2=B 12,则B 2与B 1之比为1∶2.故选D.]例5 C [由c 点磁感应强度为0可得,电流在c 点产生的磁场的磁感应强度大小B ′=B =1 T ,方向水平向左,由安培定则可知导线中电流方向垂直纸面向外,电流在a 、b 、d 各点产生的磁场方向分别为向右、向下、向上,且磁感应强度大小均为1 T ,故对于a 点,B a =2 T ,对于b 点,B b = 2 T ,方向斜向右下方,与匀强磁场方向成45°角,对于d 点,B d = 2 T ,方向斜向右上方,与匀强磁场方向成45°角,故C 正确,A 、B 、D 错误.]。
高中物理磁场知识点总结
高中物理磁场知识点总结一、磁场的概念1. 磁场定义:磁场是磁体周围存在的特殊形态的物质,它是一种力场。
2. 磁场的描述:磁场的强弱和方向可以通过磁力线来描述。
3. 磁场的来源:永久磁铁、电流、运动电荷等。
二、磁场的基本性质1. 磁场对磁体的作用:磁体在磁场中会受到磁力的作用。
2. 磁场对电流的作用:电流在磁场中会受到安培力的作用。
3. 磁通量:通过某一面积的磁力线的总数,表示磁场的强度和面积的乘积。
三、磁场的测量1. 磁感应强度(B):描述磁场强度的物理量,单位是特斯拉(T)。
2. 磁场强度(H):与磁感应强度有关,但受到介质磁化率的影响。
3. 测量工具:磁力计、霍尔效应传感器等。
四、磁场的计算1. 毕奥-萨伐尔定律:计算由电流产生的磁场的基本定律。
2. 磁场的叠加原理:多个磁场源产生的磁场可以通过矢量叠加得到。
3. 磁矩:描述磁体磁性质的物理量,与磁场的关系。
五、磁场的应用1. 电动机和发电机:利用磁场与电流的相互作用原理。
2. 磁悬浮列车:利用磁场的排斥和吸引力实现悬浮。
3. 磁共振成像(MRI):利用磁场和射频脉冲产生身体内部的图像。
六、磁场的分类1. 恒定磁场:磁场随时间不变。
2. 交变磁场:磁场随时间周期性变化。
3. 非均匀磁场:磁场强度在空间中不均匀分布。
七、磁场的安全与防护1. 磁场对人体的影响:强磁场可能对人体产生影响,需采取防护措施。
2. 磁场对电子设备的影响:强磁场可能干扰电子设备的正常工作。
3. 磁场屏蔽:使用磁性材料来减少外部磁场的影响。
八、磁场的前沿研究1. 超导磁体:利用超导材料产生强磁场。
2. 磁制冷:利用磁性材料的磁热效应进行制冷。
3. 量子磁学:研究量子层面上的磁性现象。
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高中物理磁感应强度的知识点
高中物理磁感应强度的知识点
磁感应强度(magneticfluxdensity),描述磁场强弱和方向的物
理量,是矢量,常用符号B表示,国际通用单位为特斯拉(符号为T)。
磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。
在物理学中磁场
的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强;磁
感应强度越小,表示磁感应越弱。
磁感应强度的定义公式
磁感应强度公式B=F/(IL)
如果是一块磁铁,那么B的大小之和这块磁铁的大小和磁性强弱有关。
如果是电磁铁,那么B与I、匝数及有无铁芯有关。
R的计算公式是R=U/I;可一个导体的电阻R大小并不是由U或者
I来决定的。
而是由其导体自身属性决定的,包括电阻率、长度、
横截面积。
同样,磁感应强度B也不是由F、I、L来决定的,而是
由磁极产生体本身的属性。
如果同学们有时间,可以把静电场中电容的两个公式来对比着复习、巩固下。
B为矢量,方向与磁场方向相同,并不是在该处电流的受力方向,运算时遵循矢量运算法则(左手定则)。
描述磁感应强度的磁感线
在磁场中画一些曲线,用(虚线或实线表示)使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉),这些曲
线叫磁感线。
磁感线是闭合曲线。
规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。
磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极。
磁感线都有哪些性质呢?
⒈磁感线是徦想的,用来对磁场进行直观描述的曲线,它并不是客观存在的。
⒉磁感线是闭合曲线;磁铁的磁感线,外部从N指向S,内部从S 指向N;
⒊磁感线的疏密表示磁感应强度的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
⒋任何两条磁感线都不会相交,也不能相切。
磁感线(不是磁场线)的性质最好与电场线的性质对比来记忆。
磁感应强度B的所有计算式
磁感应强度B=F/IL
磁感应强度B=F/qv
磁感应强度B=ξ/Lv
磁感应强度B=Φ/S
磁感应强度B=E/v
其中,F:洛伦兹力或者安培力
q:电荷量
v:速度
ξ:感应电动势
E:电场强度
Φ:磁通量
S:正对面积
磁通量
磁通量是闭合线圈中磁感应强度B的累积。
⒈定义一:φ=BS,S是与磁场方向垂直的面积,如果平面与磁
场方向不垂直,应把面积投影到与磁场垂直的方向上,求出投影面积;
⒉定义二:表示穿过某一面积磁感线条数;此时,我们认为B代
表的意义是单位面积内的磁感线密度。
当一个面有两个方向的磁感线穿过时,磁通量的计算应算“纯收入”,即ф=ф-ф(ф为正向磁感线条数,ф为反向磁感线条数。
)
高中物理楞次定律的知识点
楞次定律的内容
感应电流产生的磁场,总是在阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化。
楞次定律的核心,也是最需要大家记住的是“阻碍”二字。
在高中物理利用楞次定律解题,我们可以用十二个字来形象记忆:“增反减同,来拒去留,增缩减扩”。
楞次定律(Lenzlaw)是一条电磁学的定律,从电磁感应得出感应
电动势的方向。
其可确定由电磁感应而产生之电动势的方向。
它是
由俄国物理学家海因里希·楞次(HeinrichFriedrichLenz)在1834
年发现的。
楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。
楞次定律还可表述为:感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。
对楞次定律的正确理解与使用分析:
第一,电磁感应楞次定律的核心内容是“阻碍”二字,这恰恰表明楞次定律实质上就是能的`转化和守恒定律在电磁感应现象中的特
殊表达形式;
第二,这里的“阻碍”,并非是阻碍引起感应电流的原磁场,而是阻碍(更确切来描述应该是“减缓”)原磁场磁通量的变化;
第三,正因阻碍是的是“变化”,所以,当原磁场的磁通量增加(或减少)而引起感应电流时,则感应电流的磁场必与原磁场反向(或
同向)而阻碍其磁通量的增加(或减少),概括起来就是,增加则反向,减少则同向。
这就是老师总结的做题应用定律“增反减同”四字要
领的由来。
楞次定律阻碍的表现有哪些方式?
(1)产生一个反变化的磁场。
(2)导致物体运动。
(3)导致围成闭合电路的边框发生形变。
楞次定律的应用步骤
具体应用包括以下四步:
第一,明确引起感应电流的原磁场在被感应的回路上的方向;
第二,搞清原磁场穿过被感应的回路中的磁通量增减情况;
第三,根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向;
第四,运用安培定则判断出感生电流的方向。
楞次定律要灵活运用,有些题可以通过“感应电流的磁场阻碍相对运动”出发来判断。
在一些由于某种相对运动而引起感应电流的电磁感应现象中,如运用楞次定律从“感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场
的磁通量变化”出发来判断感应电流方向,往往会比较困难。
对于这样的问题,在运用楞次定律时,一般可以灵活处理,考虑到原磁场的磁通量变化又是由相对运动而引起的,于是可以从“感应电流的磁场阻碍相对运动”出发来判断。
高中物理的公式E=BLV的详解
公式E=Blv
单独一根导体棒切割磁感线时,产生的电动势大小为E=Blv;这里的Blv三者垂直,如果不垂直,需要将l等效替换,将v投影。
E=Blv与E=△Φ/△t的区别、联系
联系
由公式E=△Φ/△t推导E=Blv的过程。
如图,在某个△t时间内容,导体棒运行的距离为v*△t,磁通量的变化量为△Φ=B*△S=B*l*v*△t,显然E=△Φ/△t=Blv;
也就是说,当△Φ的变化,是由于单根导体棒切割引起的时,E=Blv与E=△Φ/△t是相通的。
区别
E=Blv仅仅使用与单根导体棒切割引起Φ的变化,其他情况(如B变化、面积S是圆周状且半径均匀增大等)只能用E=△Φ/△t。
当没有闭合线圈时,不能用E=△Φ/△t;但可以用E=Blv来求解导体棒上电动势,这种情况是有感应电动势但无感应电流。
下面我们来做一个解释。
没有感应电流可以有感应电动势
很多学生对此有疑问,高中物理网编辑在这里简单做个说明。
虽然不产生感应电流,但可以产生感应电动势。
在咱们高中课本中,电动势的概念最早源于哪里?是恒定电路;不明白的同学去看物理选修3-1第二章内容。
这里提到的感应电动势,也是电动势(的一种),只不过是由感应(电磁感应)产生的而已;本质上不是有电源产生的,而是通过其他能量产生的。
举个例子,感应电动势与电动势,就像是黑猫是猫一样的道理。
因此,我们可以借助于电源的电动势与电流来理解感应电流与感应电动势之间的关系。
物理网编辑给大家做一个简要说明,如下:
有电源,在没有导线连接成电路的情况下,没有电流;此时有电压、没有电流。
同样也可以适用于电磁感应。
由于切割磁感线,进而产生感应电动势(电压),但在没有导线连接成电路的情况下,自然是没有电流的。
大家想一想,是不是这个道理呢?
用公式E=BLv求电动势应注意
利用公式E=BLv求电动势这类习题在中学物理中是常见的,但利用此公式时应注意以下几点。
1.此公式的应用对象是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电动势的计算,一般用于匀强磁场(或导体所在位置的各点的磁感应强度相同)。
2.此公式一般用于导体各部分切割磁感线速度相同的情况,如果导体各部分切割磁感线的速度不同,可取其平均速度求电动势。