高二物理鲁科版选修3-1课件：第1部分 第5章 第3、4节《磁感应强度磁通量磁与现代科技》

欢迎进入物理课堂 1 穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度 2 把磁场中穿过磁场某一面积S的磁感线条数称为穿过该面积的磁通量 3 磁在现代科技中有磁记录和磁悬浮列车两大主要应用 自学教材 1 定义穿过于磁感线的的等于该处的磁感应强度 符号用B表示 2 单位在国际单位制中 磁感应强度的单位是 简称 符号是 1T 1N A m 垂直 单位面积 磁感线条数 特斯拉 特 T 3 方向B是 其方向就是磁场方向 即小磁针静止时极所指的方向 也是小磁针受力的方向 矢量 N N极 4 匀强磁场 1 定义 在磁场的某个区域内 如果各点的磁感应强度和都相同 这个区域的磁场叫匀强磁场 2 特点 B相等 磁感线是且的一组 大小 方向 处处 平行 等间距 平行直线 3 实例 距离的两个磁极之间的磁场除边缘部分外可以认为是匀强磁场 长直通电螺线管 除两端附近 的磁场也是匀强磁场 如图5 3 1所示 很近 异名 内部 图5 3 1 5 磁场的叠加如果空间有几个磁场存在 它们的磁场就互相叠加 这时某点的磁感应强度就等于各磁场在该点的磁感应强度的 同时 矢量和 重点诠释 1 磁感应强度的物理意义磁感应强度描述了磁场力的性质 磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流产生力的作用 磁场中某一点的磁感应强度由磁场自身决定 与放入的磁极或电流无关 2 磁感应强度与电场强度的比较 1 下列说法中正确的是 A 通过某面的磁感线条数为零则此面处磁感应强度一定为零B 空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向C 平行放置的两条形磁铁间异名磁极间的磁场为匀强磁场D 磁感应强度为零 则放在该处的某面通过的磁感线条数不一定为零 解析 磁感应强度反映磁场的强弱和方向 它的方向就是该处磁场的方向 故B正确 磁感应强度为零 放在该处的某面就无磁感线穿过 故D错误 但是若某面无磁感线穿过 可能磁场很强而平面平行于磁场放置导致磁感线穿过该面的条数为零 所以A不正确 两平行放置异名磁极间的磁场不是匀强磁场 近距离两异名磁极间的磁场才是匀强磁场 答案 B 自学教材 1 定义磁场中穿过某一面积的磁感线条数叫做穿过这个面积的磁通量 2 匀强磁场中磁通量的计算在磁感应强度为B的匀强磁场中 穿过与磁场方向垂直 面积为S的平面的磁通量是 BS 其中 表示磁通量 如果面积S与磁场不垂直 若S与垂直于B的平面的夹角为 磁通量为 BScos 3 单位在国际制单位制中是 简称 符号 1Wb 1T m2 4 标量磁通量是一个只用大小就能描述的物理量 是 韦伯 韦 Wb 标量 重点诠释 磁通量变化的理解 1 磁通量的变化就等于末态的磁通量 2减去初态的磁通量 1 即 2 1 注意 若规定 1的穿过方向为正 如果 2的方向与 1同向则取正值 反向则取负值 2 根据公式 BScos 知 磁通量的变化一般有下列三种情况 磁感应强度B不变 投影面积S变化 则 2 1 B S 磁感应强度B变化 磁感线穿过的有效面积S不变 则穿过回路中的磁通量的变化是 2 1 B S 磁感应强度B和有效面积S同时发生变化的情况 则 2 1 2 关于磁通量的说法 正确的是 A 磁通量不仅有大小而且有方向 所以是矢量B 磁通量越大 磁感应强度越大C 穿过某一面积的磁通量为零 该处磁感应强度不一定为零D 磁通量就是磁感应强度 解析 磁通量是标量 没有方向 故A错误 由 BS可知 大 B不一定大 可能是由于S较大造成的 故B错误 由 BS 知 当S与B平行时 S 0 0 但B不为零 故C正确 和B是两个不同的物理量 故D错 答案 C 1 记录与磁 1 应用 磁记录可以用来记录声音 影像 也可以用来记录其他信息 磁记录可以应用到 电视 和太空船的信息记录和传送上 2 原理 磁记录利用 读取信息利用原理 电脑 人造卫星 电流的磁效应 电磁感应 2 交通与磁 1 应用 磁技术在交通中的应用是制成了 2 形式 磁悬浮列车有方式和方式两种形式 3 原理 运用磁铁 同性 异性 的性质 使磁铁具有抗拒地心引力的能力 即 磁性悬浮 磁悬 常导电磁铁吸引 浮列车 超导电磁铁相斥 相斥 相吸 3 录音机在磁带上录制声音 计算机在磁盘上写数据利用的原理是 A 前者是电生磁现象 后者是磁生电现象B 前者是磁生电现象 后者是电生磁现象C 都是电生磁现象D 都是磁生电现象 解析 录音机的磁带和计算机的磁盘都是利用电流变化而产生磁的现象 故选项C正确 答案 C 图5 3 2 例1 如图5 3 2所示 三根通电直导线垂直于纸面放置 位于b c d处 通电电流大小相同 方向如图所示 a位于bd中点且ac ab 则a点的磁感应强度方向是 A 垂直纸面指向纸里B 垂直纸面指向纸外C 沿纸面由a指向bD 沿纸面由a指向c 思路点拨 空间存在三个电流共同激发的磁场 由安培定则和叠加原理来判断 解析 磁感应强度为矢量 利用右手螺旋定则将每一根通电导线周围的磁场情况判断清楚 明确每根导线在a处产生的磁场方向 然后用平行四边形定则求出磁感应强度方向 根据安培定则 b d两根导线在a点形成的磁场 磁感应强度大小相等 方向相反 磁感应强度为零 故a点磁场就由通电导线c来决定 根据安培定则判断出a点处的磁场 磁感应强度方向应为沿纸面由a指向b 正确选项为C 答案 C 在求解电流磁场的叠加问题时 应用的知识点有安培定则和平行四边形定则 用安培定则判断出各个电流产生的磁场的方向 再用平行四边形定则求解磁感应强度的矢量和 图5 3 3 上题中 若三条导线都通有垂直纸面向里的电流 则构成等边三角形放置 如图5 3 3所示 若每根通电导线在三角形的中心O产生的磁感应强度大小为B0 中心O处磁感应强度的大小为 解析 磁感应强度是矢量 所以三角形的中心O处的磁感应强度就为三个直线电流在O点产生磁场的合成 本题就是根据直线电流的磁场特点 把磁场中的这一点O与直线电流所在处的点 或A 或B 或C 的连线为半径 作此半径的垂线 垂线的方向指向由安培定则所确定的方向 图中三个磁场方向就是这样确定的 确定 直线电流磁场中任何一点的磁场方向均取此种方法 直线电流的磁场是以直线电流为中心的一组同心圆 中心O点处三个直线电流的磁场方向如图所示 由于对称性 它们互成120 角 由于它们的大小相等 均为B0 根据矢量合成的特点 可知它们的合矢量为零 答案 0 图5 3 4 例2 如图5 3 4所示 矩形线圈的面积为S 置于磁感应强度为B 方向水平向右的匀强磁场中 开始时线圈平面与磁场垂直 求线圈平面在下列情况下的磁通量的变化量 1 转过90 2 转过180 思路点拨 磁通量可根据 BScos 进行计算 计算磁通量的变化量时应注意磁通量为双向标量 解析 1 设线圈平面的法线方向与B的方向相同 即水平向右 并顺时针转动 根据 BScos 为线圈平面的法线方向与磁感应强度方向间的夹角 当转过90 时 磁通量的变化量为 1 BS 0 BS 2 当转过180 时 磁通量的变化量为 2 BS BScos180 2BS 答案 1 BS 2 2BS 此题考查了公式 BScos 的应用 1 磁通量为双向标量 转过180 后的磁通量与转前的磁通量绝对值相等但符号相反 2 当平面面积不变而转过180 时 磁通量的变化量为 2BS 图5 3 5 如图5 3 5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 则穿过平面的磁通量为 若使框架绕OO 转过60 角 则穿过框架平面的磁通量为 若从初始位置转过90 角 则穿过框架平面的磁通量为 若从初始位置转过180 角 则穿过框架平面的磁通量大小为 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全