2021年2018-2019学年物理同步人教版选修3-1学案：第三章第2节磁感应强度.pdf
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1、第 2 节磁感应强度1.磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，其方向为小磁针静止时N极所指的方向。2磁感应强度的定义式为：BFIL，但磁感应强度的大小和方向与受力和电流无关。3磁感应强度是矢量，磁感应强度的运算遵守矢量运算法则。4匀强磁场是指磁感应强度的大小和方向处处都相同的磁场。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控制变量法探究影响通电导线受力的因素如图所示，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。(1)保持
2、长度不变，改变电流大小，观察直导线摆动角度大小来比较磁场力大小。(2)保持电流大小不变，改变磁场中导线长度，通过观察直导线摆动角度大小比较磁场力大小。(3)实验结论：直导线与磁场垂直时，它受力大小既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I 成正比。2磁感应强度的大小在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力F 跟电流 I 和导线长度L 的乘积 IL的比值叫磁感应强度。3公式：BFIL。4单位在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T,1 T1NA m。|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 1 页，共 11 页
3、|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 1 页，共 11 页1自主思考 判一判(1)与电场强度相似，磁场强度是表示磁场的强弱和方向的物理量。()(2)磁场的方向就是小磁针静止时所受合力的方向。()(3)小磁针的 N 极和 S极所受磁场力的方向是相反的。()(4)通电导线在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大小F 与电流 I 和导线长度L 的乘积的比值。()2合作探究 议一议(1)磁场对通电导体也有力的作用，该力
4、的方向是否为磁场方向？提示：不是磁感应强度方向，二者垂直。(2)“一个电流元垂直放入磁场中的某点”，磁感应强度与电流元受到的磁场力成正比，与电流元成反比。”这种说法是否正确，为什么？提示：这种说法不正确。磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，不随电流元大小及电流元所受磁场力的大小的变化而变化。对磁感应强度的理解1磁感应强度的决定因素磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关。即使不放入载流导线，磁感应强度也照样存在，故不能说B 与 F 成正比或B 与 IL 成反比。2对定义式BFIL的理解(1)BFIL是磁感应
5、强度的定义式，其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为在磁场中某点通电导线受力的大小除和磁场强弱、电流I 和导线长度L 有关以外，还和导线的放置方向有关。(2)导线在磁场中的放置方向不同，所受磁场力也不相同。当通电导线与磁场方向平行时，通电导线受力为零，所以我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度B 的大小为零。(3)磁感应强度的定义式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”。3磁感应强度B 的方向|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 2 页，共 11 页|精.|品.|可.|编
6、.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 2 页，共 11 页文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ
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9、K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:
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12、10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8文档编码:CZ6S3J2Q6V3 HA2O2H9K7C2 ZO10K4O9G3Y8磁感应强度B 是一个矢量，它的方向可以有以下几种表述方式：(1)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。(2)小磁针静止时N 极所指的方向。(3)小磁针 N 极受力的方向。典
13、例 多选 把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是()解析 磁感应强度的大小和方向由磁场自身决定，不随F 或 IL 的变化而变化，故B 正确，D 错误；当导线垂直于磁场放置时，有BFIL，即 FILB。所以 B 不变的情况下F 与 IL 成正比，故 A 错误，C 正确。答案 BC 正确理解比值定义法1定义 BFIL是比值定义法，这种定义物理量的方法实质就是一种测量方法，被测量点的磁感应强度与测量方法无关。2定义 a v t、EFq也是比值定义法，被测量的物理量也与测量方法无关，不是由定义式中的两个物理量决定的。1关于磁感应强度，下列说法正确的是()A由 BF
14、IL可知，B 与 F 成正比，与IL 成反比B通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就变为零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(即 B0)D磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定解析：选 D由磁感应强度的定义式BFIL可知，是属于比值定义的，B 与 F、IL 均没有关系，故 A 错误；通电导线放在磁场中的某点，就有可能受到安培力，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度仍存在，故B 错误；同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力不一定相同，受到放置的角度限制。若导线平行磁场方向放置在磁场中，即使此处的磁感应
15、强度不为零，通电导线在|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 3 页，共 11 页|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 3 页，共 11 页文档编码:CE8E5I6T5A1 HL8H1K9W5H8 ZP6O9V4J6J4文档编码:CE8E5I6T5A1 HL8H1K9W5H8 ZP6O9V4J6J4文档编码:CE8E5I6T5A1 HL8H1K9W5H8 ZP6O9V4J6J4文档编码:CE8E5I6T5A1 HL8H1K9W5H8 ZP6O9V4J6J4文档编码:CE8E5I6T
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22、通电导线没有关系，故D 正确。2匀强磁场中长2 cm 的通电导线垂直于磁场方向放置，当通过导线的电流为2 A 时，它受到的磁场力大小为4103 N，问：该处的磁感应强度B 是多大？若磁场、电流不变，导线长度减小到 1 cm，该处的磁感应强度又是多大？解析：由磁感应强度的表达式BFIL得到 B0.1 T，磁感应强度由磁场本身来决定，与导线长度无关，故导线长度减小到1 cm 时，磁感应强度仍为0.1 T。答案：0.1 T0.1 T 磁感应强度与电场强度的比较电场强度 E 磁感应强度B定义的依据电场对电荷q有作用力 F对电场中任一点，Fq，Fq恒量(由电场决定)对不同点，一般来说恒量的值不同比值Fq
23、可表示电场的强弱磁场对直线电流I 有作用力F对磁场中任一点，F 与磁场方向、电流方向有关，只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时，FIL，FIL恒量(由磁场决定)对不同点，一般来说恒量的值不同比值FIL可表示磁场的强弱定义式EFqBFIL物理意义描述电场的强弱和方向描述磁场的强弱和方向方向该点正电荷的受力方向小磁针 N 极的受力方向场的叠加遵循矢量的平行四边形定则遵循矢量的平行四边形定则单位1 N/C 1 V/m 1 T 1 N/(A m)1下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中，不正确的是()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
24、应强度的方向与小磁针N 极所受磁场力的方向相同|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 4 页，共 11 页|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 4 页，共 11 页文档编码:CE8E5I6T5A1 HL8H1K9W5H8 ZP6O9V4J6J4文档编码:CE8E5I6T5A1 HL8H1K9W5H8 ZP6O9V4J6J4文档编码:CE8E5I6T5A1 HL8H1K9W5H8 ZP6O9V4J6J4文档编码:CE8E5I6T5A1 HL8H1K9W5H8 ZP6O9V4J6J4文
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