磁感应强度(导)学案 (4)
磁感感应强度
3-2 磁感应强度学案学习目标:1.理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。
2.能用磁感应强度的定义式进行有关计算。
重点难点:1.磁感应强度概念的建立2.磁感应强度物理意义要点导学:请阅读教材P83第一个小标题下面的内容,完成以下填空:磁场不仅具有_________,而且也具有_________,为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量——_____________,该物理量为_______量(填矢量或标量)。
一、磁感应强度的方向思考1:如何确定磁场的方向?(提示:能否类比电场方向的确定方法?)方向规定:在磁场中的任意一点小磁针受力的方向,亦即小磁针时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向。
(请完成课堂练习1)二、磁感应强度的大小请阅读教材第二个小标题下面的内容,完成以下思考题和填空:思考2:如何确定磁感应强度的大小?(提示:能否类比确定电场强度大小的方法,即借助检验元)有人提出二种确定磁感应强度大小的方法:方法一:先测得小磁针N极的受力大小,从而确定该点的磁感应强度的强弱。
方法二:先测得通电直导线的受力大小,从而确定该点的磁感应强度的强弱。
你认为那一种方法更合适?1.在探究影响通电导线受力因素的实验中,用到的研究方法是_____________2.磁感应强度:将一小段通电直导线垂直磁场放置时,其受到的磁场力F与电流强度I 成________、与导线的长度L成_________,其中F/IL是与通电导线长度和电流强度都__________的物理量,它反映了该处磁场的___________,定义F/IL为该处的___________.其单位为___________,方向为该点的磁感线的_____________,也是小磁针在该处静止时N极的___________讨论:有人根据B=F/IL提出,磁场中某点磁感应强度B跟通电导线受磁场力F成正比,跟电流强度I和导线长度L的乘积IL成反比,这种说法是否对?说出原因?(提示:类比E=F/q中E和F及q的关系)三、课堂练习:1.下列关于磁感应强度的方向的说法中.正确的是( )A.小磁针N极受磁力的方向就是该处磁感应强度的方向B.仅在磁场力作用下小磁针N极的指向C.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向2.磁感应强度单位是特斯拉,1特斯拉相当于()A、1kg/A·s2B、1kg·m/A·s2C、1kg·m2/s2D、1kg·m2/A·s23.在磁感应强度的定义式B中,有关各物理量间的关系,下列说法中正确的是()A.B由F、I和L决定B.F由B、I和L决定C.I由B、F和L决定D.L由B、F和I决定4.由磁感应强度的定义式B=F/IL可知,磁场某处的磁感应强度的大小()A.随通电导线中的电流I的减小而增大B.随通电导线长度L的减小而增大C.随通电导线受力F的增大而增大D.跟F,I,L的变化无关5.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1cm,它受的磁场力为5×10-2 N ,则这个位置的磁感应强度多大?如果把导线中的电流增大到5A,这一点的磁感应强度多大?该通电导线受到的磁场力多大?。
磁感应强度
3.1 磁现象和磁场学案3. 2 磁感应强度一、学习目标(一)知识与技能1、知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用2、知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的。
3、理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。
4、能用磁感应强度的定义式进行有关计算。
(二)过程与方法利用电场和磁场的类比,培养比较推理能力。
使学生理解和掌握磁感应强度的概念,为学生形成物理概念奠定了坚实的基础。
(三)情感、态度和价值观1、在教学中渗透物质的客观性原理。
2、培养学生探究物理现象的兴趣,提高综合学习能力。
二、重点与难点重点:磁场的物质性和基本性质。
难点:磁感应强度概念的建立三、学习过程(一)磁现象和磁场问题1:什么是磁体、磁性和磁极?问题2:磁体间满足何种作用规律?问题3:电流的磁效应是谁通过一个怎样的实验发现的?该实验的意义是什么?问题4:什么是磁场?磁场的性质是什么?问题5:什么样的物体周围存在磁场?地磁场是怎么分布的?(二)磁感应强度一、磁感应强度的方向[问题情境]把小磁针放到条形磁铁周围不同的位置,小磁针的指向不同,这说明磁场和电场一样,也是具有“方向性”的!怎样确定磁场的方向呢?1.在研究电场的时候,我们研究电场中的检验电荷的受力情况,确定了电场强度这个用来描述电场强弱的物理量.与此类似,为了描述磁场的强弱和方向,我们可以分析什么物体在磁场中的受力呢?2.为什么可以用小磁针的指向来描述磁场的方向[要点提炼]1.物理学中用____________来描述磁场的强弱和方向.2.磁感应强度的方向规定为__________________所指的方向.[问题延伸]磁感应强度是矢量,其叠加遵循________定则.二、磁感应强度的大小[问题情境]巨大的电磁铁能吸引成吨的钢铁,实验室中的小磁铁却只能吸引几枚铁钉,说明磁场有强弱之分.怎样认识和描述磁场的强弱呢?1.什么是电流元?2.影响通电导线受力的因素有哪些?[要点提炼]1.通电导线在磁场中的受力除与导线的长度、电流的大小、磁场的强弱有关外,还与__________有关.2.磁感应强度的定义式:B=________________,单位________,此公式的成立条件是________________________.[问题延伸]在电场中,电场强度的方向与正电荷在该点所受电场力的方向是一致的,但在磁场中,磁感应强度的方向与放在该处的电流元所受磁场力的方向一致吗?例1下列关于磁感应强度的方向的说法中,正确的是()A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B.某处小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向变式训练1 关于磁感应强度的方向和电场强度的方向,下列说法正确的是()A.电场强度的方向与电荷所受电场力的方向相同B.电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同C.磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D.磁感应强度的方向与小磁针在该处的指向相同例2 在磁感应强度B=0.8 T的匀强磁场中,一根与磁场方向垂直放置,长度L=0.2 m 的通电导线中通有I=0.4 A的电流,则导线所受磁场力的大小为______________;若将导线转过90°与磁场方向平行时,磁场的磁感应强度为__________________.变式训练2 在匀强磁场中的P处放一个长度为L=20 cm,通电电流I=0.5 A的直导线,测得它受到的最大磁场力F=1.0 N,其方向竖直向上,现将该通电导线从磁场中撤走,则P处磁感应强度为()A.0 B.10 T,方向沿竖直方向向上C.0.1 T,方向沿竖直方向向上D.10 T,方向肯定不沿竖直方向向上四、巩固练习1.奥斯特实验说明了()A、磁场的存在B、磁场具有方向性C、通电导线周围存在磁场D、磁体间有相互作用2.由磁感应强度定义式B=FIL知,磁场中某处的磁感应强度的大小()A.随着通电导线中电流I的减小而增大B.随着IL乘积的减小而增大C.随着通电导线所受磁场力F的增大而增大D.跟F、I、L无关3.下列说法中正确的是()A.电荷在电场中某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零B.一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一定为零C.把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D.把一小段通电导线放在磁场中某处,它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱4.长10 cm的通电直导线,通以1 A的电流,在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N,则该磁场的磁感应强度为()A.等于4 T B.大于或等于4 TC.小于或等于4 T D.上述说法都错误5.如图1所示,通电导线l垂直放于磁场中,导线长8 m,磁感应强度B的值为2 T,导线所受的力为32 N,求导线中电流的大小.图1五、课后练习1.以下说法中,正确的是()A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B、电流与电流的相互作用是通过电场产生的C、磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D、磁场和电场是同一种物质2.有一束电子流沿x轴正方向高速运动,如图所示,电子流在z轴上的P点处产生的磁场方向是沿()A、y轴正方向B、y轴负方向C、z轴正方向D、z轴负方向3.下列说法中正确的是()A.磁体上磁性最强的部分叫磁极,任何磁体都有两个磁极B.磁体与磁体间的相互作用是通过磁场而发生的,而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的C.地球的周围存在着磁场,地球是一个大磁体,地球的地理两极与地磁两极并不重合,其间有一个交角,这就是磁偏角,磁偏角的数值在地球上不同地方是相同的D.磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量4.下列关于磁场的说法中,正确的是 ( ) A.磁场跟电场一样,是一种物质B.磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场C.指南针指南说明地球周围有磁场D.磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的5.在做“奥斯特实验”时,下列操作中现象最为明显的是()A、沿电流方向放置磁针,使磁针在导线的延长线上B、沿电流方向放置磁针,使磁针在导线的正下方C、电流沿南北方向放置在磁针的正上方D、电流沿东西方向放置在磁针的正上方6.磁感应强度单位是特斯拉,1特斯拉相当于()A、1kg/A·s2B、1kg·m/A·s2C、1kg·m2/s2D、1kg·m2/A·s27.下列说法正确的是()A、磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点,导线受到的磁场力F与该导线的长度L,通过的电流I乘积IL的比值,即为该处磁感应强度的大小。
高中物理磁感应强度教案设计
高中物理磁感应强度教案设计磁感应强度是指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。
接下来是小编为大家整理的高中物理磁感应强度教案设计,希望大家喜欢!高中物理磁感应强度教案设计一一、教材分析《磁感应强度》是人教版选修3-2第三章第2节;电磁学是高中物理的主干知识;而磁场和电场一样都是电磁学的核心内容;磁感应强度是对磁场强弱的定量描述,是学习“磁场对通电导线的作用,磁场对带电粒子的作用”一个重要的基础。
二、学情分析本节课内容对学生来说比较抽象,学生通过日常生活经验对磁场强弱已具有一定的感性认识,且在研究电场时,已经学习确定了一个叫做电场强度的物理量,用来描述电场的强弱。
与此对比类似引出表示磁场强度和方向的物理量。
磁场对磁体和通电导体的作用力要比电场对电荷的作用力复杂些,部分学生还是不能理解到位。
尤其是电流元和磁感应强度的概念,部分学生只是处于知道这个概念,而对为什么引入电流元和如何定义磁感应强度的过程缺乏认识三、教学目标(一)知识与技能1 .理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。
2.能用磁感应强度的定义式进行有关计算。
(二)过程与方法通过观察、类比(与电场强度的定义的类比)使学生理解和掌握磁感应强度的概念,为学生形成物理概念奠定了坚实的基础。
(三)情感态度与价值观通过课堂展示生活实例,增强学生学习的兴趣和好奇心,培养学生探究物理现象的兴趣,提高综合学习能力。
四、重难点分析磁感应强度概念的建立是重点同时也是难点。
通过与电场强度类比,同时以实验演示为基础进行定性的分析推理,说明磁场对电流元的作用力与电流大小及导线长度的关系,引导学生得出磁感应强度的定义,从而突破难点。
五、教学流程六、教学过程(一)导入新课复习上节课内容,用磁铁的不同位置吸一个铁钉,有的地方吸住,有的地方吸不住;然后用一个小方形磁铁靠近后将铁钉“抢”过来,出示条形磁铁附近小磁针的N极方向不同。
总结:通过比较,大家一起总结,不同磁铁的磁性强弱不同,表现为对放入磁场中的磁性物质的作用力不同。
学案 常见磁场磁感应强度
学案常见磁场磁感应强度高考考点:1、磁场、磁感应强度、磁感线Ⅰ2、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ典型例题:例1、关于磁场的方向,下列叙述中不正确的是()A、磁感线上每一点的切线方向B、磁场N极到S极的方向C、小磁针静止时北极所指的方向D、小磁针的北极受力方向例2、在图(a)所示中,分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向或磁感线方向。
请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向。
(a)例3.如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指向右,试判断电源的正负极。
例4、以下有关磁感强度的论述正确的是()A、由FBIL可知,磁感应强度跟通电导线受的磁场力成正比,跟电流和导线长度的乘积成反比B、一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方,所受的磁场力一定为零C、一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处的磁感应强度一定为零D、磁感应强度是与通电导线受到的磁场力、电流和导线长度无关的量例5、如图所示,两个圆环A、B同心放置,且半径,一条形磁铁置于两环的圆心处,且与圆环平面垂直,则A、B两环的磁通量哪个大?巩固题:1、关于磁感线的概念和性质,以下说法中正确的是()A.磁感线上各点的切线方向就是该点的磁场方向B.磁场中任意两条磁感线均不可相交C.铁屑在磁场中分布所形成的曲线就是磁感线D.磁感线总是从磁体的N极出发指向磁体的S极2.、一束带电粒子沿着水平方向,平行地飞过磁针的上方,如图所示,当带电粒子飞过磁针上方的瞬间,磁针S极向里转,这束带电粒子可能是()A.向右飞行的正电荷束B.向左飞行的正电荷束C.向右飞行的负电荷束D.向左飞行的负电荷束3、当接通电源后,小磁针A按图所示方向运动,则()A.小磁针B的N极向纸外转B.小磁针B的N极向纸里转C.小磁针B不转动D.因电流未标出,所以无法判断小磁针B如何转动4、铁环上绕有绝缘的通电导线,电流方向如图所示,则铁环中心O处的磁场方向为()A.向下B.向上C.垂直纸面向里D.垂直纸面向外5、如图所示,电子束沿x轴正方向运动。
高中物理 第3章 第2节 磁感应强度学案(新人教版)选修
高中物理第3章第2节磁感应强度学案(新人教版)选修3、2 《磁感应强度》学案【学习目标】1、理解和掌握磁感应强度的方向、大小和单位。
2、能用磁感应强度的定义式进行有关计算。
【重点难点】磁感应强度概念的建立。
【课前预习】1、磁感应强度的方向:(1)物理学中把小磁针时极所指的方向规定为的方向,简称为磁场的方向。
(2)磁感应强度是量,其方向为该点的方向。
(3)通电导线受力的方向(填“是”或“不是”)磁感应强度的方向2、电流元:在物理学中,把一段通电导线中的电流I 与导线长度L的叫做电流元。
它类似于电场中的,是为了研究磁场而引入的又一个理想化物理模型。
3、探究影响通电导线受力的因素实验:(1)本实验是探究空间某一位置电流元受到的磁场作用力与电流元的关系,因此要把电流元放入磁场中某一点,这就要求电流元要足够的短。
但任何通电导线都是有一定长度的,实验中通电导线处于U形磁铁产生的匀强磁场中,各位置受到磁场的作用是相同的,因此可以用来间接表示空间某一位置的电流元受到的磁场作用力与电流元的关系。
(2)实验中通电导线与磁场方向垂直时,受到的磁场作用也与导线垂直,其的大小可由偏离的摆角来定量测得(课堂往往只作定性演示,比较摆角的大小来定性比较磁场作用力的大小)。
(3)实验结果:如图3-2-1,三块相同的蹄形磁铁,并列放在桌上,直导线所在处的磁场认为是均匀的,由该实验发现磁场作用的大小与通电导线在磁场中的有关外,还与电流的________ 和________ 有关。
但在同一位置________和________的比值却是相同的。
4、磁感应强度的大小:(1)在探究影响通电导线受力因素实验中,对于空间某一位置,当通电导线与磁场方向垂直时,通电导线所受的安培力F跟电流元的比值是(填“相同”或“不同”)的。
这一比值物理学中可以用来表征该位置的(2)定义式:B= 单位:,简称,符号,1T=1。
式中的F、B、I方向关系为:B⊥I,F⊥B,F⊥I,则F垂直于B和I所构成的平面。
磁感应强度学案
②保持磁场、电流强度I不变,研究导线受到的作用力F与导线长度L的关系,发现
③结论:
④把通电导线放入不同的磁场中,我们又会发现什么规律?
(10)通过上面的分析,想必大家已经很清楚了:我们要寻找的表征磁场强弱的物理量就是
(3)实验目的:
(4)需要的器材:
(5)请仔细观察实验装置,分析磁场的方向是哪个方向?通电导线是如何放置的?两者的方向有什么关系?
(6)磁场对通电导线的作用力可能和哪些因素有关呢?采用什么方法研究呢?
(7)在实验如何改变通电导线的长度?
(8)在实验如何改变通电导线中的电流?请在右边方框中画出电路图。
任务二预习导学
问题1:如何描述磁场的强弱和方向呢?(可类比电场来分析)
1.磁场的强弱是用哪个物理量来描述的?
2.磁场也是看不见,摸不着的,那么研究磁场的方法是:
问题2:磁感强度的方向
1.在研究磁感强度的方向时,物理中引入了一个什么物体?
2.如右图,在磁铁周围的不同位置放一些小磁针,发现小磁针静止时,指向各不相同,这表明磁场中不同位置小磁针受力的方向不同,因此磁场具有方向性.物理中磁感强度的方向是如何规定的?
例5:如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否肯定这里没有磁场.
任务四课堂检测
1.下列说法中正确的是()
A.电荷在某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零
B.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处磁感应强度一定为零
C.把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
例3:磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,它的电流强度是2.5 A,导线长1 cm,它受到的安培力为5×10-2N,则这个位置的磁感应强度是多大?如果把通电导线中的电流强度增大到5 A时,这一点的磁感应强度应是多大?如果把通电导线中的电流强度减小为0时,这一点的磁感应强度又是多大?
《用传感器测磁感应强度》学案(粤教版选修3-2)
用传感器测磁感应强度【学习目标】1. 知识与技能(1)学会应用磁传感器测量磁感应强度。
(2)比较直观地从定量的角度验证磁场的大小和分布(即在磁场的不同区域,磁感应强度不相同)。
2. 过程与方法通过是实验操作记录,体会物理实验在物理学发展过程中的作用和影响,进一步了解物理学的研究方法。
3. 情感态度与价值观通过是实验操作和测量,认识到随着传感器技术的发展,能更有效、更方便研究、分析和验证物理现象及其规律,体会追求真理,热爱科学的情感。
【学习重点】应用磁传感器测量磁感应强度【知识要点】霍尔元件设载流子的电荷量为q ,沿电流方向定向运动的平均速率为v ,单位体积内自由移动的载流子数为n ,垂直电流方向导体板的横向宽度为a ,则电流的微观表达式为nqadv I = …… ① 载流子在磁场中受到的洛伦兹力qvB f =载流子在洛伦兹力作用下侧移,两个侧面出现电势差,载流子受到的电场力为a U q F H = 当达到稳定状态时,洛伦兹力与电场力平衡,即=qvB aU q H ……② 由①②式得nqdIB U H =……③ 式中的nq 与导体的材料有关,对于确定的导体,nq 是常数。
令nq k 1=,则上式可写为 dIB k U H =……④ 一个确定的霍尔元件的d 、k 、为定值,再保持I 不变,则U H 的变化就与B 成正比。
这样,霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量。
【典型例题】例1.如图5.4-9所示,厚度为h 、宽为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的均匀磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应。
实验表明,当磁场不太强时电图5.4-9势差U ,电流I 和B 的关系为dIB k U =,式中的比例系数k 称为霍尔系数。
霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧出现多余的正电荷,从而形成横向电场,横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。
磁感应强度
A.如果B=2 T,则F一定为1 N
B.如果F=0,则B也一定为零
C.如果B=4 T,则F有可能为2 N D.当F为最大值时,通电导线一定与B平行
Fmax=BIL=2N
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
自我检测区
学案2 磁感应强度
4.(磁感应强度的大小与计算)一根长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
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
自我检测区
学案2 磁感应强度
1.(磁感应强度的方向)关于磁感应强度的方向和电场强度 的方向,下列说法正确的是BC ( )
A.电场强度的方向与电荷所受电场力的方向相同
B.电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同
C.磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同 D.磁感应强度的方向与通电导线在该处所受磁场力的方向 相同
课堂小结
自我检测
学习探究区
[要点提炼]
学案2 磁感应强度
1.磁感应强度的定义及公式:将电流元 IL 垂直放入磁场,它受到 F 的磁场力 F 与 IL 的比值叫磁感应强度,用公式表示为 B= . IL
2.对磁感应强度的理解
(1)磁感应强度是反映磁场强弱的物理量,它是用比值法定义的物理量,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.
学案2 磁感应强度
答案 把小磁针放入磁场中,小磁针静 止时的指向就显示出该点磁场的方向.
[要点提炼] 1.物理意义:磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量. 2.磁感应强度的方向:磁感应强度的方向就是磁场的方向,即静止时小磁针N 极所指的方向(注意:没有把通电导线受力的方向规定为磁感应强度的方向).
磁感应强度
《磁感应强度》学案授课人:蔡亚红教学目标:1.通过实验、类比和分析,寻找描述磁场强弱和方向的物理量------磁感应强度2.进一步体会通过比值定义物理量的方法。
3.理解磁感应强度的概念;知道其定义,方向、大小、定义式和单位。
重点:磁感应强度概念的基本建立难点:磁感应强度的大小教学流程:(一)复习回顾:1、电场的强弱是用哪个物理量来描述的?2、电场强度是如何定义的?其定义式是什么?(1)研究方法:(2) 定义:(3)定义式:(4)电场强度的方向:(二)新课教学:问题:怎样认识和描述磁场的强弱?知识点一:磁感应强度的方向1、物理学中,用来描述磁场的强弱。
2、磁感应强度的方向(1)放入磁场中的小磁针,在磁场中受力将会。
(2)小磁针静止时,所指方向规定为该点的磁感应强度的方向,简称为。
知识点二:磁感应强度的大小1、电流元:在物理学上把很短一段通电导线中的和的乘积IL叫做电流元。
2、匀强磁场:磁感应强度的和处处相同的磁场。
3、磁感应强度的定义:(1)定义:在磁场中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)公式:(3)矢量:B的方向即磁场方向,即。
(4)单位:。
(三)例题剖析1、1、关于磁感应强度B= F/IL ,下列说法正确的是()A、磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线中电流I的减小而增大B、磁场中的某处的磁感应强度大小随通电导线所受的磁场力F的增大而增大C、通电导线所受的磁场力为零,该处的磁感应强度不一定为零D、放置在磁场中1m长的通电导线,通过1A的电流,受到的安培力为1N,则该处的磁感应强度就是1T2、下列说法正确的是()A、磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点,导线受到的磁场力F与该导线的长度L,通过的电流I乘积IL的比值,即为该处磁感应强度的大小。
B、通电导线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、磁感应强度B= F/IL只是定义式,它的大小取决于场源以及磁场中的位置,与I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D、通电导线所受磁场力的大小与磁感应强度的大小无关3.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,它的电流强度是2.5 A,导线长1 cm,它受到的安培力为5×10-2 N,则这个位置的磁感应强度是多大?4.接上题,如果把通电导线中的电流强度增大到5 A时,这一点的磁感应强度应是多大?该通电导线受到的安培力是多大?(四)课堂小结(五)学后反思:。
磁感应强度导学案-高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
设计人:高中物理演员第 1 页 共 3 页13.2.1磁感应强度班级 姓名 小组 .【学习目标】1.学生通过阅读课本明确磁感应强度的物理意义及磁场方向的描述方法;2.通过阅读课本,能说出磁感应强度的定义、定义式、适用条件、单位、标矢性;3.能够计算磁感应强度的叠加。
【重点难点】重难点:磁感应强度的大小、方向【导学流程】一、磁场方向的四种表述:(1)小磁针静止时N 极所指的方向(2)小磁针N 极的受力方向(3)磁感应强度的方向(4)磁感线的切线方向二、磁感应强度(矢量) 1.定义:B= (比值定义式),L 指2.单位:特斯拉,简称:特;符号:T ,1T= 。
3.适用条件:适用于 ,4.物理意义:磁感应强度是描述磁场 和 的物理量;反应磁场本身性质,大小取决与磁场本身。
磁感应强度叠加运算满足平行四边形定则。
三、匀强磁场:磁感应强度的大小相等、方向处处相同的磁场。
例如:距离很近的两个异名磁极之间的磁场(除边缘部分外)、通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)、相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时,其中间区域的磁场。
匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线。
思考:一根长为0.1m 的电流为1A 的通电导线,在磁场中某处受到的安培力大小为0.4N ,则该处的磁感应强度一定为4T 吗?应用1:(多选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置,如图所示,已知电流元的电流I、长度L和受力F,则可以用FIL表示磁感应强度B的是()应用2:在匀强磁场中某处P放一个长度为L=20 cm,通电电流I=0.5 A的直导线,测得它受到的最大磁场力F=1.0 N,其方向竖直向上,现将该通电导线从磁场撤走,则P 处磁感应强度为()A.零B.10 T,方向竖直向上C.0.1 T,方向竖直向下D.10 T,方向肯定不沿竖直向上的方向应用3: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.3B,由南向北D.3B,由北向南应用4:如图所示,直角三角形ABC中∠A=60°,AD=DC,置于B、C两点垂直纸面的直导线中通有大小相等、方向向里的恒定电流,D点的磁感应强度大小为B0。
磁感应强度教学设计
《磁感应强度》教学设计教学目标1、知识与技能(1)理解磁感应强度的定义,知道其大小、方向、定义式和单位。
(2)会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
2、过程与方法(1)通过类比,实验和分析,寻找描述磁场强弱的物理量——磁感应强度。
(2)进一步体会通过比值法定义物理量的方法。
(3)进一步在实验中体会控制变量法。
3、情感态度与价值观(1)关注物理与生活相互联系,在生活中的实际应用。
(2)发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦教学重难点1、教学重点:(1)理解磁感应强度的定义(2)应用磁感应强度的定义式进行有关计算2、教学难点:(1)磁感应强度概念的建立(2)探究影响通电导线在磁场中受力的因素教学过程环节一、引入新课,提出磁感应强度概念引导学生思考以下问题:提问:生活当中的磁现象让我们认识磁场有强弱和方向,我们如何来进行描述呢?在研究电场的时候我们是如何描述的呢?回答:我们研究电场中的检验电荷的受力情况,确定了一个叫做电场强度的物理量,用来描述电场的强弱。
研究磁场的强弱和方向我们引入一个新的物理量——磁感应强度环节二、实验探究,磁感应强度的方向把很多可以转动的小磁针,放入磁场中让同学们观察,小磁针静止时,它的指向也就确定了。
物理学中把小磁针N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向。
环节三、实验探究,影响通电导线受力的因素巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁,实验室中的小磁铁却只能吸起几枚铁钉提问:1、磁场有强弱之分,如何来描述磁场的强弱呢?2、磁感应强度的大小能否从小磁针受力情况来研究,为什么?回答:不行,因为小磁针N极不能单独存在,至少到目前还没有单N 极,单S极,所有不可能测定N极受力的大小。
那怎么办呢?让学生继续思考,转换思维那么只能从电流在磁场中受力的角度试着去探究提问:2、能不能用一段通电导线来检验磁场的强弱呢?定性分析实验设计一:把学生分成四人一小组,探究影响通电导线受力的因素。
3.2《磁感应强度》学案[工作范文]
3.2《磁感应强度》学案选修3.2磁感应强度课前预习学案一、预习目标理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉。
会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
会用公式F=BIL解答有关问题。
二、预习内容电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的与检验电荷的比值来定义的,其定义式为E= Fq。
规定受的电场力方向为电场方向。
.磁场的方向。
规定在磁场中的任意一点小磁针受力的方向亦即小磁针时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向..磁场对电流的作用力通常称为。
如图1,三块相同的蹄形磁铁,并列放在桌上,直导线所在处的磁场认为是均匀的,则决定安培力大小的因素⑴与导线在磁场中的放置方向有关⑵与电流的有关⑶与通电导线在磁场中的有关.磁场强弱——磁感应强度在磁场中于磁场方向的通电导线,所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫。
公式B= FIL在国际单位制中,磁感应强度的单位是,简称特,国际符号是T o 1T= 1NA?磁感应强度是,把某点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向。
磁感应强度B是表示磁场和方向的物理量三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。
通过演示实验,分析总结,获取知识。
二、学习过程磁感应强度方向在磁场中,我们利用小磁针来规定磁场的方向,规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.磁感应强度是矢量,把某点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向。
例1.磁场中任一点的磁场方向,规定为小磁针在磁场中A.受磁场力的方向B.北极受磁场力的方向c .南极受磁场力的方向D.受磁场力作用转动的方向解答:磁场中任一点的磁场方向,规定为小磁针在磁场中北极受磁场力的方向,故B对。
.磁感应强度大小的定义----- 比值定义法在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力F 跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。
第2节《磁感应强度》学案
第2节《磁感应强度》学案基础知识自主梳理1.磁感应强度方向:规定为小磁针静止时的指向为此处的磁场方向。
2.在国际单位制中,磁感应强度的单位是,简称,符号是,1T=1 .3.磁感应强度(1)物理意义:(2)方向:小磁针静止时极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,简称为磁场方向.(3)定义式:B=;条件:导线与磁场方向垂直。
(4)单位:,简称特(T)(5)B是矢量,其方向就是磁场方向,即小磁针静止时N极所指的方向。
(6)磁场的基本性质是。
第二组,巩固练习1.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一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一定为零C磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关D.把一小段通电导线放在磁场中某处, , 该处就有磁感应强度. 把一小段通电导线拿走该处就没有磁感应强度2.下列关于磁感应强度的方向的说法中.正确的是( ) A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B.小磁针N极受磁力的方向就是该处磁感应强度的方向C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向3.在磁感应强度的定义式B中,有关各物理量间的关系,下列说法中正确的是()A.B由F、I和L决定B.F由B、I和L决定C.I由B、F和L决定D.L由B、F和I决定4.在同一水平面内的两导轨互相平行,相距2m,置于磁感应强度大小为1.2T,方向竖直向上的匀强磁场中,一质量为3.6kg的铜棒垂直放在导轨上,当棒中的电流为5A时,棒沿导轨做匀速直线运动,则当棒中的电流为8A时,棒的加速度大小为多少1。
磁感应强度教学设计
磁感应强度教学设计培养学生探究物理现象的兴趣,提高综合学习能力。
下面是小编精心收集的磁感应强度教学设计,希望能对你有所帮助。
篇一:磁感应强度教学设计一、教材分析磁感应强度是本章的重点内容,所以学好本节内容十分重要,首先要告诉学生一定要高度重视本节课内容的学习。
二、教学目标(一)知识与技能1、理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉。
2、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
3、会用公式F=BIL解答有关问题。
(二)过程与方法1、知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。
2、通过演示实验,分析总结,获取知识。
(三)情感、态度与价值观学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。
三、教学重点难点四、学情分析学生通过日常生活经验对磁场强弱已具有一定的感性认识,且在研究电场时,已经学习确定了一个叫做电场强度的物理量,用来描述电场的强弱。
与此对比类似引出表示磁场强度和方向的物理量。
五、教学方法实验分析、讲授法六、课前准备1、学生的准备:认真预习课本及学案内容2、教师的准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案七、课时安排1课时八、教学过程(一)用投影片出示本节学习目标.(二)复习提问、引入新课磁场不仅具有方向,而且也具有强弱,为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量.怎样的物理量能够起到这样的作用呢?紧接着教师提问以下问题.1.用哪个物理量来描述电场的强弱和方向?[学生答]用电场强度来描述电场的强弱和方向.2.电场强度是如何定义的?其定义式是什么?[学生答]电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的,其定义式为E=F. q 过渡语:今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度.(三)新课讲解-----第二节、磁感应强度1.磁感应强度的方向【演示】让小磁针处于条形磁铁产生的磁场和竖直方向通电导线产生的磁场中的各个点时,小磁针的N极所指的方向不同,来认识磁场具有方向性,明确磁感应强度的方向的规定。
§3.2 磁感应强度 学案
河北师范大学附属民族学院高中部理综组§3.2 磁感应强度同步导学案【学习目标】1.知道磁场的强弱用磁感应强度表示.2.掌握磁感应强度方向的规定,理解磁感应强度大小的表达式,理解磁感应强度的概念.3.能够利用公式计算磁感应强度的大小.【自主学习】1.磁场的方向。
规定在磁场中的任意一点小磁针受力的方向亦即小磁针时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.2.磁场对电流的作用力通常称为。
如图1,三块相同的蹄形磁铁,并列放在桌上,直导线所在处的磁场认为是均匀的,则决定安培力大小的因素⑴与导线在磁场中的放置方向有关⑵与电流的有关⑶与通电导线在磁场中的有关3.磁场强弱——磁感应强度在磁场中于磁场方向的通电导线,所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫。
公式在国际单位制中,磁感应强度的单位是,简称特,国际符号是T。
1T=磁感应强度是,把某点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向。
磁感应强度B是表示磁场和方向的物理量【知识探究】1.探究影响通电导线受力的因素【问题】如何研究磁感应强度的大小?【提示】类比电场强度E=F/q.【实际思路】研究通电导线在磁场中受力当导体的方向与磁感应强度方向垂直时:(1)增大电流I时,导线摆动的角度,反之;(2)当电流不变时,增大在磁场中的导线长度L时,导线摆动的角度,反之。
2.磁场对通电导线作用的大小(1)内容:通电导线与磁场方向时,它受力的大小既与导线的成正比,又与导线中的成正比,即与成正比。
(2)公式:3.磁感应强度B公式:,单位:,符号:方向:磁感应强度的方向就是磁场的方向,即。
【当堂训练】例1.如图1所示.放在条形磁铁磁场中的软铁棒被磁化后的极性是 ( ) A.C棒未被磁化B.A棒左端为S极C.B棒左端为N极D.C棒左端为S极例2.某同学做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线的下方,当通电后发现小磁针不动,稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动,由此可知,通电直导线产生的磁场方向是()A.自东向西 B.自南向北C.自西向东 D.自北向南例3.地球是个大磁场.在地球上,指南针能指南北是因为受到的作用。
高中物理《磁感应强度》教案
高中物理《磁感应强度》教案一、教学目标1.知识与技能:o理解磁感应强度的概念,掌握其定义式和单位。
o知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。
o学会用磁感线描述磁场的分布。
2.过程与方法:o通过实验观察和数据分析,让学生感受磁场的存在和磁感应强度的意义。
o引导学生通过类比电场强度,理解磁感应强度的定义和性质。
3.情感态度与价值观:o激发学生对磁场和磁感应强度的兴趣,培养学生的探索精神。
o通过小组合作和讨论,培养学生的团队协作和沟通能力。
二、教学重点与难点1.教学重点:磁感应强度的概念、定义式和单位。
2.教学难点:磁感应强度的空间分布和方向的理解。
三、教学准备1.实验器材:蹄形磁铁、导线、电流表、砝码等。
2.多媒体课件:包含磁感应强度的定义、实验演示、例题解析等。
四、教学过程1.导入新课o回顾磁场的概念和性质,引出磁感应强度的概念。
o提问学生:“我们如何定量描述磁场的强弱和方向呢?”引出本节课的主题。
2.新课内容讲解o磁感应强度的定义:通过类比电场强度的定义,引入磁感应强度的定义。
强调磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,其大小与放入磁场中的电流元所受磁场力成正比,与电流元长度和电流强度成反比。
o定义式与单位:给出磁感应强度的定义式B=F/IL,并解释其中各量的含义。
介绍磁感应强度的单位——特斯拉(T),并说明1T的物理意义。
o磁感线的引入:为了直观地描述磁场的分布,引入磁感线的概念。
通过展示磁感线的分布图,让学生感受磁场的分布特点。
3.实验探究o设计实验:利用蹄形磁铁、导线、电流表等器材,通过实验观察和测量,探究磁场中不同位置的磁感应强度大小和方向。
o实验操作:将导线悬挂在蹄形磁铁的不同位置,通入相同大小的电流,观察并记录电流表读数。
分析数据,得出磁感应强度的大小和分布情况。
4.课堂练习与讨论o出示相关练习题,让学生根据磁感应强度的定义式和单位进行计算和判断。
o讨论磁感应强度在实际应用中的作用,如电机、发电机和磁共振成像等。
磁感应强度教案(集合7篇)
磁感应强度教案(集合7篇)磁感应强度教案第1篇★新课标要求(一)知识与技能1、理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉。
2、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
3、会用公式F=BIL解答有关问题。
(二)过程与方法1、使学生知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。
2、通过演示实验,分析总结,获取知识。
(三)情感、态度与价值观使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。
★教学重点磁感应强度的物理意义★教学难点磁感应强度概念的建立。
★教学方法实验分析法、讲授法★教学用具:磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、一体机★教学过程【问题导学,合作探究】(一)引入新课教师:磁场不仅具有方向,而且也具有强弱,为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量。
怎样的物理量能够起到这样的作用呢?紧接着教师提问以下问题。
(1)用哪个物理量来描述电场的强弱和方向?[学生答]用电场强度来描述电场的强弱和方向。
2、电场强度是如何定义的?其定义式是什么?[学生答]电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的,其定义式为E= 。
过渡语:今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度。
(二)进行新课1、磁感应强度的方向教师:电场和磁场都是客观存在的。
电场有强弱和方向,磁场也有强弱和方向。
大家想一下,电场强度的方向是如何规定的?对研究磁感应强度的方向你有何启发?学生:规定正电荷所受电场力的方向为该点的电场强度的方向。
场强的方向是从电荷受力的角度规定的。
小磁针放入磁场中会受到磁场力的作用,因此,磁场的方向可以从小磁针受力的角度规定。
教师指出:在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,亦即磁感应强度的方向。
教师:磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?学生讨论:不能。
因为小磁针不会单独存在一个磁极,小磁针静止时,两个磁极所受合力为零,因此无法从小磁针受力的角度确定磁场的强弱。
物理磁感应强度教案
物理磁感应强度教案一、教学目标1. 让学生了解磁感应强度的概念,知道它是描述磁场强弱和方向的物理量。
2. 让学生掌握磁感应强度的定义方法,即放入磁场中的电流元所受磁场力与电流元的比值。
3. 让学生了解磁感应强度的大小和方向,以及如何用物理量表示磁场。
4. 培养学生运用磁感应强度解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 磁感应强度的概念介绍磁感应强度的定义,解释它是描述磁场强弱和方向的物理量。
2. 磁感应强度的定义方法讲解磁感应强度的定义方法,即放入磁场中的电流元所受磁场力与电流元的比值。
3. 磁感应强度的大小和方向介绍磁感应强度的大小和方向,以及如何用物理量表示磁场。
4. 磁感应强度的单位讲解磁感应强度的单位,即特斯拉(T)。
5. 磁感应强度与磁场力的关系解释磁感应强度与磁场力之间的关系,引导学生理解磁感应强度在描述磁场中的作用。
三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)磁感应强度的概念及其物理意义;(2)磁感应强度的定义方法;(3)磁感应强度的大小和方向;(4)磁感应强度与磁场力的关系。
2. 教学难点:(1)磁感应强度的定义方法的理解;(2)磁感应强度的大小和方向的判断;(3)磁感应强度与磁场力的关系的理解。
四、教学方法1. 采用问题导入法,引导学生思考磁场的强弱和方向如何描述。
2. 运用讲解法,讲解磁感应强度的概念、定义方法、大小和方向等知识点。
3. 利用实例分析法,分析磁感应强度在实际中的应用,加深学生对知识点的理解。
4. 进行课堂互动,引导学生提问和讨论,提高学生的参与度和积极性。
五、教学过程1. 引入:提问:如何描述磁场的强弱和方向?2. 讲解:(1)介绍磁感应强度的概念;(2)讲解磁感应强度的定义方法;(3)讲解磁感应强度的大小和方向;(4)讲解磁感应强度与磁场力的关系。
3. 实例分析:分析磁感应强度在实际中的应用,如电磁铁、电机等。
4. 课堂互动:引导学生提问和讨论,解答学生的疑问。
5. 总结:总结本节课的主要知识点,强调磁感应强度在描述磁场中的重要性。
磁感应强度(导)学案 (1)
2磁感应强度知识内容磁感应强度考试要求必考加试c c课时要求1.了解磁感应强度的概念,知道磁感应强度方向的规定、定义式和单位,进一步理解比值定义法.2.了解影响通电导线受力的因素.3.知道公式F=ILB或B=FIL的适用范围,并会用来进行简单的计算.一、磁感应强度的方向1.磁感应强度描述磁场的强弱和方向的物理量,用符号“B”表示.2.磁感应强度的方向小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,简称磁场的方向.二、磁感应强度的大小1.电流元:在物理学中,把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元.2.磁感应强度:将电流元IL垂直放入磁场,它受到的磁场力F与IL的比值叫磁感应强度.(1)定义式B=FIL.(2)磁感应强度的单位:在国际单位制中的单位是特斯拉,简称特,符号是T.1 T=1N A·m.[即学即用]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)磁感应强度的方向与小磁针静止时N极的指向一定相同.(√)(4)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.(×)(5)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.(×)(6)磁感应强度的大小等于通电导线受到的磁场力的大小F与电流I和导线长度L的乘积的比值.(×)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,若导线受力为0.28 N,则磁感应强度大小为________T.答案0.56一、磁感应强度的方向[导学探究]在电场中用电场强度描述电场的强弱和方向,在磁场中用什么物理量描述磁场的强弱和方向?该物理量的方向是如何规定的?答案用磁感应强度描述磁场的强弱和方向,物理学规定小磁针静止时N极所指的方向为磁感应强度的方向.[知识深化]1.磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同,与S极受力方向相反,但绝非电流的受力方向.2.磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的,和小磁针、电流的存在与否无关.例1关于磁感应强度的方向,下面说法正确的是()A.放置在磁场中某点小磁针静止时N极所指方向就是该点磁感应强度的方向B.磁场中某点磁感应强度的方向就是小磁针在该点的受力方向C.磁场中某点磁感应强度的方向由放置在该点的小磁针静止时N极所指方向决定D.若把放置在磁场中的小磁针移走,则该点的磁感应强度方向就会发生变化答案 A解析根据磁感应强度方向的规定,小磁针静止时N极所指方向就是该点磁感应强度的方向,A正确;小磁针在磁场中N极与S极受力方向相反,而某点磁感应强度的方向是确定的,B 错误;磁场中某点磁感应强度的方向由磁场本身决定,与小磁针无关,C、D错误.二、磁感应强度的大小[导学探究]如图1所示,三块相同的蹄形磁铁并列放置,可以认为磁极间的磁场是均匀的,将一根直导线悬挂在磁铁的两极间,有电流通过时导线将摆动一个角度,通过摆动角度的大小可以比较磁场力的大小,分别接通“2、3”或“1、4”可以改变导线通电部分的长度,电流由外部电路控制.图1(1)接通1、4(保持导线通电长度不变),当电流增大时,悬线的偏角如何变化?说明什么? (2)保持电流不变,分别接通1、4或2、3,悬线的偏角如何变化?说明什么? (3)通电导线受力与哪些因素有关?答案 (1)电流越大,悬线偏角越大,说明导线受力越大.(2)从接1、4改为接2、3,悬线偏角减小,说明通电导线越长,导线受力越大. (3)通电导线受力与导线长度、电流、导线在磁场中的放置方式有关. [知识深化] 对磁感应强度定义式的理解1.在定义式B =FIL 中,通电导线必须垂直于磁场方向放置,因为沿不同方向放置导线时,同一导线受到的磁场力不相等.2.磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场,这时L 应很短很短,IL 称为“电流元”,相当于静电场中电场强度公式E =Fq中的“试探电荷”.3.磁感应强度B 是用比值法定义的物理量,其大小只取决于磁场本身的性质,与F 、I 、L 无关,与磁场中有没有通电导线无关.特别提醒:磁感应强度的方向是该处磁场方向,但不是该处电流元受力F 的方向.磁场方向与电流元受力方向垂直(第四节左手定则).例2 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,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)如果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; (3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,此处一定没有磁场吗? 答案 (1)2 T (2)2 T (3)不一定 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 是由磁场自身决定的,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还是2 T.(3)不一定.如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,则有两种可能:①该处没有磁场;②该处有磁场,但通电导线与磁场方向平行.例3 有一小段通电导线,长为1 cm ,导线中电流为5 A ,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1 N ,则该点的磁感应强度B 一定是( )A.B=2 T B.B≤2 TC.B≥2 T D.以上情况都有可能答案 C解析磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流.如果通电导线是垂直磁场方向放置的,此时所受磁场力最大F=0.1 N,则该点的磁感应强度B=FIL=0.15×0.01T=2 T.如果通电导线不是垂直磁场方向放置的,则受到的磁场力小于垂直放置时的受力,垂直放置时受力将大于0.1 N,由定义式可知,B将大于2 T.选项C正确.针对训练下列有关磁感应强度的说法中,正确的是()A.磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量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FILD.由定义式B=FIL可知,电流I越大,导线L越长,某点的磁感应强度就越小答案 A解析引入磁感应强度的目的就是用来描述磁场强弱和方向的,因此选项A正确;磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量,且B=FIL中的B、F、L相互垂直,所以选项B、C、D错误.三、磁感应强度B与电场强度E的比较例4(多选)下列说法中正确的是()A.电荷在电场中某处不受电场力的作用,则该处的电场强度一定为零B.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处磁感应强度一定为零C.把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D.把一小段通电导线放在磁场中某处,它所受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱答案AC解析在定义电场强度和磁感应强度时,都是在场中放一个小物体,能使场对它有力的作用.在电场中放入的是试探电荷,电场强度E用E=Fq来定义,但E与F、q无关,由E=Fq可得F=qE,故F=0时,E=0,A、C正确;而在磁场中放入的一小段通电导线在磁场中的受力大小与导线的放置方向有关,平行于磁场方向放置时,磁场力F=0,垂直于磁场方向放置时,磁场力F最大.在定义式B=FIL中,通电导线必须垂直磁场方向放置,因此,B、D错误.1.(磁感应强度的方向)(多选)下列关于磁感应强度方向的说法中,正确的是()A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B.小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向答案BD2.(磁感应强度的定义式)根据磁感应强度的定义式B=FIL,下列说法中正确的是() A.在磁场中某确定位置,B与F成正比,与I、L的乘积成反比B.一小段通电直导线在空间某处受磁场力F=0,那么该处的B一定为零C.磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同D.一小段通电直导线放在B为零的位置,那么它受到的磁场力F也一定为零答案 D解析通电导体受磁场力与电荷受电场力不同,磁场力的大小与导体放置的方向有关,导体与磁场方向垂直时磁场力最大,导体与磁场方向平行时磁场力为零.3.(磁感应强度与电场强度的比较)(多选)在匀强磁场中,垂直于磁场方向放置一根长度为20 cm、电流为1 A的直导线,导线受到的安培力大小为0.2 N.则()A.匀强磁场的磁感应强度大小为1 TB.匀强磁场的磁感应强度大小为0.01 TC.将通电导线从磁场中撤走,磁感应强度大小仍为1 T D.将通电导线从磁场中撤走,磁感应强度大小变为0 答案AC解析匀强磁场的磁感应强度大小为B=FIL=0.21×0.2T=1 T,磁感应强度是磁场本身的性质,将通电导线从磁场中撤走,磁感应强度大小不变,故A、C正确,B、D错误.4.(磁感应强度的大小与导线受力)现有一段长L=0.2 m、通有电流I=2.5 A的直导线,则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的情况,下列说法正确的是()A.如果B=2 T,则F一定为1 NB.如果F=0,则B也一定为零C.如果B=4 T,则F有可能为2 ND.当F为最大值时,通电导线一定与B平行答案 C解析当导线与磁场方向垂直时,所受磁场力F最大,F=BIL,当导线与磁场方向平行时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度时,0<F<BIL,故选项A、D错误,C正确;磁感应强度是磁场本身的性质,与力F无关,选项B错误.一、选择题考点一磁感应强度的方向1.(多选)关于磁感应强度,下列说法正确的是()A.根据定义,磁场中某点的磁感应强度B的方向与导线放置的方向有关B.B是矢量,方向与F的方向一致C.B是矢量,方向与小磁针在该点静止时S极所指的方向相反D.在确定的磁场中,某点的磁感应强度方向与该点是否放小磁针无关答案CD2.(多选)下列关于磁感应强度方向的说法中正确的是()A.磁场中某点的磁感应强度的方向规定为小磁针静止时N极所指的方向B.磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针S极在此处的受力方向一致C.磁场中某点的磁感应强度的方向由试探电流元在此处的受力方向决定D.磁感应强度的方向由磁场本身决定,与是否在磁场中放入通电导线无关答案AD解析小磁针在磁场中静止时,N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,A正确,B错误;磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定,与此处是否有小磁针或通电导线无关,C错误,D正确.考点二 对磁感应强度定义式B =FIL 的理解3.(多选)下列说法中正确的是( )A .磁场中某点的磁感应强度可以这样测定:测出一小段通电导线受到的磁场力F ,与该导线的长度L 、以及通过的电流I ,根据B =FIL可算出该点的BB .磁感应强度B =FIL 只是定义式,它的大小取决于场源以及磁场中的位置,与F 、I 、L 以及通电导线在磁场中的方向无关C .由B =FIL 知,通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零D .由E =Fq 知,电荷在某处不受电场力作用,此处电场强度一定为零答案 BD4.一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置,如图所示,已知电流元的电流I 、长度L 和受力F ,则不能用FIL表示磁感应强度B 的是( )答案 A考点三 磁感应强度的大小5.先后在磁场中A 、B 两点引入长度相等的短直导线,导线与磁场方向垂直.如图1所示,图中a 、b 两图线分别表示在磁场中A 、B 两点导线所受的力F 与通过导线的电流I 的关系.下列说法中正确的是( )图1A .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答案 B解析导线受到的磁场力F=BIL.对于题图给出的F-I图线,直线的斜率=BL,由题图可知a>b,又因A、B两处导线的长度L相同,故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度,故选B.6.在匀强磁场中某处P放一长度为0.2 m、通电电流为0.5 A的直导线,测得它受到的最大磁场力为1.0 N,其方向竖直向上,现将通电导线从磁场撤走,则P处的磁感应强度为() A.零B.10 T,方向竖直向上C.0.1 T,方向竖直向下D.10 T,方向肯定不沿竖直方向答案 D7.有一段长l=0.5 m的导线放在匀强磁场中,当通过的电流I=4 A时,受到磁场力大小为4 N,则该磁场的磁感应强度大小可能是()A.2 T B.1.5 T C.1 T D.0.2 T答案 A解析当导线和磁场垂直时,磁感应强度大小为B=FIl=2 T.若导线与磁场不垂直时受到的力为4 N,此时磁场的磁感应强度应大于2 T,所以答案应选A.考点四磁感应强度矢量的运算8.如图2所示,在空间某点A仅存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A点的磁感应强度大小为()图2A.7 TB.1 TC.5 TD.大于3 T小于4 T答案 C解析 磁感应强度B 是矢量,所以其合成适用平行四边形定则,B =B 12+B 22=32+42 T=5 T.9. 考队进入某一磁矿区域后,发现指南针原来指向正北的N 极逆时针转过30°(如图3所示),设该位置地磁场磁感应强度水平分量为B ,则磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小时的值为( )图3A.B 2 B .B C .2B D.3B2答案 A解析 由题可知,磁矿所产生的磁场使原来指向正北的N 极逆时针转过30°,根据三角形定则可知:磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小时方向与图中虚线垂直,则大小为B sin 30°=B2.二、非选择题10.(磁感应强度大小的计算)在磁场中放入一通电导线,导线与磁场垂直,导线长为1 cm ,电流为0.5 A ,所受的磁场力为5×10-4 N .求: (1)该位置的磁感应强度多大?(2)若将该电流撤去,该位置的磁感应强度又是多大? (3)若将通电导线跟磁场平行放置,该导体所受磁场力多大? 答案 (1)0.1 T (2)0.1 T (3)0 解析 (1)由B =FIL得B=5×10-40.01×0.5T=0.1 T.(2)该处的磁感应强度不变,B=0.1 T.(3)通电导线平行磁场位置时,不受磁场力,F=0.11.(磁感应强度大小的计算)匀强磁场(各点的磁感应强度大小、方向均相同的磁场)中长为2 cm的通电导线垂直磁场方向放置,当通过导线的电流为2 A时,它受到的磁场力大小为4×10-3 N,问:(1)该处的磁感应强度B是多大?(2)若电流不变,导线长度减小到1 cm,则该处的磁感应强度B和它受到的磁场力F各是多大?(3)若导线长度不变,电流增大为5 A,则该处的磁感应强度B和它受到的磁场力F各是多大?答案(1)0.1 T(2)0.1 T2×10-3 N(3)0.1 T0.01 N解析(1)根据磁感应强度的定义B=FIL=4×10-32×2×10-2T=0.1 T.(2)匀强磁场中该处的磁感应强度由磁场本身决定,不因导线长度的改变而改变,因此B=0.1 T.根据磁感应强度的定义B=FIL可得,导线长度减小到1 cm,则它受到的磁场力F′=BIL′=0.1×2×1×10-2 N=2×10-3 N.(3)匀强磁场中该点的磁感应强度也不因电流的改变而改变,因此B=0.1 T.根据磁感应强度的定义B=FIL可得,电流增大为5 A,则它受到的磁场力F″=BI′L=0.1×5×2×10-2 N=0.01 N.。
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.]。
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3.2 《磁感应强度》学案
【学习目标】
1.理解和掌握磁感应强度的方向、大小和单位。
2.能用磁感应强度的定义式进行有关计算。
【重点难点】
磁感应强度概念的建立。
【课前预习】
1.磁感应强度的方向:
(1)物理学中把小磁针时极所指的方向规定为的方向,简称为磁场的方向。
(2)磁感应强度是量,其方向为该点的方向。
(3)通电导线受力的方向(填“是”或“不是”)磁感应强度的方向2.电流元:在物理学中,把一段通电导线中的电流I 与
导线长度L的叫做电流元。
它类似于电场中的,是为了
研究磁场而引入的又一个理想化物理模型。
3.探究影响通电导线受力的因素实验:
(1)本实验是探究空间某一位置电流元受到的磁场作用力与电流
元的关系,因此要把电流元放入磁场中某一点,这就要求电流元要足
够的短。
但任何通电导线都是有一定长度的,实验中通电导线处于U
形磁铁产生的匀强磁场中,各位置受到磁场的作用是相同的,因此可以用来间接表示空间某一位置的电流元受到的磁场作用力与电流元的关系。
(2)实验中通电导线与磁场方向垂直时,受到的磁场作用也与导线垂直,其的大小可由偏离的摆角来定量测得(课堂往往只作定性演示,比较摆角的大小来定性比较磁场作用力的大小)。
(3)实验结果:如图3-2-1,三块相同的蹄形磁铁,并列放在桌上,直导线所在处的磁场认为是均匀的,由该实验发现磁场作用的大小与通电导线在磁场中的有关外,还与电流的________ 和________ 有关。
但在同
一位置________和________的比值 却是相同的。
4.磁感应强度的大小:
(1)在探究影响通电导线受力因素实验中,对于空间某一位置,当通电导
线与磁场方向垂直时,通电导线所受的安培力F 跟电流元的比值是 (填
“相同”或“不同”)的。
这一比值物理学中可以用来表征该位置的
(2)定义式:B= 单位: ,简称
,符号 , 1T =1N A ·m。
式中的F 、B 、I 方向关系为:B ⊥I ,F ⊥B ,F ⊥I ,则F 垂直于B 和I 所构成的平面。
(3)比值
IL F 的特点:在磁场中的同一点,比值IL
F 与 、 无关,一般来说,磁场中的不同点,比值 ,由此可知,比值IL F 是与 有关的量,它反映了磁场的某种 。
(4)如果空间某处磁场是由几个磁场共同激发的,则该点处合磁场(实际磁
场)是几个分磁场的
和;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 运算法则。
归纳: 物理学中用比值法来定义的物理量很多,例如:物质的密度、物质
的比热容、电容器的电容、导体的电阻等等,凡是用比值来定义的物理量遵循同
样的规律,比值与分子、分母所代表的物理量的具体大小无关,因此不能单纯从
数学角度来理解这些物理概念,如不能理解为电场强度E 与试探电荷受到的电场
力F 成正比,与试探电荷的电量成反比。
5.电场强度与磁感应强度比较
【预习检测】
1.下列说法中正确的是()
A.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
与该小段导体长度和电流乘积的比值
2.下列关干磁感应强度大小的说法中正确的()
A.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B.通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C.放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同
D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
3.下列关于磁感应强度的方向的说法中.正确的是( )
A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向
B.小磁针N极受磁力的方向就是该处磁感应强度的方向
C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向
D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
【典题探究】
例1:由定义式B=F
IL可知,磁场中某处的磁感应强度大小() A.随IL的乘积的增大而减小
B.随F的增大而增大
C.与F成正比,与IL成反比
D.与F及IL无关,由F和IL的比值确定
【解析】磁场中某一点的磁感应强度是由形成磁场的磁体或电流的强度与分布情况决定的,与放入其中的电流元无关,电流元所起的作用仅仅是对磁场进行探测,从而确定该点磁场的磁感应强度,因此本题答案为D.
总结:对磁感应强度B的理解可以类比电场强度这一物理量。
磁感应强度B
的大小只决定于磁场本身的性质,与F、I、L无关。
例2:若地球的北半球某处的磁感应强度大小为B,与水平方向的夹角为θ且斜向下,那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各是多少?若地球的地理南北极和地磁的北南极是重合的,那么在赤道上空地磁场的竖直分量是多大?
【解析】由于磁感应强度是矢量,有大小和方向。
所以把地磁场的磁感应强度进行分解,所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为:B x=Bcosθ,B y=Bsinθ.
在赤道上空,θ=00,有B y=0
答案:B x=Bcosθ,B y=Bsinθ. B y=0
总结:地球产生的磁场在南半球磁场的方向斜向上,竖直分量向上;在北半球磁场的方向斜向下,竖直分量向下。
不论在南半球还是在北半球磁场的水平分量都是水平的,由南指向北。
只有在赤道平面上,地磁场的磁感应强度的方向才近似沿水平方向。
例3 :⑴磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,它的电流强度是2.5 A,导线长1 cm,它受到的安培力为5×10-2 N,则这个位置的磁感应强度是多大?
⑵接上题,如果把通电导线中的电流强度增大到5 A时,这一点的磁感应强度应是多大?
⑶如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否肯定这里没有磁场.
【解析】⑴B=F
IL=2T。
⑵磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的,和导线的长度L、电流I 的大小无关,所以该点的磁感应强度是2 T。
⑶如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,则可能有两种可能:一是该处没有磁场;二是该处有磁场,此时通电导线与磁场方向平行。
总结:在电场中某点电荷不受电场力,可以肯定该点的电场强度等于零;磁场力比电场力复杂,通电导线与磁感线平行时是不受到安培力的,正是由于这一缘故,我们不能从安培力为零来推证磁感应强度也一定为零。
【变式训练】有一小段通电导线,长为1 cm,电流强度为5 A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度B一定是()
A .
B =2 T B .B ≤2 T
C .B ≥2 T
D .以上情况都有可能
3.2 磁感应强度
【学案答案】
【课前预习】
1.(1)静 N 磁感应强度 (2)矢 磁场 (3)不是
2.很短 乘积IL 试探电荷,或检验电荷3.强弱 导线长度 F IL
IL F 4.(1)相同 磁感应强度的大小 (2)IL
F 特斯拉 特 T (3)电流大小 导体长度 不同 磁场 性质 (4)矢量 矢量
【预习检测】1.AC 2.D 3.BD
堂中互动 【典题探究】
例 1 D
例 2 B x =Bcosθ, B y =Bsinθ. B y =0
例 3 (1) 2T (2)2T (3)不确定
【变式训练】 C。