高中物理 第三章 磁場(chǎng) 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度課件 新人教版選修31(1).ppt

第三章磁場(chǎng) 2磁感應(yīng)強(qiáng)度 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念 知道磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的物理量 2 理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義 并會(huì)用定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 內(nèi)容索引 知識(shí)探究 題型探究 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 知識(shí)探究 1 一 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 在電場(chǎng)中用電場(chǎng)強(qiáng)度描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向 在磁場(chǎng)中用什么物理量描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向 該物理量的方向是如何規(guī)定的 答案 用磁感應(yīng)強(qiáng)度描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向 物理學(xué)規(guī)定小磁針靜止時(shí)n極所指的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的方向 1 磁感應(yīng)強(qiáng)度 用來(lái)描述磁場(chǎng)和的物理量 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是的方向 即小磁針靜止時(shí)極所指的方向 即極受力的方向 或s極受力的 強(qiáng)弱 方向 磁場(chǎng) n 反方向 n 判斷下列說(shuō)法的正誤 1 磁感應(yīng)強(qiáng)度是標(biāo)量 只能表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱 不能表示磁場(chǎng)方向 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是磁場(chǎng)的方向 3 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針在任何情況下n極受力的方向都相同 4 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針靜止時(shí)n極的指向一定相同 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 如圖1所示 三塊相同的蹄形磁鐵并列放置 可以認(rèn)為磁極間的磁場(chǎng)是均勻的 將一根直導(dǎo)線(xiàn)懸掛在磁鐵的兩極間 有電流通過(guò)時(shí)導(dǎo)線(xiàn)將擺動(dòng)一個(gè)角度 通過(guò)擺動(dòng)角度的大小可以比較磁場(chǎng)力的大小 分別接通 2 3 或 1 4 可以改變導(dǎo)線(xiàn)通電部分的長(zhǎng)度 電流由外部電路控制 圖1 答案 電流越大 導(dǎo)線(xiàn)受力越大 圖1 1 保持導(dǎo)線(xiàn)通電部分的長(zhǎng)度不變 改變電流大小 導(dǎo)線(xiàn)受力情況如何變化 答案 通電導(dǎo)線(xiàn)越長(zhǎng) 導(dǎo)線(xiàn)受力越大 2 保持電流不變 改變導(dǎo)線(xiàn)通電部分的長(zhǎng)度 導(dǎo)線(xiàn)受力情況如何變化 圖1 答案 通電導(dǎo)線(xiàn)受力與導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度 電流 導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的放置方式有關(guān) 3 通電導(dǎo)線(xiàn)受力與哪些因素有關(guān) 1 電流元 在物理學(xué)中 把很短一段通電導(dǎo)線(xiàn)中的電流i與導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度l的叫做電流元 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度 將電流元il放入磁場(chǎng) 它受到的磁場(chǎng)力f與il的叫磁感應(yīng)強(qiáng)度 1 定義式b 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位 在國(guó)際單位制中的單位是 簡(jiǎn)稱(chēng)特 符號(hào)是 乘積il 垂直 比值 特斯拉 t 3 對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解 磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量 它是用法定義的物理量 由決定 與是否引入電流元 引入的電流元是否受力及受力大小 填 有關(guān) 或 無(wú)關(guān) 因?yàn)橥妼?dǎo)線(xiàn)取不同方向時(shí) 其受力大小不相同 故在定義磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí) 式中f是指通電直導(dǎo)線(xiàn)磁場(chǎng)放置時(shí)受到的磁場(chǎng)力 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是該處 填 是 或 不是 該處電流元受力f的方向 比值 磁場(chǎng)自身 無(wú)關(guān) 垂直 磁場(chǎng)的方向 不是 判斷下列說(shuō)法的正誤 1 通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力為零 則說(shuō)明該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與電流成反比 與其受到的磁場(chǎng)力成正比 3 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小等于通電導(dǎo)線(xiàn)受到的磁場(chǎng)力的大小f與電流i和導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度l的乘積的比值 4 通電導(dǎo)線(xiàn)只有垂直磁場(chǎng)放置時(shí) 所受的安培力才與il成正比 2 題型探究 一 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 例1下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說(shuō)法中 正確的是a 某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)線(xiàn)放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)力的方向b 小磁針s極所受磁場(chǎng)力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向c 垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線(xiàn)的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向d 磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 答案 解析 磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向 磁場(chǎng)方向也就是小磁針n極受力的方向 但通電導(dǎo)線(xiàn)受力的方向不代表磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)方向 1 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和小磁針n極受力方向相同 但絕非電流的受力方向 2 磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向是確定的 和小磁針 電流的存在與否無(wú)關(guān) 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 1 在定義式中 通電導(dǎo)線(xiàn)必須垂直于磁場(chǎng)方向放置 因?yàn)檠夭煌较蚍胖脤?dǎo)線(xiàn)時(shí) 同一導(dǎo)線(xiàn)受到的磁場(chǎng)力不相等 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式也適用于非勻強(qiáng)磁場(chǎng) 這時(shí)l應(yīng)很短很短 il稱(chēng)為 電流元 相當(dāng)于靜電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度公式中的 試探電荷 例2磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線(xiàn) 它的電流是2 5a 導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)1cm 它受到的磁場(chǎng)力為5 0 10 2n 求 1 這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 2t 解析 答案 2 如果把通電導(dǎo)線(xiàn)中的電流增大到5a時(shí) 這一位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 2t 解析 答案 磁感應(yīng)強(qiáng)度b是由磁場(chǎng)自身決定的 和導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度l 電流i的大小無(wú)關(guān) 所以該位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度還是2t 3 如果通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力 是否能肯定在這里沒(méi)有磁場(chǎng) 不能肯定 解析 答案 如果通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力 則有兩種可能 該處沒(méi)有磁場(chǎng) 該處有磁場(chǎng) 但通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向平行 例3有一小段通電導(dǎo)線(xiàn) 長(zhǎng)為1cm 導(dǎo)線(xiàn)中電流為5a 把它置于磁場(chǎng)中某點(diǎn) 受到的磁場(chǎng)力為0 1n 則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b一定是a b 2tb b 2tc b 2td 以上情況都有可能 答案 解析 磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式中的電流是垂直于磁場(chǎng)方向的電流 如果通電導(dǎo)線(xiàn)是垂直磁場(chǎng)方向放置的 此時(shí)所受磁場(chǎng)力最大f 0 1n 如果通電導(dǎo)線(xiàn)不是垂直磁場(chǎng)方向放置的 則受到的磁場(chǎng)力小于垂直放置時(shí)的受力 垂直放置時(shí)受力將大于0 1n 由定義式可知 b將大于2t 選項(xiàng)c正確 針對(duì)訓(xùn)練下列有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法中 正確的是a 磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來(lái)表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量b 若有一小段通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用 則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零c 若有一小段長(zhǎng)為l 通以電流i的導(dǎo)體 在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力為f 則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是d 由定義式可知 電流i越大 導(dǎo)線(xiàn)l越長(zhǎng) 某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小 答案 解析 引入磁感應(yīng)強(qiáng)度的目的就是用來(lái)描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的 因此選項(xiàng)a正確 磁感應(yīng)強(qiáng)度是與電流i和導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度l無(wú)關(guān)的物理量 三 磁感應(yīng)強(qiáng)度b與電場(chǎng)強(qiáng)度e的比較 例4 多選 下列說(shuō)法中正確的是a 電荷在電場(chǎng)中某處不受電場(chǎng)力的作用 則該處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零b 一小段通電導(dǎo)線(xiàn)在某處不受安培力的作用 則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零c 把一個(gè)試探電荷放在電場(chǎng)中的某點(diǎn) 它受到的電場(chǎng)力與所帶電荷量的比值表示該點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱d 把一小段通電導(dǎo)線(xiàn)放在磁場(chǎng)中某處 它所受到的磁場(chǎng)力與該小段通電導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度和電流的乘積的比值表示該處磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 答案 解析 在定義電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí) 都是在場(chǎng)中放一個(gè)小物體 能使場(chǎng)對(duì)它有力的作用 在電場(chǎng)中放入的是試探電荷 電場(chǎng)強(qiáng)度e用來(lái)定義 但e與f q無(wú)關(guān) 由可得f qe 故e 0時(shí) f 0 a c正確 而在磁場(chǎng)中放入的一小段通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的受力大小與導(dǎo)線(xiàn)的方向有關(guān) 平行于磁場(chǎng)方向放置時(shí) 磁場(chǎng)力f 0 垂直于磁場(chǎng)方向放置時(shí) 磁場(chǎng)力f最大 在定義式中 通電導(dǎo)線(xiàn)必須垂直磁場(chǎng)方向放置 因此 b d均錯(cuò) 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 3 1 下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法正確的是a 通電導(dǎo)線(xiàn)受磁場(chǎng)力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大b 通電導(dǎo)線(xiàn)在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大c 放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中各處的通電導(dǎo)線(xiàn) 受力大小和方向處處相同d 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線(xiàn)受力的大小和方向無(wú)關(guān) 答案 解析 1 2 3 4 因?yàn)榇艌?chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場(chǎng)本身決定 與通電導(dǎo)線(xiàn)的受力及方向都無(wú)關(guān) 所以a選項(xiàng)錯(cuò) d選項(xiàng)正確 因?yàn)橥妼?dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān) 而且與通電導(dǎo)線(xiàn)的取向有關(guān) 故b選項(xiàng)錯(cuò) 雖然勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等 但當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)在各個(gè)位置的方向不同時(shí) 磁場(chǎng)力是不相同的 導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)垂直時(shí)受磁場(chǎng)力最大 與磁場(chǎng)平行時(shí)受磁場(chǎng)力為零 而c選項(xiàng)中沒(méi)有說(shuō)明導(dǎo)線(xiàn)在各個(gè)位置的取向是否相同 所以c選項(xiàng)錯(cuò) 1 2 3 4 2 關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度 下列說(shuō)法正確的是a 由可知 b與f成正比 與il成反比b 通電導(dǎo)線(xiàn)放在磁場(chǎng)中某點(diǎn) 該點(diǎn)就有磁感應(yīng)強(qiáng)度 如果將通電導(dǎo)線(xiàn)拿走 該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就變?yōu)榱鉩 通電導(dǎo)線(xiàn)所受磁場(chǎng)力不為零的地方一定存在磁場(chǎng) 通電導(dǎo)線(xiàn)不受磁場(chǎng)力的地方一定不存在磁場(chǎng) 即b 0 d 磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定 1 2 3 4 答案 解析 1 2 3 4 磁感應(yīng)強(qiáng)度只是一個(gè)定義式 而不是決定式 磁感應(yīng)強(qiáng)度b是由磁場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的 與放不放通電導(dǎo)線(xiàn)無(wú)關(guān) 故選d 3 多選 把長(zhǎng)度l 電流i都相同的一小段電流元放入某磁場(chǎng)中的a b兩點(diǎn) 電流元在a點(diǎn)受到的磁場(chǎng)力較大 則a a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大于b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b a b兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度可能相等c a b兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度一定不相等d a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度可能小于b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度 答案 解析 由于電流元方向和磁場(chǎng)方向關(guān)系不確定 所以無(wú)法比較a b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 故b d正確 1 2 3 4 4 現(xiàn)有一段長(zhǎng)l 0 2m 通有電流i 2 5a的直導(dǎo)線(xiàn) 則關(guān)于此導(dǎo)線(xiàn)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的磁場(chǎng)中所受磁場(chǎng)力f的情況 下列說(shuō)法正確的是a 如果b 2t 則f一定為