高中物理选修3-1 第三章 第2节 磁感应强度学案设计

高中物理选修3-1 第三章第2节磁感应强度学案

课程目标：

一、考点突破：

二、重难点提示：

重点：磁场方向及叠加原理；

难点：磁感应强度概念的理解。

考点精讲：

一、磁感应强度

1. 磁场的基本性质：对放入其中的电流或磁体有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力作用最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。

2. 磁感应强度定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度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。

①意义：表示磁场强弱的物理量，是矢量。

②大小：

F

B

Il

安（定义式，条件是匀强磁场中，或ΔL很小，并且L⊥B）。

③方向：是磁感线的切线方向；是小磁针N极受力方向；是小磁针静止时N极的指向。不是导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向。

④单位：牛/安·米，也叫特斯拉，国际单位制单位符号为T。

｛1T=1N/（A·m）=1kg/（A·s2）｝

⑤矢量性：磁感应强度B是矢量，遵循矢量叠加原理。

磁场的叠加：空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场，则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和；满足矢量运算法则；某处合磁场可以依据问题求解的需要分解为两个分磁场；磁场的分解与合成必须遵循矢量运算法则。

3. 对磁感应强度的理解

（1）定义式可以用来度量磁场中某处磁感应强度，不决定于该处磁场的强弱，磁场中某处磁感应强度的大小由磁场自身性质来决定。

（2）匀强磁场：磁感应强度的大小处处相等，方向都相同的区域。两个较大的异名磁极之间（除边缘外），长直通电螺线管内部（除两端外）都是匀强磁场。匀强磁场的磁感线是平行等距的直线。

二、磁感应强度B与电场强度E的比较

例题1 下列说法中正确的是（）

A. 若电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零

B. 一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零

C. 表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值

D. 表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小

段导线长度和电流乘积的比值

思路分析：电场和磁场有一个明显的区别：电场对放入其中的电荷有力的作用，磁场对通电导线有力的作用的条件是磁场方向不能和电流方向平行，因此A 对，B 错；同理根据电场强度的定义式E ＝F /q 可知C 正确；而同样用比值定义法定义的磁感应强度则应有明确的说明，即B ＝

IL

F

中I 和B 的方向必须垂直，故D 错。 答案：AC

例题2 某同学在赤道附近做“探究通电直导线产生的磁场”实验时，先在水平实验台上放置一枚小磁针，发现小磁针N 极指北，然后他把一直导线沿南北方向置于小磁针正上方，当通入恒定电流时，发现小磁针静止时的N 极指向为北偏西60°，他通过查阅资料得知当地的地磁场磁感应强度为B ，则通电导线产生的磁场在小磁针所在处的磁感应强度和通入的电流方向为（ ）

A. 2B ，由南向北

B. 2B ，由北向南

C.

D.

思路分析：N 极指向为北偏西60°，则电流在小磁针处的磁场方向

向西，大小是B ′＝B •tan60°，由安培定则可知，电流的方向由南向北，故选C 。

答案：C

提分宝典：

【方法提炼】对磁感应强度的理解和把握

（1）固有性：磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量，其值决定于磁场，与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放方向、检验电流受到的磁场力及检验电流是否存在均无关；

（2）矢量性：磁感应强度是矢量，其方向与该处磁场方向相同。但磁感应强度方向并不沿检验电流受力方向。在处理合磁场与分磁场磁感应强度关系时，应遵循矢量运算法则；

（3）应用公式IL

F

B

计算时，式中各量的单位应统一采用国际单位制单位； （4）在利用检验电流测量磁感应强度时，应严格要求将它垂直放入磁场，即测量它在磁场中某处所受的磁场力的最大值。并不是随意测出某种情形下的磁场力值就可以计算磁感应强度，因此测量方式存在局限性。

满分训练：下列说法中正确的是（ ）

A. 电场线和磁感线都是电场和磁场中客观存在的曲线

B. 磁场与电场一样，对放入其中的电荷一定有力的作用

C. 在公式E=

q

F

中，F 与E 的方向不是相同就是相反 D. 由公式B=

IL

F

知，F 越大，通电导线所在处的磁感应强度一定越大 思路分析：A. 电场线和磁感线不是真实存在的线，它是为了形象描述电场和磁场而引入的。故A 错误；

B. 磁场对在磁场中运动的电荷才可能有力的作用，对磁场中的静止电荷没有力的作用；故B 错误；

C. 在公式E=

q

F

中，正电荷受力的方向与电场强度的方向相同，负电荷受力的方向与电场强度的方向相反；F 与E 的方向不是相同就是相反。故C 正确；

D. 在公式B=IL

F

是磁感应强度的定义式，由磁场本身决定，与安培力F 的大小无关。故D 错误。

答案：C