2018版高中物理 第2章 磁及其应用 第2节 磁场的描述与磁通量学案 鲁科版选修1 -1.doc

第2节磁场的描述与磁通量学习目标知识脉络1.知道磁感线，会用磁感线描述磁场(重点)2.知道磁感应强度的定义及方向，会用磁感应强度描述磁场(重点、难点)3.理解磁通量及其定义，掌握公式BS.(重点)描 述 磁 场 的 磁 感 线1为了形象地描述磁场，英国物理学家法拉第提出用磁感线来描述磁场2磁感线：与描述电场的方法类似，在磁场中画出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磁场方向相同磁场有强弱之分，越靠近磁极的地方磁感线越密，对应的磁场越强1磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的()2磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断()磁体内部和磁体外部磁感线的方向是怎样的？【提示】磁体外部磁感线方向从N极指向S极，磁体内部磁感线方向从S极指向N极磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一系列曲线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对于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，在磁体内部从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，并不表示那里没有磁场5磁感线上某点的切线方向、小磁针在该点静止时N极的指向、小磁针N极受力方向表示该点的磁场方向6匀强磁场的磁感线是等间距、互相平行的直线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】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【答案】C2(多选)如图221所示是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是() 【导学号：18152043】图221A(a)图中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极B(a)图中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极C(b)图是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极d端是S极D(b)图是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极【解析】题图(a)是条形磁铁外部磁感线分布示意图，外部磁场的磁感线是从磁铁的N极出来，进入磁铁的S极，故A正确，B错误题图(b)是两异名磁极间的磁感线分布示意图，磁感线仍然是从N极出来，进入磁铁的S极，故C错误，D正确【答案】AD磁感线是人为画出的一些假想的曲线，其目的是为了形象地描述磁场的强弱及方向，掌握磁感线的基本规律能很好地处理此类问题.磁 感 应 强 度1定义：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方向：磁感应强度是矢量，既有大小，又有方向磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场的方向，它在通过该点的磁感线的切线方向上，与放在该点的小磁针静止时N极所指的方向一致3单位：在国际单位制中是特斯拉，简称特，符号是T.4物理意义：描述磁场强弱的物理量穿过垂直于磁感线单位面积的磁感线越多，对应的磁感应强度越大，磁场也就越强1磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向()2小磁针N极受力的方向就是该处磁感应强度的方向()想一想，磁场的方向有哪几种表达方式？【提示】磁场的方向可有以下三种表达方式：(1)小磁针静止时N极所指的方向，也就是N极受力的方向(2)磁场的方向就是磁感应强度B的方向(3)磁感线上某点的切线方向即为该点的磁场方向1磁感应强度的物理意义：描述磁场强弱和方向的物理量2磁感应强度的决定因素：仅由场源来决定3磁感应强度的标矢性：(1)其大小描述磁场的强弱，同一小磁针受力越大表明该处磁感应强度越大，它在数值上等于垂直穿过单位面积的磁感线条数；(2)其方向就是N极在该点的受力方向，也就是该点磁场的方向，即磁感线在该点的切线方向3(多选)下列关于磁感应强度的说法中正确的是()A磁感应强度是矢量，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【解析】关于磁感应强度的概念有以下内容：第一，是矢量，大小等于垂直穿过单位面积的磁感线条数，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A、B、C.【答案】ABC4(多选)关于磁感应强度的方向，下列说法中正确的是() 【导学号：18152044】A磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向B磁场中某点的磁感应强度的方向就是通过该点的磁感线的切线方向C磁场中某点磁感应强度的方向就是小磁针在该点静止时北极的指向D磁场中某点磁感应强度的方向就是小磁针在该点受磁场力的方向【解析】根据磁感应强度的方向特点，可判定选项A、B、C正确选项D错，应为小磁针N极受力的方向【答案】ABC5关于磁感应强度，下列选项中正确的是()A磁感应强度是标量，但有正负B磁感应强度的大小由磁场本身决定C在磁场中的同一位置，磁感应强度可以不同D磁感应强度只能用来描述磁场的强弱【解析】磁感应强度是矢量，所以选项A错磁感应强度是描述磁场性质的物理量，由磁场本身决定，与其他因素无关，选项B对在磁场中的同一位置，磁感应强度的大小和方向是确定的磁感应强度既可以描述磁场的强弱，也可以描述磁场的方向，所以选项C、D错【答案】B磁 通 量1定义：在磁场中穿过某一面积S的磁感线条数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3单位：在国际单位制中是韦伯，简称韦，符号是Wb.4磁通密度：由公式BS得B，可以理解为磁感应强度是垂直通过单位面积的磁通量，即磁通密度其对应的单位为Wb/m2.1磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量()2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相等()在大量的电磁仪器中，磁场的应用非常广泛，而匀强磁场占据着非常重要的地位，你知道什么样的磁场是匀强磁场吗？【提示】如果在磁场中的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场在两个正对的距离很小的异名磁极之间的磁场是匀强磁场匀强磁场的磁感线是间距相等的一组平行线1磁通量指的是穿过磁场中某一面积的磁感线条数，是针对某一面积而说的2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222所示，可用投影的方法，将平面向垂直于磁场方向上投影，即可得到磁通量的一般公式BSBScos .图2223磁通量是标量，只有大小，没有方向，但有正负之分，其正负仅表示磁感线的贯穿方向，一般来说，如果规定磁感线从正面穿过时为正值，那么磁感线从反面穿过时为负值6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】由磁通量的一般公式BScos 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0，越大，B也不一定越大故选A.【答案】A7如图223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_. 【导学号：18152045】图223【解析】平面与磁感应强度垂直时BS；若逆时针转过60角，BScos 60BS，若转过90角，没有磁感线穿过平面0.【答案】BSBS0(1)投影法与分解法是计算磁通量的两种重要方法，实际计算时可任选一种；(2)穿过线圈的磁通量与线圈匝数无关；(3)要特别注意角的含义，不能死套公式，以免出错；(4)由t0计算磁通量的变化时，要注意t和0的正负.