磁场的描述与磁通量.ppt

2.2磁场的描述与磁通量磁场的描述与磁通量课标课标定位定位学习目标：学习目标：1.通过实验认识磁感线，知道磁感线是通过实验认识磁感线，知道磁感线是为了描述磁场而假想的曲线了解磁感线的分布情为了描述磁场而假想的曲线了解磁感线的分布情况，认识匀强磁场的磁感线况，认识匀强磁场的磁感线2知道磁感线的疏密程度可表示磁场的强弱，磁感知道磁感线的疏密程度可表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向，会用磁线上某点的切线方向表示该点磁场的方向，会用磁感线描述磁场感线描述磁场3知道可以用磁感应强度来描述磁场知道磁感应知道可以用磁感应强度来描述磁场知道磁感应强度的定义，能把磁感应强度与磁感线联系起来，强度的定义，能把磁感应强度与磁感线联系起来，知道磁感应强度方向的定义，会用磁感应强度来描知道磁感应强度方向的定义，会用磁感应强度来描述磁场体验某些物体磁感应强度的大小述磁场体验某些物体磁感应强度的大小4理解磁通量及其定义，确认在磁感应强度为理解磁通量及其定义，确认在磁感应强度为B的匀强磁场中，穿过与磁场方向垂直、面积为的匀强磁场中，穿过与磁场方向垂直、面积为S的的平面的磁通量平面的磁通量与与B、S的关系的关系重点难点：重点难点：1.用磁感线描述磁场及磁感线的特点用磁感线描述磁场及磁感线的特点2对磁感应强度、磁通量的理解及应用对磁感应强度、磁通量的理解及应用课前自主学案课前自主学案一、描述磁一、描述磁场场的磁感的磁感线线1如如图图221所所示示是是永永久久磁磁体体的的外外部部磁磁场场磁磁感感线线的分布的分布图图图图221为为了了形形象象地地描描述述磁磁体体和和电电流流周周围围的的磁磁场场，英英国国物物理理学学家家_提提出出用用磁磁感感线线来来形形象象地地描描述述磁磁场场2什什么么是是磁磁感感线线：在在磁磁场场中中可可以以利利用用_来来形形象象地地描描述述各各点点的的磁磁场场方方向向所所谓谓磁磁感感线线，是是在在磁磁场场中中画画出出的的一一些些有有方方向向的的假假想想曲曲线线，在在这这些些曲曲线线上上每每一一点点的的切切线线方方向向都都跟跟该该点点的的_方方向向相相同同磁磁场场有有强强弱弱之之分分，越越靠靠近近磁磁极极的的地地方方磁磁感感线线_法拉第法拉第磁感磁感线线磁磁场场越密越密思考感悟思考感悟1磁感磁感线线一定从一定从N极指向极指向S极极吗吗？提提示示：不不一一定定，磁磁感感线线是是闭闭合合曲曲线线，在在外外部部从从N极到极到S极，内部从极，内部从S极到极到N极极二、磁感二、磁感应应强强度度1定定义义：在在磁磁场场中中穿穿过过垂垂直直于于磁磁感感线线的的单单位位面面积积的的磁磁感感线线条条数数等等于于该该处处的的_，用用符符号号B表示表示2标标矢矢性性：磁磁感感应应强强度度是是矢矢量量，既既有有_，又又有有_磁磁场场中中某某点点的的磁磁感感应应强强度度的的方方向向就就是是该该点点的的_的的方方向向，它它在在通通过过该该点点的的磁磁感感线线的的_方方向向上上，还还与与该该点点的的小小磁磁针针静静止止时时_极所指的方向一致极所指的方向一致磁感磁感应应强强度度大小大小方向方向磁磁场场切切线线N3单单位位：在在国国际际单单位位制制中中是是_，简简称称特特，符号是符号是T.4物物理理意意义义：描描述述磁磁场场强强弱弱的的物物理理量量垂垂直直穿穿过过单单位位面面积积的的磁磁感感线线条条数数越越多多，对对应应的的磁磁感感应应强强度越度越_，磁，磁场场也就越也就越_三、磁通量三、磁通量1定定义义：物物理理学学上上把把磁磁场场中中穿穿过过某某一一面面积积S的的_定定义为义为穿穿过该过该面面积积的磁通量的磁通量2公公式式：BS，注注意意：此此公公式式只只适适用用于于B与与S垂直的情况垂直的情况特斯拉特斯拉大大强强磁感磁感线线条数条数韦伯韦伯磁通密度磁通密度思考感悟思考感悟2对对某某一一固固定定磁磁场场来来说说面面积积越越大大穿穿过过该该面面的的磁磁通量越大通量越大吗吗？提提示示：不不一一定定，只只有有在在S与与B垂垂直直的的情情况况下下，才才能用能用BS计计算算核心要点突破核心要点突破一、对磁感线的理解一、对磁感线的理解磁感线是为了形象地描述磁场而假想出的一系列磁感线是为了形象地描述磁场而假想出的一系列的曲线，曲线的切线方向表示该点的磁场方向的曲线，曲线的切线方向表示该点的磁场方向曲线的疏密可定性表示磁场的强弱实验时可以曲线的疏密可定性表示磁场的强弱实验时可以用被磁化的铁屑显示磁感线的分布，但不能认为用被磁化的铁屑显示磁感线的分布，但不能认为磁感线是由铁屑排列而成的磁体周围的磁感线磁感线是由铁屑排列而成的磁体周围的磁感线应分布在一个三维空间内要了解条形磁铁、蹄应分布在一个三维空间内要了解条形磁铁、蹄形磁铁及地磁场中磁感线的分布情况对磁感线形磁铁及地磁场中磁感线的分布情况对磁感线的认识还要注意以下几点：的认识还要注意以下几点：(1)在磁体外部磁感线从在磁体外部磁感线从N极到极到S极，在内部从极，在内部从S极极到到N极极(2)磁感线是闭合的曲线磁感线是闭合的曲线(3)磁场中任意两条磁感线不能相交，也不能相切磁场中任意两条磁感线不能相交，也不能相切(4)磁场中未画磁感线的地方，并不表示那里就没磁场中未画磁感线的地方，并不表示那里就没有磁场有磁场(5)磁感线上某点的切向、小磁针在该点静止时磁感线上某点的切向、小磁针在该点静止时N极极的指向、小磁针的指向、小磁针N极受力的方向表示该点的磁场方极受力的方向表示该点的磁场方向向(6)匀强磁场的磁感线等间距、互相平行匀强磁场的磁感线等间距、互相平行即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1关于磁感关于磁感线线，下列，下列说说法中正确的是法中正确的是()A两条磁感两条磁感线线的空隙的空隙处处一定不存在磁一定不存在磁场场B磁感磁感线总线总是从是从N极到极到S极极C磁磁感感线线上上每每一一点点的的切切线线方方向向都都跟跟该该点点的的磁磁场场方方向一致向一致D两个磁两个磁场场叠加的区域，磁感叠加的区域，磁感线线可能相交可能相交解解析析：选选C.磁磁感感线线是是为为了了形形象象地地描描绘绘磁磁场场而而假假设设的的一一组组有有方方向向的的曲曲线线，曲曲线线上上每每一一点点的的切切线线方方向向表表示示磁磁场场的的方方向向，曲曲线线疏疏密密表表示示磁磁场场强强弱弱，所所以以C正正确确，A不不正正确确在在磁磁铁铁外外部部磁磁感感线线从从N极极到到S极极，内内部部从从S极极到到N极极，磁磁感感线线不不相相交交，所所以以B、D不正确不正确二、对磁通量的理解二、对磁通量的理解1磁通量正、负的认识磁通量正、负的认识磁通量有正、负之分，其正、负是这样规定的：磁通量有正、负之分，其正、负是这样规定的：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿入时磁通面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿入时磁通量为负值若磁感线沿相反方向穿过同一平面，量为负值若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为且正向磁感线条数为1，反向磁感线条数为，反向磁感线条数为2，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通磁通量的代数和量的代数和)，即，即12.2磁通量的计算磁通量的计算磁通量指穿过某一面积的磁感线条数，在匀强磁通量指穿过某一面积的磁感线条数，在匀强磁场中，穿过与磁场方向垂直、面积为磁场中，穿过与磁场方向垂直、面积为S的平面的平面的磁通量的磁通量BS，若磁感线与平面不垂直时，若磁感线与平面不垂直时，如图如图222所示，我们采用投影的方法，将平所示，我们采用投影的方法，将平面向垂直于磁场的方向上投影，就可得到磁通面向垂直于磁场的方向上投影，就可得到磁通量的一般的计算公式量的一般的计算公式BSBScos.图中的图中的S为面积是为面积是S的平面的平面在垂直于磁感线方在垂直于磁感线方向上的投影面积向上的投影面积为平面为平面与该平面沿垂直磁与该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角场方向的投影面之间的夹角图图222特特别别提醒：提醒：(1)磁通量是磁通量是针对针对某一个面而某一个面而说说的的(2)磁通量磁通量为标为标量，算量，算“纯纯收入收入”即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2关于磁通量的描述，下列关于磁通量的描述，下列说说法正确的是法正确的是()A位位于于磁磁场场中中的的一一个个平平面面垂垂直直磁磁场场方方向向时时，穿穿过该过该平面的磁通量最大平面的磁通量最大B穿穿过过平平面面的的磁磁通通量量最最大大时时，该该处处的的磁磁感感应应强强度一定最大度一定最大C如如果果穿穿过过某某平平面面的的磁磁通通量量为为零零，则则该该处处的的磁磁感感应应强强度一定度一定为为零零D将将一一平平面面置置于于匀匀强强磁磁场场中中的的任任何何位位置置，穿穿过过该该平面的磁通量平面的磁通量总总是相等是相等解解析析：选选A.由由磁磁通通量量BScos可可知知磁磁通通量量不不但但与与B、S有有关关，还还与与平平面面与与该该平平面面沿沿垂垂直直磁磁场场方方向向的的投投影影面面之之间间的的夹夹角角有有关关0，B不不一一定定为为零零，最最大大，B也也不不一一定定大大故故选选A.课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一磁场和磁感线磁场和磁感线 关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是的是()A磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时南它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时南极所指的方向一致极所指的方向一致B磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质C磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D磁感线就是细铁屑连成的曲线磁感线就是细铁屑连成的曲线例例例例1 1【精精讲讲精精析析】磁磁场场是是一一种种客客观观存存在在的的物物质质，磁磁极极间间的的相相互互作作用用是是通通过过磁磁场场发发生生的的磁磁感感线线从从N极极出出从从S极极入入形形成成闭闭合合曲曲线线磁磁感感线线可可以以用用细细铁铁屑屑模模拟拟，但但不不能能说说是是由由细细铁铁屑屑连连成成的的故故选选项项B正正确确，选选项项C、D错误错误根据磁根据磁场场方向的方向的规规定知定知选项选项A错误错误【答案答案】B【方法方法总结总结】磁感磁感线线描述磁描述磁场场主要体主要体现现在两方面：在两方面：(1)磁感磁感线线的疏密反映磁的疏密反映磁场场的的强强弱弱(2)磁感磁感线线上某点的切上某点的切线线方向反映磁方向反映磁场场的方向的方向类型二类型二磁感应强度的理解磁感应强度的理解例例例例2 2 下列关于磁感应强度的说法中错误的是下列关于磁感应强度的说法中错误的是()A磁感应强度是矢量，是用来表示磁场强弱和方磁感应强度是矢量，是用来表示磁场强弱和方向的物理量向的物理量B小磁针北极在磁场中受力的方向是唯一的，能小磁针北极在磁场中受力的方向是唯一的，能比较客观地描述磁感应强度的方向比较客观地描述磁感应强度的方向C磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度一定大应强度一定大D磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度不一定大，与放置方向有关应强度不一定大，与放置方向有关【精精讲讲精精析析】关关于于磁磁感感应应强强度度的的完完整整概概念念有有以以下下内内容容：第第一一，是是矢矢量量，大大小小等等于于垂垂直直穿穿过过单单位位面面积积的的磁磁通通量量，方方向向是是小小磁磁针针北北极极在在磁磁场场中中的的受受力力方方向向；第第二二，物物理理意意义义，反反映映磁磁场场强强弱弱的的物物理理量量，从从力力的的角角度度描描述述了了磁磁场场的的性性质质，磁磁场场强强的的地地方方放放入入磁磁极极受受到到的的力力一一定定大大；第第三三，单单位位是是特特斯斯拉拉，本本题题没没有有考考查查磁磁感感应应强强度度的的单单位位根根据据完完整整的的物物理理概概念念，本本题题选选项项A、B、C所所述述正正确确D项项的的说说法法错误错误，故，故应选应选D.【答案答案】D【方方法法总总结结】磁磁感感应应强强度度是是反反映映磁磁场场力力的的性性质质的的物物理理量量，由由磁磁场场的的分分布布和和所所在在位位置置决决定定，与与是是否放磁否放磁针针无关无关 如图如图223所示，框架面积为所示，框架面积为S，框架平面，框架平面与磁感应强度为与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过线的匀强磁场方向垂直，则穿过线框平面的磁通量为框平面的磁通量为_；若使框架绕轴；若使框架绕轴OO转转过过60角，则穿过线框平面的磁通量为角，则穿过线框平面的磁通量为_；若；若从初始位置转过从初始位置转过90角，则穿过线框平面的磁通量为角，则穿过线框平面的磁通量为_图图223类类型三型三磁通量的理解磁通量的理解例例例例3 3【思思路路点点拨拨】根根据据框框架架与与磁磁场场的的关关系系利利用用公公式式BS计计算算，其其中中S是是指指与与磁磁场场方方向向垂垂直直的的有有效效面面积积变变式式训训练练上上题题中中框框架架从从图图示示位位置置转转过过180的的过过程中磁通量的程中磁通量的变变化量化量为为多少？多少？解析：解析：1BS2BS|BSBS|2BS.答案：答案：2BS