高中物理人教版1第三章磁場第2節(jié)磁感應(yīng)強度（全國一等獎）

第三章磁場磁感應(yīng)強度學案【教學目標】1．理解和掌握磁感應(yīng)強度的方向和大小、單位。2．能用磁感應(yīng)強度的定義式進行有關(guān)計算。重點：磁感應(yīng)強度概念的建立難點：磁感應(yīng)強度概念的建立【自主預(yù)習】1．磁感應(yīng)強度的方向方向規(guī)定：小磁針靜止時所指的方向，也即小磁針在磁場中的受力方向．2．磁感應(yīng)強度的大?。?1)電流元：在物理學上把很短一段通電導線中的與的乘積兒叫做電流元．(2)勻強磁場：磁感應(yīng)強度的和方向處處相同的磁場．(3)磁感應(yīng)強度的定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線受到的安培力F跟電流J和導線長度L的乘積IL的，用B表示．(4)定義式：B=．(5)單位：特斯拉，簡稱特，符號T．【典型例題】一、磁感應(yīng)強度B的定義【例1】由定義式B＝eq\f(F,IL)可知，磁場中某處的磁感應(yīng)強度大小()A．隨IL的乘積的增大而減小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的比值確定二、與磁感應(yīng)強度相關(guān)的計算【例2】有一小段通電導線，長為1cm，電流強度為5A，把它置于磁場中某點，受到的磁場力為N，則該點的磁感應(yīng)強度B一定是()A．B＝2TB．B≤2TC．B≥2TD．以上情況都有可能三、磁感應(yīng)強度的定義【例3】在磁感應(yīng)強度的定義式B＝eq\f(F,IL)中，有關(guān)各物理量間的關(guān)系，下列說法中正確的是()A．B由F、I和L決定B．F由B、I和L決定C．I由B、F和L決定D．L由B、F和I決定四、磁感應(yīng)強度的理解【例4】有關(guān)磁感應(yīng)強度的下列說法中，正確的是()A．磁感應(yīng)強度是用來表示磁場強弱的物理量B．若有一小段通電導體在某點不受磁場力的作用，則該點的磁感應(yīng)強度一定為零C．若有一小段長為L，通以電流為I的導體，在磁場中某處受到的磁場力為F，則該處磁感應(yīng)強度的大小一定是eq\f(F,IL)D．由定義式B＝eq\f(F,IL)可知，電流強度I越大，導線L越長，某點的磁感應(yīng)強度就越小【例5】下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向和電場強度的方向的說法，正確的是()A．電場強度的方向與電荷所受的電場力的方向相同B．電場強度的方向與正電荷所受的電場力的方向相同C．磁感應(yīng)強度的方向與小磁針N極所受磁場力的方向相同D．磁感應(yīng)強度的方向與小磁針靜止時N極所指的方向相同【課后練習】1.下列說法中正確的是()A．電荷在某處不受靜電力的作用，則該處的電場強度為零B．一小段通電導線在某處不受磁場力的作用，則該處的磁感應(yīng)強度一定為零C．把一個試探電荷放在電場中的某點，它受到的靜電力與所帶電荷量的比值表示該點電場的強弱D．把一小段通電導線放在磁場中某處，它受到的磁場力與該小段通電導線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強弱2．把小磁針N極向東置于地磁場中，放手后小磁針將(從上向下看)()A．順時針轉(zhuǎn)B．逆時針轉(zhuǎn)C．不動D．無法判定3．下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向的說法中，正確的是()A．某處磁感應(yīng)強度的方向就是一小段通電導體放在該處時所受磁場力的方向B．小磁針N極受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強度的方向C．垂直于磁場放置的通電導線的受力方向就是磁感應(yīng)強度的方向4.下列關(guān)于磁感應(yīng)強度大小的說法正確的是()A．通電導線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強度一定大B．通電導線在磁感應(yīng)強度大的地方受力一定大C．放在勻強磁場中各處的通電導線，受力大小和方向處處相同D．磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受力的大小和方向無關(guān)5．有檢驗電流元長1cm，并通以1A的電流，把它垂直于磁場方向放于磁場中的某點時，受到的磁場力為N，則該點的磁感應(yīng)強度的大小為()A．10TB．5TC．2TD．T6．停在十層的電梯底板上放有兩塊相同的條形磁鐵，磁鐵的極性如圖2所示．開始時兩塊磁鐵在電梯底板上處于靜止狀態(tài)()A．若電梯突然向下開動(磁鐵與底板始終相互接觸)，并停在一層，最后兩塊磁鐵可能已碰在一起B(yǎng)．若電梯突然向下開動(磁鐵與底板始終相互接觸)，并停在一層，最后兩塊磁鐵一定仍在原來位置C．若電梯突然向上開動，并停在二十層，最后兩塊磁鐵可能已碰在一起D．若電梯突然向上開動，并停在二十層，最后兩塊磁鐵一定仍在原來位置7．在磁場中的同一位置，先后引入長度相等的直導線a和b，a、b導線的方向均與磁場方向垂直，但兩導線中的電流不同，因此所受到的力也不相同．下圖中的幾幅圖象表現(xiàn)的是導線所受到的力F與通過導線的電流I的關(guān)系．a(chǎn)、b各自有一組F、I的數(shù)據(jù)，在圖象中各描出一個點．下列四幅圖中正確的是()8．關(guān)于場的認識正確的是()A．萬有引力場中力的方向和電場中電荷受力方向是相同的B．電場中力的方向不但與電場線的方向有關(guān)，還與受力電荷電性有關(guān)C．磁場中受力的物體有磁體(N、S極受力不同)、運動電荷和電流，受力方向比較復(fù)雜D．磁場的方向研究依據(jù)小磁針N極確定，大小利用電流元受力情況來確定9.先后在磁場中A、B兩點引入長度相等的短直導線，導線與磁場方向垂直，如圖3所示，圖中a、b兩圖線分別表示在磁場中A、B兩點導線所受的力F與通過導線的電流I的關(guān)系．下列說法中正確的是()A．A、B兩點磁感應(yīng)強度相等B．A點的磁感應(yīng)強度大于B點的磁感應(yīng)強度C．A點的磁感應(yīng)強度小于B點的磁感應(yīng)強度D．無法比較磁感應(yīng)強度的大小10.兩根通電的長直導線平行放置，電流分別為I1和I2，電流的方向如圖4所示．在與導線垂直的平面上有a、b、c、d四點，其中a、b在導線橫截面連線的延長線上，c、d在導線橫截面連線的垂直平分線上．導體中的電流在這四點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度可能為零的是()A．a(chǎn)點B．b點C．c點D．d點11.如圖1所示，一根長為L的細鋁棒用兩個勁度系數(shù)為k的彈簧水平地懸吊在勻強磁場中，磁場方向垂直于紙面向里，當棒中通以向右的電流I時，彈簧縮短Δx，若通以向左的電流，也是大小等于I時，彈簧伸長Δx，則磁感應(yīng)強度B值為()\f(kΔx,IL)\f(2kΔx,IL)\f(kIL,Δx)\f(2IL,kΔx)12．某地地磁場的磁感應(yīng)強度大約是×10－5T．一根長為500m的電線，電流為10A，該導線受到的最大磁場力是多少？13．磁感應(yīng)強度為矢量，它可以分解為幾個分量．(1)如果北半球某處地磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，與水平方向的夾角為θ，那么該處地磁場的磁感應(yīng)強度的水平分量和豎直分量各為多大？(2)如果地理南、北極和地磁北、南極是重合的，那么在赤道上空磁場的豎直分量是多大？在極地上空地磁場的水平分量是多大？14．如圖5所示，豎直向下的勻強磁場中，用兩條豎直線懸吊一水平通電直導線，導線長為L，質(zhì)量為m，通入電流I后，懸線偏離豎直方向θ角保持靜止，已知導線受的磁場力方向水平，求磁場的磁感應(yīng)強度．.答案：例1.答案D解析磁場中某一點的磁感應(yīng)強度是由形成磁場的磁體或電流的強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行探測，從而確定該點磁場的磁感應(yīng)強度，因此本題答案為D.例2.答案C解析本題考查磁感應(yīng)強度的定義，應(yīng)知道磁感應(yīng)強度的定義式中的電流是垂直于磁場方向的電流．如果通電導線是垂直磁場方向放置的，此時所受磁場力最大F＝N，則該點的磁感應(yīng)強度為B＝eq\f(F,IL)＝eq\f,5×T＝2T如果通電導線不是垂直磁場方向放置的，則受到的磁場力小于垂直放置時的受力，垂直放置時的受力將大于N，由定義式可知，B將大于等于2T.例3.解析磁感應(yīng)強度是磁場中某點的固有性質(zhì)，與放入什么樣的導線無關(guān)，電流是由導線的電阻和導線兩端的電壓決定的，而導線長度更是與磁場沒有關(guān)系，在放入磁場前就確定了．答案B例4.解析磁感應(yīng)強度的引入目的就是用來描述磁場強弱，因此選項A是正確的；磁感應(yīng)強度是與電流I和導線長度L無關(guān)的物理量，且B＝eq\f(F,IL)中的B、F、L相互垂直，所以選項B、C、D皆是錯誤的．答案A例5.答案BCD解析電場強度的方向就是正電荷受的電場力的方向，磁感應(yīng)強度的方向是小磁針N極受力的方向．課后練習1.答案AC解析把電荷放入某處，如果電荷沒有受到靜電力的作用，則該處不存在電場或該處的電場強度為零，故A對；把通電直導線放入某處，如果放置不合適，即使有磁場存在，通電直導線也不受磁場力的作用，故B錯；由電場強度的定義式E＝eq\f(F,q)知，電場強度等于試探電荷受到的靜電力F與所帶電荷量q的比值，故C對；磁感應(yīng)強度的定義式B＝eq\f(F,IL)的成立是有條件的，即通電導線與磁場方向垂直，否則該定義式不成立，故D錯．3.答案BD解析磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向表示該點的磁場的方向，磁場方向也就是小磁針N極受力的方向．但電流受力的方向不代表磁感應(yīng)強度和磁場方向．4.答案D解析因為磁場中某點的磁感應(yīng)強度的大小和方向由磁場本身決定，與通電導線的受力及方向都無關(guān)，所以A選項錯，D選項正確．因為通電導線在磁場中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強度有關(guān)，而且與通電導線的取向有關(guān)，故B選項錯．對C選項雖然勻強磁場中磁感應(yīng)強度處處相等，但當導線在各個位置的方向不同時，導線所受安培力是不相同的(導線與磁場垂直時受安培力最大，與磁場平行時受安培力為零)，而C選項中沒有說明導線在各個位置的取向是否相同，所以C選項錯．5.答案A解析根據(jù)F＝BIL，B＝eq\f(F,IL)＝eq\f,1×10－2)T＝10T.6.答案AC解析兩塊磁鐵原來靜止，則磁鐵所受靜摩擦力大于或等于磁鐵間的吸引力，當電梯突然向下開動，由于失重，最大靜摩擦力會減小，當最大靜摩擦力減小到小于磁鐵間的吸引力時，兩磁鐵會相互靠近而碰在一起，故A對B錯；若電梯向上開動，當電梯在最后減速運動時，磁鐵同樣處于失重狀態(tài)，故C對D錯．7.答案C解析兩條相同的導線通入不同的電流先后放在磁場中的同一點，并且電流方向都與磁場方向垂直．由于磁場方向是不變的，故導線所在處的磁感應(yīng)強度是確定的．根據(jù)磁感應(yīng)強度的定義式，當L確定時，F(xiàn)∝I時，則F—I圖象應(yīng)是過原點的一條直線，故C對．8.答案BCD解析正電荷受力方向與電場方向相同，負電荷受力方向與電場方向相反，A錯B對；磁場對電流或運動電荷的作用力方向與電流方向或電荷運動方向有關(guān)，C、D對．9.答案B10.答案AB11.答案A解析設(shè)不通電時，彈簧長為x，則通向右的電流時，有k(x－Δx)＝mg－BIL.通向左的電流時，有k(x＋Δx)＝mg＋BIl.解得B＝eq\f(kΔx,IL).12.答案N解析電流處在地磁場中，根據(jù)磁感應(yīng)強度的定義，只有電流與磁場垂直時，所受的磁場力最大．由公式B＝eq\f(F,I