高中物理选修3-1 第三章第33讲 磁场 磁感应强度 磁感线 磁通量

第33讲磁场磁感应强度磁感线磁通量

考情剖析

(注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A 代表容易，B代表中等，C代表难)

知识整合

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基础自测

一、磁场

1．磁体和电流周围、运动电荷周围存在的一种，

叫磁场．

2．磁场的方向：规定在磁场中任一点小磁针

受力方向，就是该点磁场的方向(或者说自由小磁针静止时，__________的指向即为该处磁场的方向)．

3．磁现象的本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由__________的运动产生的．4．安培分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内部存在着微小的分子环流，它使每个物质微粒都能独立地成为一个微小的磁体，安培假说能解释磁化、失磁等磁现象．(分子电流实际上是由核外电子绕核运动形成的)

5．匀强磁场和地磁场

(1)若某个区域里磁感应强度大小处处相等，方向相同，那么该区域的磁场叫匀强磁场，

匀强磁场中的磁感线是平行等距的直线．如通电螺线管内部的磁场，就是匀强磁场．

(2)地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：

①地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，磁感线分布如图所示．

②地磁场B的水平分量(B x)总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量B y，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．

③在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北．

二、磁感应强度

1．磁场的最基本的性质是对放入其中的电流有磁场力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力__________，电流与磁场方向平行时，磁场力为__________．

2．磁感应强度：

定义：磁感应强度是表示的物理量，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，叫做通电导线所在该处的磁感应强度，用B表示，即B＝.

(1)磁感应强度是矢量，其方向是小磁针静止时N极的指向，不是磁场中电流所受磁场力方向．

(2)磁感应强度B是由磁场自身性质决定的，与磁场中是否存在电流及Il乘积大小无关．

(3)在国际单位制中，磁感应强度的单位是T(特)．

1 T＝1N

A·m

(4)物理意义：描述磁场的强弱、和方向．

3．磁场的叠加：空间中如果同时存在两个以上的电流或磁体在某点激发的磁场，该点的磁感应强度B是各电流或磁体在该点激发磁场的磁感应强度的__________，且满足________.

三、磁感线

1．在磁场中画一系列曲线，使曲线上任意点的切线方向都跟该点__________方向一致，这一系列曲线即为磁感线．磁感线的__________表示磁场的强弱．

2．在磁体外部磁感线是从__________极到__________极．在磁体内部磁感线又从__________极回到__________极；因此，磁感线是__________、__________的闭合曲线．

四、磁通量

1．定义：穿过某一面积的磁感线条数．

2．公式：Φ＝________.其中S·sinθ为面积S在垂直于B方向的投影面积S⊥，θ为B与S间的夹角．若B⊥S，则θ＝90°，Φ＝BS；若θ＝0，则Φ＝0.

3．单位：Wb,1 Wb＝1T·m2.

4．标量，但有正负之分．合磁通量Φ＝________.

五、通电直导线和通电线圈周围的磁场方向

1．直线电流的磁场：右手握住直导线，__________方向与电流的方向一致，__________方向就是直线电流在周围空间激发磁场的磁场方向．

2．通电螺旋管的磁场：

右手弯曲__________跟电流方向一致，______________所指方向为通电螺线管内部的磁感线方向．

3．同名磁极相互_________，异名磁极相互_________，磁体之间、磁体与电流之间、电流(或运动电荷)与电流(或运动电荷)之间的相互作用是通过磁场发生的．

重点阐述

重点知识概述

一、对磁感应强度B＝F/Il的理解

磁感应强度由磁场本身决定，就好像电场强度由电场本身决定一样，跟该位置放不放通电导线无关，磁感应强度B的决定式也是其度量式，但用来测量的小段通电直导线必须垂直放入磁场，如果小段通电直导线平行放入磁场，其受安培力为零，但不能说这点磁感应强度为零，这点与试探电荷在电场中不同，而且磁感应强度的方向不是通电导线的受力方向．

二、磁场和电场

难点释疑

1．磁通量

(1)定义式： Φ＝BS ，S 垂直于磁感应强度B 的有效面积，磁通量的单位是Wb.

(2)物理意义： 可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数，磁感应强度也叫磁通密度，即B ＝Φ

S

，理解为垂直穿过单位面积的磁感线条数．

2．对磁通量的理解应注意以下四点：

(1)Φ＝BS 只适用于B 与S 垂直的情况．若B 与S 的方向间的夹角为θ，则Φ＝BS cos θ. (2)S 不一定是某个线圈的真正面积，而是线圈在磁场范围内的面积． (3)磁通量与线圈的匝数无关．

(4)合磁通问题：当计算某个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的磁通量，磁通量的正、负号并不表示磁通量的方向，它的符号仅表示磁感线的贯穿方向．

【典型例题1】 如图所示，a 、b 、c 三个闭合线圈，放在同一平面内，当a 圈中有电流I 通过时，它们的磁通量分别为Φa 、Φb 、Φc ，下列说法中正确的

是()

A．Φa＜Φb＜Φc

B．Φa＞Φb＞Φc

C．Φa＜Φc＜Φb

D．Φa＞Φc＞Φb

温馨提示

切记磁通量是矢量，然后分析三个线圈中所含合磁通量的大小．

记录空间

【变式训练1】矩形线圈abcd有n匝，面积大小为S，放在水平面内，加一个竖直向下的范围较大的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B.

(1)若线圈从图示位置绕ab边转过60°，则穿过线圈的磁通量是多少？

(2)若线圈绕ab边转过180°，则穿过线圈的磁通量是多少？

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