高二物理：第2节　磁感应强度_课件（人教选修3-1）

欢迎进入物理课堂 第二节磁感应强度 课标定位 学习目标 1 知道磁场的概念 认识磁场是客观存在的物质 了解磁现象及电流的磁效应 2 掌握地磁场的产生 理解地磁两极与地理两极的关系 3 理解掌握磁感应强度的大小 方向 4 学会类比法 知道比值定义物理量的方法是常用的物理方法 重点难点 1 了解磁现象 磁场及电流的磁效应 2 地磁场中磁感线的分布 3 磁感应强度概念的建立和计算 一 磁现象1 磁性 物质具有吸引 镍等物质的性质 2 磁体 具有 的物体 天然磁石和人造磁铁都叫做永磁体 3 磁极 磁体的各部分磁性强弱不同 磁性 的区域 任何磁体都有两个磁极 即 极和 极 4 磁极间的相互作用同名磁极相互 异名磁极相互 铁 钴 最强 S 排斥 吸引 磁性 N 二 电流的磁效应1 奥斯特实验将导线沿 方向放置在磁针的上方 通电时磁针发生了转动 2 奥斯特实验的意义发现了 首次揭示了 的联系 南北 电流的磁效应 电与磁 三 磁场1 磁场的定义磁体或电流周围存在的一种能够传递磁体与磁体之间 磁体与电流之间 电流与电流之间的 的特殊物质 2 磁场的基本性质对放入其中的磁体或 产生力的作用 相互作用 电流 四 地球的磁场1 地球本身是一个大磁体 它的N极位于 附近 S极位于 附近 2 地球的地理两极与地磁两极并不重合 磁针的指向与南北方向有一个夹角 这个夹角称做 如图3 1 1所示 地理的南极 地理的北极 磁偏角 图3 1 1 五 磁感应强度的方向1 小磁针 为了描述磁场而引入的检验用的小磁体 2 方向规定 小磁针静止时 所指的方向 也即小磁针在磁场中 的受力方向 六 磁感应强度的大小1 定义 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的 用B表示 2 定义式 B 3 单位 特斯拉 简称特 符号T N极 N极 比值 F IL 核心要点突破 一 对磁场 地磁场的认识1 磁场 1 磁场的基本特性 对处在它里面的磁极或电流有力的作用 磁极之间 磁极与电流之间 电流与电流之间 都是通过磁场发生力的相互作用 2 运动电荷的磁场 电流是由于电荷做定向移动形成的 因此运动电荷周围不但有电场 同时也产生磁场 3 磁场的客观性 磁场虽然不是由分子 原子组成的 但它能够对放入其中的磁极 电流产生力的作用 它是客观存在的 虽然我们看不见它 但可以通过很多磁现象感知它的存在 因此它与前面学过的电场一样 也是一种物质 2 地磁场 1 地磁场特点 地磁场的方向并不是正南正北方向的 即地磁两极与地理两极并不重合 地磁南极在地理北极附近 地磁北极在地理南极附近 地磁场方向与正南正北方向间有一夹角叫磁偏角 2 虽然地磁两极与地理两极并不重合 但它们的位置相对来说差别不是很大 因此 一般我们认为 地理南极正上方磁场方向竖直向上 地理北极正上方磁场方向竖直向下 在赤道正上方 地磁场方向水平向北 在南半球 地磁场方向指向北上方 在北半球 地磁场方向指向北下方 3 影响 由于磁场对运动电荷有力的作用 故射向地球的高速带电粒子 其运动方向会发生变化 不能直接到达地球 因此地磁场对地球生命有保护作用 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 地球是一个大磁体 在地面上放置一个小磁针 小磁针的南极指向地磁场的南极 地磁场的北极在地理南极附近 赤道附近地磁场的方向和地面平行 北半球地磁场方向相对地面是斜向上的 地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的 以上关于地磁场的描述正确的是 A B C D 答案 D 2 磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质 与F I L无关 3 研究磁感应强度是分步进行的 其方向由磁针受力确定 其大小根据电流元受力来计算 通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向 4 磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场 这时L应很短很短 IL称作 电流元 相当于静电场中的 试探电荷 5 我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小 因此要把电流元放入磁场中某一点 这要求电流元要足够的短 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 在磁场中某一点 已经测出一段0 5cm长的导线中通入0 01A电流时 受到的安培力为5 0 10 6N 则下列说法正确的是 A 该点磁感应强度大小一定是0 1TB 该点磁感应强度大小一定不小于0 1TC 该点磁感应强度大小一定不大于0 1TD 该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向 三 磁感应强度B与电场强度E的比较电场强度E是描述电场的力的性质的物理量 磁感应强度B是描述磁场的力的性质的物理量 现把这两个物理量比较如下 特别提醒 电场强度E的方向是放在该点的正电荷所受到的电场力的方向 但磁感应强度B的方向并不是放在该点的电流元所受力的方向 即时应用 即时突破 小试牛刀 3 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的电场力的方向相同B 电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C 磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D 磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同 解析 选A 电场强度的方向就是正电荷受的电场力的方向 磁感应强度的方向是磁针N极受力的方向 只有A项错误 课堂互动讲练 在做 奥斯特实验 时 下列操作中现象最明显的是 A 沿电流方向放置磁针 使磁针在导线的延长线上B 沿电流方向放置磁针 使磁针在导线的正下方C 电流沿南北方向放置在磁针的正上方D 电流沿东西方向放置在磁针的正上方 精讲精析 把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方 通电时磁针发生明显的偏转 是由于南北方向放置的电流的正下方的磁场恰好是东西方向 答案 C 规律总结 通电直导线的磁场与磁体产生的磁场本质相同 变式训练1奥斯特实验说明了 A 磁场的存在B 磁场的方向性C 电流可以产生磁场D 磁体间有相互作用答案 C 精讲精析 根据磁感应强度的定义 通电导线应为 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线 只有在这个方向上导线所受的力才最大 故A错 当通电导线与磁场方向平行时 不受安培力作用 故B错 在磁场源稳定的情况下 磁场内每一点的磁感应强度是惟一确定的 与放入该点的检验电流无关 C正确 安培力的方向与磁感应强度的方向并不相同 而是垂直 故D错 答案 C 规律总结 磁场的强弱由磁场本身决定 与磁场中是否放入通电导线 导线放入的位置无关 用垂直于磁场方向的通电导线所受安培力大小来量度磁场的强弱 导线的作用在于检测 与电场不同的是电场中只要场强不为零 带电粒子一定受力 而磁场中即使磁感应强度不为零 通电导线受力也有可能为零 安培力的大小与B I L及电流与磁场的夹角有关 变式训练2有关磁感应强度的方向 下列说法正确的是 A B的方向就是小磁针N极所指的方向B B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致C B的方向就是通电导线的受力方向D B的方向就是该处磁场的方向解析 选BD 磁场的方向就是磁感应强度的方向 规定为小磁针静止时N极所指方向或小磁针N极受力方向 它与通电导线所受力的方向是不一致的 故选BD 在磁场中某一点放入一通电导线 导线与磁场垂直 导线长1cm 电流为5A 所受磁场力为5 10 2N 求 1 这点的磁感应强度是多大 若电流增加为10A 所受磁场力为多大 2 若让导线与磁场平行 这点的磁感应强度多大 通电导线受到的磁场力多大 答案 1 1T0 1N 2 1T0 规律总结 1 磁场中某点的磁感应强度与导线中电流的大小 放置方向无关 2 磁场力的大小与电流大小 导线放置方向有关 通电导线与磁场方向垂直时 受到的磁场力最大 这时F BIL 平行时磁场力为0 变式训练3关于磁感应强度B 电流强度I 导线长L和导线所受磁场力F的关系 下列说法中正确的是 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 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