2019-2020学年高中物理 第三章 磁场 2 磁感应强度课件 新人教版选修3-1.ppt

2磁感应强度 知识自学 自我检测 一 磁感应强度的方向阅读教材第83页第一 二自然段和 磁感应强度的方向 部分 能类比电场强弱认识磁场的强弱 知道磁感应强度的方向是如何规定的 1 磁感应强度 描述磁场强弱和方向的物理量 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 知识自学 自我检测 二 磁感应强度的大小阅读教材第83页 磁感应强度的大小 部分 初步理解影响磁场对电流的作用大小的因素 知道磁感应强度的定义式和单位 1 对比电场强度的定义 应该怎样定义磁感应强度 我们能用小磁针N极受力来定义磁感应强度的大小吗 为什么 答案 对比电场强度的定义 应该用受力来定义磁感应强度 由于N极不能单独存在 无法测量N极受力的大小 故不可能用N极受力确定磁感应强度的大小 2 1 磁感应强度的定义 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跟导线长度L和电流I的乘积的比值 知识自学 自我检测 1 正误判断 1 磁感应强度方向即小磁针静止时S极所指方向 解析 小磁针静止时N极所指方向为磁感应强度方向 答案 2 奥斯特实验中电流给小磁针作用力 同时也可以说明小磁针给导线作用力 解析 根据力的相互性 可以知道电流给小磁针作用力 小磁针也给电流作用力 答案 3 在物理学中 把很短一段通电导线叫作电流元 解析 把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫作电流元 答案 知识自学 自我检测 4 磁感应强度由磁场本身的性质决定 与放不放电流元无关 答案 5 电流强度越大 电流在磁场中受到的作用力越大 答案 6 根据可以看出 磁场的磁感应强度与导线在磁场中受的磁场力F成正比 与IL成反比 答案 知识自学 自我检测 2 类比从逻辑上探究导体的电阻与导体长度和横截面积关系的方法 试从逻辑上探究导线垂直放入磁场中时 受的磁场力与电流和导线长度的关系 答案 当导线长度不变时 电流变为原来的几倍时 相当于有几根相同的导线在磁场中受到磁场力 故磁场力就变为原来的几倍 同样 当电流不变时 导线长度变为原来的几倍 同样可以认为是几根相同的导线在磁场中受到磁场力 故磁场力就变为原来的几倍 即磁场力与电流和长度都成正比 探究一 探究二 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 对磁感应强度的理解如图所示 三块相同的蹄形磁铁并列放在桌上 将一根直导线水平悬挂在磁铁的两极间 导线的方向与磁感应强度的方向垂直 可以通过控制电路中滑动变阻器来调节导线上的电流大小 分别接通 2 3 和 1 4 可以改变导线通电部分的长度 探究一 探究二 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 1 当电路接在 2 3 时 调节滑动变阻器使导线中电流增大时 可以观察到什么现象 说明了电流越大时 磁场对电流的作用力怎么变化 2 把电路接在 2 3 时 观察导线摆动的角度 然后把电路改接在 1 4 可以观察到什么现象 说明了在磁场中的通电导线越长时 磁场对电流的作用力怎么变化 3 根据上述实验现象 通电直导线垂直放置在确定的磁场中受到的磁场力F与通过的电流强度I 导线长度L的关系分别是怎样的 写出关系式 4 根据上面关系 思考应该如何定义磁感应强度 写出定义和定义式 探究一 探究二 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 要点提示 1 电流越大 竖直导线的摆角越大 说明电流越大时 导线受力越大 2 通电导线越长 竖直导线的摆角越大 说明通电导线越长 导线受力越大 3 磁场力B与电流I和导线长度L成正比 关系式为F BIL 4 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 用公式表示为 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 磁感应强度的特点1 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 2 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 3 因为通电导线取不同方向时 其受力大小不相同 故在定义磁感应强度时 式中F是指通电直导线垂直磁场放置时受到的磁场力 4 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 5 磁感应强度B为矢量 它有大小及方向 分别表示磁场的强弱与方向 6 磁感应强度的叠加满足平行四边形定则 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 例题1 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 它受到的磁场力为5 0 10 2N 求 1 这个位置的磁感应强度 2 当把通电导线中的电流增大到5A时 这一位置的磁感应强度 3 如果通电导线在磁场中某处不受磁场力 是否能肯定在这里没有磁场 解析 1 由磁感应强度的定义式得 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2T 3 如果通电导线在磁场中某处不受磁场力 则有两种可能 该处没有磁场 该处有磁场 但通电导线与磁场方向平行 答案 1 2T 2 2T 3 不能肯定 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 磁感应强度与电场强度的比较试探电荷放在电场中的某点 若受静电力为零 则可判断该点的电场强度为零 若电流元放在磁场中的某处 所受磁场力为零 能判断该处的磁感应强度为零吗 要点提示 一个电流元在磁场中某处受磁场力的大小与电流元和磁场方向有关 若电流元平行磁场放置 电流元不受磁场力 不能判断该处磁感应强度为零 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 例题2 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 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 答案 AC 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 电场强度与磁感应强度的易混点 1 磁感应强度B是描述磁场力的性质的物理量 电场强度E是描述静电力的性质的物理量 E的方向是正电荷的受力方向 B的方向与电流元所受力的方向既不相同 也不相反 2 电场强度的方向与正电荷所受静电力的方向相同 而磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 1 多选 下列关于磁感应强度的方向的说法正确的是 A 某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线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解析 本题考查对磁感应强度方向的理解 磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向 磁场方向也就是小磁针N极受力的方向 但通电导线受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向 答案 BD 探究一 探究二 1 2 3 当堂检测 2 关于磁感应强度B 电流I 导线长度L和电流所受磁场力F的关系 下面的说法正确的是 A 在B 0的地方 F一定等于零B 在F 0的地方 B一定等于零C 若B 1T I 1A L 1m 则F一定等于1ND 若L 1m I 1A F 1N 则B一定等于1T解析 在B为零的地方 则F一定为零 而F为零时 则B不一定为零 可能B与I平行 故A正确 B错误 若B 1T I 1A L 1m 根据F BILsin 知只有B垂直于I时 F BIL 1N 故C错误 若F 1N I 1A L 1m 根据F BILsin 知只有B垂直于I时 F BIL 1N B 1T 故D错误 答案 A 探究一 探究二 1 2 3 当堂检测 3 有一小段通电导线 长为1cm 导线中电流为5A 把它置于磁场中某点 受到的磁场力为0 1N 则该点的磁感应强度B一定是 A B 2TB B 2TC B 2TD 以上情况都有可能解析 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 1N 则该点的磁感应强度 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 1N 由定义式可知 B将大于2T 选项C正确 答案 C