高中物理第3章第2節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度學(xué)案新人教版選修

1、3.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1理解和掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向、大小和單位。2能用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計算?！局攸c難點】磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立?！菊n前預(yù)習(xí)】1磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向：（1）物理學(xué)中把小磁針 時 極所指的方向規(guī)定為 的方向，簡稱為磁場的方向。（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度是 量，其方向為該點的 方向。（3）通電導(dǎo)線受力的方向 （填“是”或“不是”）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向2電流元：在物理學(xué)中，把 一段通電導(dǎo)線中的電流I 與導(dǎo)線長度L的 叫做電流元。它類似于電場中的 ，是為了研究磁場而引入的又一個理想化物理模型。3探究影響通電導(dǎo)線受力的因素實驗：（1）本實驗是探究空間某一位置電流元受到的磁場作用力與電流元

2、的關(guān)系，因此要把電流元放入磁場中某一點，這就要求電流元要足夠的短。但任何通電導(dǎo)線都是有一定長度的，實驗中通電導(dǎo)線處于U形磁鐵產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場中，各位置受到磁場的作用是相同的，因此可以用來間接表示空間某一位置的電流元受到的磁場作用力與電流元的關(guān)系。（2）實驗中通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，受到的磁場作用也與導(dǎo)線垂直，其的大小可由偏離的擺角來定量測得（課堂往往只作定性演示，比較擺角的大小來定性比較磁場作用力的大?。＃?）實驗結(jié)果：如圖3-2-1，三塊相同的蹄形磁鐵，并列放在桌上，直導(dǎo)線所在處的磁場認(rèn)為是均勻的，由該實驗發(fā)現(xiàn)磁場作用的大小與通電導(dǎo)線在磁場中的 有關(guān)外，還與電流的_ 和_ 有關(guān)。但在同一位

3、置_和_的比值 卻是相同的。4磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。海?）在探究影響通電導(dǎo)線受力因素實驗中，對于空間某一位置，當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，通電導(dǎo)線所受的安培力F跟電流元的比值是 （填“相同”或“不同”）的。這一比值物理學(xué)中可以用來表征該位置的 （2）定義式：B= 單位： ，簡稱 ，符號 ， 1T1EQ F(N,Am)。式中的F、B、I方向關(guān)系為：BI，F(xiàn)B，F(xiàn)I，則F垂直于B和I所構(gòu)成的平面。（3）比值的特點：在磁場中的同一點，比值與 、 無關(guān)，一般來說，磁場中的不同點，比值 ，由此可知，比值是與 有關(guān)的量，它反映了磁場的某種 。（4）如果空間某處磁場是由幾個磁場共同激發(fā)的，則該點處合磁場（實際磁

4、場）是幾個分磁場的 和；某處合磁場可以依據(jù)問題求解的需要分解為兩個分磁場；磁場的分解與合成必須遵循 運(yùn)算法則。歸納： 物理學(xué)中用比值法來定義的物理量很多，例如：物質(zhì)的密度、物質(zhì)的比熱容、電容器的電容、導(dǎo)體的電阻等等，凡是用比值來定義的物理量遵循同樣的規(guī)律，比值與分子、分母所代表的物理量的具體大小無關(guān)，因此不能單純從數(shù)學(xué)角度來理解這些物理概念，如不能理解為電場強(qiáng)度E與試探電荷受到的電場力F成正比，與試探電荷的電量成反比。5.電場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度比較電場強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度定義的依據(jù)電場對電荷q有作用力F對電場中任一點，eq f(F,q)恒量(由電場決定)對不同點，一般說恒量的值不同比值eq f(F,q

5、)可表示電場的強(qiáng)弱磁場對直線電流I有作用力F對磁場中任一點，F(xiàn)與磁場方向、電流方向有關(guān)在只考慮電流方向垂直于磁場方向的情況時，eq f(F,IL)恒量(由磁場決定)對不同點，一般說恒量的值不同比值eq f(F,IL)可表示磁場的強(qiáng)弱定義Eeq f(F,q)Beq f(F,IL)物理意義E在數(shù)值上等于電場對單位電荷作用力的大小B在數(shù)值上等于垂直于磁場方向長1 m、通入的電流為1 A的導(dǎo)線所受安培力的大小方向是一個矢量某點的電場強(qiáng)度方向就是通過該點的電場線的切線方向，也是放入該點正電荷的受力方向是一個矢量某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向就是通過該點的磁感線的切線方向，也是放入該點小磁針N極受力方向(實際上通電

6、導(dǎo)線受力方向既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直)大小可以用電場線形象地表示切線方向表示E的方向，疏密程度表示E的大小可以用磁感線形象地表示切線方向表示B的方向，疏密程度表示B的大小單位1 N/C1 V/m1 T1 N/(Am)【預(yù)習(xí)檢測】1下列說法中正確的是（ ） A電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強(qiáng)度為零B一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C表征電場中某點電場的強(qiáng)弱，是把一個檢驗電荷放在該點時受到的電場力與檢驗電荷本身電荷量的比值D表征磁場中某點磁場的強(qiáng)弱，是把一小段通電導(dǎo)線放在該點時受到的磁場力與該小段導(dǎo)體長度和電流乘積的比值2下列關(guān)干磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法中

7、正確的 （ ）A通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大B通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大C放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線,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中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)3下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說法中.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)體放在該處時所受磁場力的方向B小磁針N極受磁力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D磁場中某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點的磁場方向【典題探究】例1： 由定義式Beq f(F,IL)可知，磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小( )A隨IL的乘積的增大而減小

8、B隨F的增大而增大C與F成正比，與IL成反比D與F及IL無關(guān)，由F和IL的比值確定【解析】磁場中某一點的磁感應(yīng)強(qiáng)度是由形成磁場的磁體或電流的強(qiáng)度與分布情況決定的，與放入其中的電流元無關(guān)，電流元所起的作用僅僅是對磁場進(jìn)行探測，從而確定該點磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，因此本題答案為D.總結(jié)：對磁感應(yīng)強(qiáng)度B的理解可以類比電場強(qiáng)度這一物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小只決定于磁場本身的性質(zhì)，與F、I、L無關(guān)。例2：若地球的北半球某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，與水平方向的夾角為且斜向下，那么該處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量和豎直分量各是多少？若地球的地理南北極和地磁的北南極是重合的，那么在赤道上空地磁場的豎直分量是多大？【解

9、析】由于磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，有大小和方向。所以把地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行分解，所以地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量和豎直分量分別為：Bx=Bcos,By=Bsin. 在赤道上空，=00，有By=0答案：Bx=Bcos, By=Bsin. By=0總結(jié)：地球產(chǎn)生的磁場在南半球磁場的方向斜向上，豎直分量向上；在北半球磁場的方向斜向下，豎直分量向下。不論在南半球還是在北半球磁場的水平分量都是水平的，由南指向北。只有在赤道平面上，地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向才近似沿水平方向。 例3 ： 磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強(qiáng)度是2.5 A，導(dǎo)線長1 cm，它受到的安培力為510-2 N，則這個位置的磁感

10、應(yīng)強(qiáng)度是多大？接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到5 A時，這一點的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，是否肯定這里沒有磁場.【解析】 BEQ F(F,IL)2T。磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場和空間位置(點)決定的，和導(dǎo)線的長度L、電流I的大小無關(guān)，所以該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度是2 T。如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，則可能有兩種可能：一是該處沒有磁場；二是該處有磁場，此時通電導(dǎo)線與磁場方向平行。總結(jié)：在電場中某點電荷不受電場力，可以肯定該點的電場強(qiáng)度等于零；磁場力比電場力復(fù)雜，通電導(dǎo)線與磁感線平行時是不受到安培力的，正是由于這一緣故，我們不能從安培力為零來推證磁感應(yīng)強(qiáng)度也一定為零。【變式訓(xùn)練】 有一小段通電導(dǎo)線，長為1 cm，電流強(qiáng)度為5 A，把它置于磁場中某點，受到的磁場力為0.1 N，則該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定是()AB2 TBB2 TCB2 T D以上情況都有可能3.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度 【學(xué)案答案】【課前預(yù)習(xí)】 1（1）靜 N 磁感應(yīng)強(qiáng)度 （2）矢 磁場 （3）不是2很短 乘積IL 試探電荷，