磁场的描述与磁通量

金太阳新课标资源网,第,2,章磁及其应用,返回,2.2,磁场的描述与磁通量,课标定位,学习目标：,1.,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,3,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，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,4,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,S,的平面的磁通量,与,B,、,S,的关系,重点难点：,1.,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,课前自主学案,一、描述磁场的磁感线,1,如图,2,2,1,所示是永久磁体的外部磁场磁感线的分布图,图,2,2,1,为了形象地描述磁体和电流周围的磁场，英国物理学家,_,提出用磁感线来形象地描述磁场,2,什么是磁感线：在磁场中可以利用,_,来形象地描述各点的磁场方向所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的假想曲线，在这些曲线上每一点的切线方向都跟该点的,_,方向相同磁场有强弱之分，越靠近磁极的地方磁感线,_,法拉第,磁感线,磁场,越密,思考感悟,1,磁感线一定从,N,极指向,S,极吗？,提示：,不一定，磁感线是闭合曲线，在外部从,N,极到,S,极，内部从,S,极到,N,极,二、磁感应强度,1,定义：在磁场中穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的,_,，用符号,B,表示,2,标矢性：磁感应强度是矢量，既有,_,，又有,_,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的,_,的方向，它在通过该点的磁感线的,_,方向上，还与该点的小磁针静止时,_,极所指的方向一致,磁感应强度,大小,方向,磁场,切线,N,3,单位：在国际单位制中是,_,，简称特，符号是,T.,4,物理意义：描述磁场强弱的物理量垂直穿过单位面积的磁感线条数越多，对应的磁感应强度越,_,，磁场也就越,_,三、磁通量,1,定义：物理学上把磁场中穿过某一面积,S,的,_,定义为穿过该面积的磁通量,2,公式：,BS,，注意：此公式只适用于,B,与,S,垂直的情况,特斯拉,大,强,磁感线条数,韦伯,磁通密度,思考感悟,2,对某一固定磁场来说面积越大穿过该面的磁通量越大吗？,提示：,不一定，只有在,S,与,B,垂直的情况下，才能用,B,S,计算,核心要点突破,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的认识还要注意以下几点：,(1),在磁体外部磁感线从,N,极到,S,极，在内部从,S,极到,N,极,(2),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,(4),磁场中未画磁感线的地方，并不表示那里就没有磁场,(5),磁感线上某点的切向、小磁针在该点静止时,N,极的指向、小磁针,N,极受力的方向表示该点的磁场方向,(6),匀强磁场的磁感线等间距、互相平行,即时应用,(,即时突破，小试牛刀,),1,关于磁感线，下列说法中正确的是,(,),A,两条磁感线的空隙处一定不存在磁场,B,磁感线总是从,N,极到,S,极,C,磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致,D,两个磁场叠加的区域，磁感线可能相交,解析：,选,C.,磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示磁场的方向，曲线疏密表示磁场强弱，所以,C,正确，,A,不正确在磁铁外部磁感线从,N,极到,S,极，内部从,S,极到,N,极，磁感线不相交，所以,B,、,D,不正确,二、对磁通量的理解,1,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：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,1,，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,(,磁通量的代数和,),，即,1,2,.,2,磁通量的计算,磁通量指穿过某一面积的磁感线条数，在匀强磁场中，穿过与磁场方向垂直、面积为,S,的平面的磁通量,BS,，若磁感线与平面不垂直时，如图,2,2,2,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，就可得到磁通量的一般的计算公式,BS,BS,cos,.,图中的,S,为面积是,S,的平面,在垂直于磁感线方向上的投影面积,为平面,与该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角,图,2,2,2,特别提醒：,(1),磁通量是针对某一个面而说的,(2),磁通量为标量，算,“,纯收入,”,即时应用,(,即时突破，小试牛刀,),2,关于磁通量的描述，下列说法正确的是,(,),A,位于磁场中的一个平面垂直磁场方向时，穿过该平面的磁通量最大,B,穿过平面的磁通量最大时，该处的磁感应强度一定最大,C,如果穿过某平面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零,D,将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总是相等,解析：,选,A.,由磁通量,BS,cos,可知磁通量不但与,B,、,S,有关，还与平面与该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角有关,0,，,B,不一定为零，,最大，,B,也不一定大故选,A.,课堂互动讲练,类型一,磁场和磁感线,关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是,(,),A,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,D,磁感线就是细铁屑连成的曲线,例,1,【,精讲精析,】,磁场是一种客观存在的物质，磁极间的相互作用是通过磁场发生的磁感线从,N,极出从,S,极入形成闭合曲线磁感线可以用细铁屑模拟，但不能说是由细铁屑连成的故选项,B,正确，选项,C,、,D,错误根据磁场方向的规定知选项,A,错误,【,答案,】,B,【,方法总结,】,磁感线描述磁场主要体现在两方面：,(1),磁感线的疏密反映磁场的强弱,(2),磁感线上某点的切线方向反映磁场的方向,类型二,磁感应强度的理解,例,2,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，该处的磁感应强度不一定大，与放置方向有关,【,精讲精析,】,关于磁感应强度的完整概念有以下内容：第一，是矢量，大小等于垂直穿过单位面积的磁通量，方向是小磁针北极在磁场中的受力方向；第二，物理意义，反映磁场强弱的物理量，从力的角度描述了磁场的性质，磁场强的地方放入磁极受到的力一定大；第三，单位是特斯拉，本题没有考查磁感应强度的单位根据完整的物理概念，本题选项,A,、,B,、,C,所述正确,D,项的说法错误，故应选,D.,【,答案,】,D,【,方法总结,】,磁感应强度是反映磁场力的性质的物理量，由磁场的分布和所在位置决定，与是否放磁针无关,如图,2,2,3,所示，框架面积为,S,，框架平面与磁感应强度为,B,的匀强磁场方向垂直，则穿过线框平面的磁通量为,_,；若使框架绕轴,OO,转过,60,角，则穿过线框平面的磁通量为,_,；若从初始位置转过,90,角，则穿过线框平面的磁通量为,_,图,2,2,3,类,型三,磁通量的理解,例,3,【,思路点拨,】,根据框架与磁场的关系利用公式,B,S,计算，其中,S,是指与磁场方向垂直的有效面积,变式训练,上题中框架从图示位置转过,180,的过程中磁通量的变化量为多少？,解析：,1,BS,2,BS,|,BS,BS,|,2,BS,.,答案：,2,BS,