磁与电磁感应

4.1 磁感应强度和磁通

一、教学目标

1、 了解磁场、磁感线的概念。

2、 了解载流体与线圈产生的磁场。

3、 了解磁感应强度、磁通的概念。 二、教学重点、难点分析

重点：

磁感应强度是描述磁场性质的物理量，建立磁感强度的基本概念。 难点：

建立磁感强度的基本概念。

三、教具

条形磁铁；蹄形磁铁；针形磁铁；通电直导线；通电线圈；通电螺线管。 电化教学设备。 四、教学方法

讲授法，演示法，多媒体课件。

五、教学过程

Ⅰ.导入

复习电场，为用类比法建立磁感应强度概念作准备。

提问：电场的基本特性是什么？（对其中的电荷有电场力的作用。） 空间有点电场Q 建立的电场，如在其中的A 点放一个检验电荷q 1，受电场力F 1，如改放电荷q 2，受电场力F 2，则2

2

11q F q F 与有何关系，说明什么？（比值为恒量，反映场的性质，叫电场强度。）

II.新课

一、磁体与磁感线（复习巩固旧知识，扩充学习新知识）

提问一：同学们在初中的学习中都了解到了哪些关于磁体、磁场的知识啊？ 答：略。

归纳明确基本概念：某些物体具有吸引铁、镍、钴等物质的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体。常见的磁体有条形磁铁、马蹄形磁铁和针形磁铁。

磁铁两端的磁性最强，磁性最强的地方叫磁极。分别是南极，用S表示；北

极，用N表示。

1、磁场

提问二：两个磁体相互接近时，它们之间的作用遵循什么规律？

答：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

观察：同名磁极,异名磁极的相互作用.进一步加深感性认识.

提问三：磁体之间的相互作用是怎样发生的？

答：磁体之间的相互作用是同过磁场发生的。

提问四：只有磁铁可以产生磁场吗？

答：电流也可以产生磁场。

明确概念：磁极之间的作用力是通过磁极周围的磁场传递的。在磁力作用的

空间，有一种特殊的物质叫磁场。

学生讨论：电荷之间的相互作用是通过电场；磁体之间的相互作用是通过磁

场。电场和磁场一样都是一种物质。

2、磁感线

设问：电场分布可以用电力线来描述，那么磁场如何描述呢？

观察: 如图1条形磁铁周围小磁针静止时N

极所指的方向是不同的.

说明: 磁场中各点有不同的磁场方向.

设问: 磁场中各点的磁场方向如何判定呢?

将一个小磁针放在磁场中某一点,小磁针静止

时,北极N所指的方向,就是该点的磁场方向.

设问: 如何形象地描写磁场中各点的磁场方

向?

图1 正像电场中可以利用电力线来形象地描写各

点的电场方向一样,在磁场中可以利用磁感线来形象地描写各点的磁场方向.

磁感线:是在磁场中画出一些有方向的曲线,在这些曲线上,每点的曲线方向,亦即

该点的切线方向都有跟该点的磁场方向相同.

磁感线的特性：

（1） 磁场的强弱可用磁感线的疏密表

示，磁感线密的地方磁场强；疏的地方磁场弱。

（2） 在磁铁外部，磁感线从N 极到S

极；在磁铁内部，磁感线从S 极到N 极。磁感线是闭合曲线。

（3） 磁感线不相交。

二、电流的磁效应

通电导体的周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应。 磁场方向决定于电流方向，可以用右手螺旋定则来判断。 1、通电长直导线的磁场方向

右手螺旋法则：右手握住导线并把

拇指伸开，用拇指指向电流方向，那么四指环绕的方向就是磁场方向（磁感线方向），如图3所示。

2、通电螺线管的磁场方向

右手螺旋法则：右手握住螺线管并把拇指伸开，弯曲的四指指向电流方向，拇指所指方向就是磁场北极（N ）的方向，如图4所示。 三、磁感应强度和磁通

观察实验：（如图5所示）

（1） 实验表明通电直导线垂直放置在确定的磁场中受到的磁场力F 跟通过

的电流强度I 和导线长度L 成正比，或者说跟I·L 的乘积成正比。这就是说无论

图2 条形磁铁磁场分布

图3 通电长直导线的磁场方向

图4 通电螺线管的磁场方向

怎样改变电流强度I 和导线长度L ，乘积IL 增大多少倍，则F 也增大多少倍。比值F /IL 是恒量。

（2）如果改变在磁场中的位置，垂直磁场放置的通电导线F /IL 比值又会是新的恒量。

表明：F /IL 反映了磁场的特性。正如电场特性用电场强度来描述一样，磁场特性用一个新的物理量——磁感应强度来描述。

1、磁感应强度

（1）定义：在磁场中垂直于此磁场方向的通电导线，所受到的磁场力F 跟

电流强度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，用B 表示。 （2）计算公式：

IL

F

B

（磁感应强度定义式） （式4-1）

（3）矢量：B 的方向与磁场方向相同，即与小磁针N 极受力方向相同。 （4）单位：特斯拉（T ）。

匀强磁场：如果磁场中各点的磁感应强度B 的大小和方向完全相同，那么这

种磁场叫做匀强磁场。其磁感线平行且等距。 2、磁通（Φ）

在后面的电学学习中，我们要讨论穿过某一个面的磁场情况。我们知道，磁

场的强弱（即磁感应强度）可以用磁感线的疏密来表示。如果一个面积为S 的面垂直一个磁感应强度为B 的匀强磁场放置，则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的。我们把B 与S 的乘积叫做穿过这个面的磁通量。

（1）定义：磁感应强度B 和其垂直的某一截面积S 的乘积，叫做穿过该面积的磁通量，用Φ表示。

图5 通电导线在磁场中受力