物理选修3-1鲁科版53磁感应强度-磁通量课件.ppt

1、1第3、4节磁感应强度、磁通量磁与现代科技21知道磁感应强度的物理意义及单位2知道匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线分布情况3知道磁通量，通过计算磁通量的大小进一步了解定量描述磁场的方法4知道磁现象在生活、生产中的应用，培养将科学服务于人类的意识3电流元电流元 4磁场力磁场力 特斯拉特斯拉 受力受力 5大小、方向大小、方向 平行直线平行直线 6垂直垂直 BS 磁通密度磁通密度 78声音声音 影像影像 银行信息卡银行信息卡 磁防盗卡磁防盗卡 磁签到卡磁签到卡 常导电磁铁吸引常导电磁铁吸引 超导电磁铁相斥超导电磁铁相斥 作用板作用板 感应钢板感应钢板 磁铁同极相斥磁铁同极相斥 910115磁感应强度B

2、与电场强度E的比较磁感应强度B电场强度E物理意义描述磁场的性质描述电场的性质1213方向共同点矢量不同点小磁针N极的受力方向，表示磁场方向放入该点正电荷的受力方向，表示电场方向场的叠加共同点都遵从矢量合成法则不同点合磁感应强度B等于各磁场的B的矢量和合场强等于各个电场的场强E的矢量和单位1 T1 N/(Am)1 V/m1 N/C14二、磁通量的理解1概念：穿过某一面积的磁感线的条数叫做穿过这一面积的磁通量，简称磁通在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通152磁通量的计算(1)公式：BS适用条件：匀强磁场；磁感线

3、与平面垂直(2)公式的应用在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积1617三、磁与现代科技1记录与磁(1)磁化与去磁磁化原来没有表现出磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化利用摩擦、接触等方法可以使物体磁化去磁使原来有磁性的物体失去磁性的过程叫做去磁敲击、加热可以使磁体去磁18(2)磁记录磁记录是把要记录的相关信息通过变化的磁场使磁带或磁条上的磁性颗粒磁化而记录信息的在使用磁带或磁卡等磁记录物体时，一定不要将它们靠近磁铁等磁性物体，否则磁铁的磁场会破坏磁性颗粒的排列方式，将所记录的信息清除掉192交通与磁(1)常导电磁铁吸引式磁县浮常导电磁铁吸引式是

4、在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持1015 mm的间隙，并使导轨钢板的吸引力与车辆所受的重力平衡，从而使车体悬浮于轨道上运行如图53、42所示20(2)超导电磁铁相斥式磁悬浮超导电磁铁相斥式，是根据磁铁同名磁极相斥的原理，利用车上超导电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的斥力使车体悬浮如图53、43所示.212223解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”，只有在这个方向导线所受磁场力才最大，本题A选项未注明导线放置的方向，所以是错误的通电导线若放置方

5、向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以B选项也是错误的在磁场场源稳定的情况下，磁场内各点的磁感应强度(包含大小和方向)都是确定的，与放入该点的检验电流、导线无关，故选项C正确根据左手定则，磁场力方向与磁感应强度方向垂直，选项D错误答案C2425【变式1】有一小段通电导线，长为1 cm，通过的电流为5 A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B一定是()AB2 T BB2 TCB2 T D以上情况都有可能2627【典例2】下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是()A某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体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

6、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28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极受力的方向但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向答案BD借题发挥(1)磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同，但绝非电流的受力方向(2)磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的，和小磁针、电流的存在与否无关29【变式2】下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法，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

7、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后，N极所指的方向相同30解析电场的方向与磁感应强度的方向都是人为规定的正电荷在电场中受力的方向规定为电场中该点的电场方向，所以B对、A错在磁场中规定小磁针静止时N极所指的方向或N极的受力方向为该点磁感应强度的方向，故C、D均对答案BCD31【典例3】如图53、44所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？3233答案5.

8、5103 Wb34借题发挥磁通量BS的计算有几点要注意：(1)S是指闭合回路中的有效面积如图所示，若闭合回路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直，面积分别为S1和S2，且S1S2，但磁场区域恰好只有ABCD那么大，则穿过S1和S2的磁通量是相同的，因此，BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积35(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响同理，磁通量的变化量21，也不受线圈匝数的影响所以，直接用公式时，不必去考虑线圈匝数n.36【变式3】如图53、45所示，匀强磁场的磁感应强度B0.8 T，矩形线圈abcd的面积S0.5 m2，B与S垂直，线圈一半在磁场

9、中，则当线圈从图示位置绕ab边转过60角时，线圈中的磁通量为_，在此过程中磁通量的改变量为_3738【典例4】超导是当今高科技的热点，当一块磁铁靠近超导体时，超导体会产生强大的电流对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就是采用了这种技术(1)超导体产生强大的电流是由于()A超导体中磁通量很大B超导体中磁通量变化很快C超导体电阻为零D超导体电阻很大39(2)磁悬浮的原理()A超导体电流的磁场方向与磁体相同B超导体电流的磁场方向与磁体相反C超导体使磁体处于失重状态D超导体产生的磁力与磁体重力平衡解析据欧姆定律知电流大的原因是超导体的电阻为零，所以(1)选项为C；磁悬浮中超导电磁

10、铁相斥方式是据同名磁极相斥原理而悬浮起来的，悬起来时，超导体产生的磁力与磁体重力平衡，所以(2)选项为B、D.答案(1)C(2)BD40借题发挥磁现象在生活中应用很广泛，常见的有两种形式：(1)磁体间的相互作用，利用同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；(2)强磁体能改变磁记录或造成记录信息的损坏41【变式4】为保护好磁卡或带有磁条的存折上的信息，以下做法不正确的是()A放在易摩擦的地方B放在远离强磁场的地方C放在强电流附近D与磁铁放在一起解析强烈振动摩擦或有强磁场都可以使磁卡或磁条的信息改变或消磁，故A、C、D不正确，只有B对答案ACD 424344磁磁感感应应强强度度的的方方向向2关关于于磁

11、磁场场力力、磁磁感感应应强强度度的的下下列列说说法法，正正确确的的是是()A通通电电导导体体不不受受磁磁场场力力作作用用的的地地方方一一定定没没有有磁磁场场B将将I、L相相同同的的通通电电导导体体放放在在同同一一匀匀强强磁磁场场的的不不同同位位置置，受受磁磁场场力力一一定定相相同同C通通电电导导线线所所受受磁磁场场力力的的方方向向就就是是磁磁感感应应强强度度的的方方向向D以以上上说说法法都都不不正正确确4546磁磁通通量量的的理理解解3如如图图53、46所所示示，框框架架面面积积为为S，框框架架平平面面与与磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场方方向向垂垂直直，则则穿穿过过平平面面的的

12、磁磁通通量量为为_若若使使框框架架绕绕OO转转过过60角角，则则穿穿过过框框架架平平面面的的磁磁通通量量为为_；若若从从初初始始位位置置转转过过90角角，则则穿穿过过框框架架平平面面的的磁磁通通量量为为_；若若从从初初始始位位置置转转过过180角角，则则穿穿过过框框架架平平面面的的磁磁通通量量的的变变化化是是_4748磁磁与与现现代代科科技技4磁磁带带录录音音机机是是用用同同一一个个磁磁头头来来录录音音和和放放音音的的，磁磁头头结结构构如如图图53、47所所示示，在在一一个个环环形形铁铁芯芯上上绕绕着着一一个个线线圈圈铁铁芯芯有有个个缝缝隙隙，工工作作时时磁磁带带就就贴贴着着这这个个缝缝隙隙移

13、移动动录录音音时时，磁磁头头线线圈圈跟跟微微音音器器相相连连放放音音时时，磁磁头头线线圈圈改改为为跟跟扬扬声声器器相相连连磁磁带带上上涂涂有有一一层层磁磁粉粉，磁磁粉粉能能被被磁磁化化并并且且留留下下剩剩磁磁微微音音器器的的作作用用是是把把声声音音变变化化转转变变为为电电流流的的变变化化扬扬声声器器的的作作用用是是把把电电流流的的变变化化转转化化为为声声音音的的变变化化根根据据学学过过的的知知识识，把把普普通通录录音音机机录录音音的的基基本本原原理理简简明明扼扼要要地地写写出出来来49解析录音原理(电流的磁效应)：声音的变化经微音器转化为电流的变化，变化的电流流过线圈，在铁芯中产生变化的磁场，

14、磁带通过磁头时磁粉被不同程度地磁化，并留下剩磁这样声音的变化就被记录成不同程度的磁化答案见解析50单击此处进入单击此处进入 活页规范训练活页规范训练51判断空间磁场分布情况是解决许多问题的前提，所以我们应该掌握判断磁体和电流周围磁场强弱和方向的方法1磁体周围磁场：熟记条形磁铁，U形磁铁周围及内部磁感线分布情况一、关于各种磁感线的形状和分布的问题一、关于各种磁感线的形状和分布的问题522电流周围的磁场：掌握利用安培定则判断磁场分布的方法，注意直线电流与环形电流和通电螺线管应用安培定则的差异即直线电流要求大拇指指向电流方向，而环形电流与通电螺线管要求四指指向电流方向结果是直线电流中四指指向磁场方向

15、，环形电流和螺线管中大拇指指向螺线管内部磁场方向3要学会看各种实物视图例如截面图，俯(仰)视图，侧视图，立体图等等注意培养空间想象能力53【例1】如图1所示，螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距较远，当开关闭合后关于小磁针N极(黑色的一端)的指向，错误的说法是()A小磁针a的N极指向正确B小磁针b的N极指向正确C小磁针c的N极指向正确D小磁针d的N极指向正确54解析小磁针静止时N极的指向为该处的磁场方向，即磁感线的切线方向根据安培定则，蹄形铁芯被磁化后右端为N极，左端为S极，小磁针c指向正确；通电螺线管的磁场分布和条形磁铁相似，内部磁场向左，外部磁场向右，所以小磁针b指向正确，小磁针a指向错误；

16、环形电流形成的磁场左侧应为S极，故d的指向正确在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”，在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”电流方向，四指指“结果”磁场绕向；在判定环形电流磁场方向时，四指指“原因”电流绕向，大拇指指“结果”环内沿中心轴线的磁感线方向答案A55借题发挥识记几种典型磁场的磁感线分布图磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由N极到S极，磁体内部由S极回到N极小磁针在磁场中静止时北极(N极)的指向为该点磁场的方向56磁通量，形象地讲就是通过某一平面的磁感线的条数1磁通量是标量，不是矢量但磁通量有正、负，其正、负并不表示方向，而是表示磁感线的贯穿方向，这一点应该特别注意以手平面为例，如果规定磁感线从手心穿向手背的磁通量为正，那么从手背穿向手心的磁通量则为负其正、负含义仅此而已2定义式BS中的面积S指的是垂直于匀强磁场方向的面积，如果平面与磁场方向不垂直，取垂直磁场方向上的投影面积，即为有效面积二、关于磁通量的计算问题二、关于磁通量的计算问题57【例2】如图2所示，一个单匝线圈abcd水平放置，面积为S，当有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，当线圈以ab边为轴转过30和60时，穿过线圈的磁通量分别是多少？58