2019-2020年高中物理《3.12 磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量》教案 新人教版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理《3.12 磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量》教案 新人教版選修3-1 【基本內(nèi)容】 一、磁感應(yīng)強(qiáng)度(B) 1.意義:物理學(xué)中用磁感應(yīng)強(qiáng)度來描述磁場的強(qiáng)弱。 2.定義:在磁場中垂直于磁場方向放置的通電直導(dǎo)線,所受的安培力F與電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL(電流元)的比值,叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度。定義式: 3.方向:磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量,其方向就是該點(diǎn)的磁場方向。即磁感應(yīng)強(qiáng)度方向規(guī)定為該點(diǎn)小磁針N所受的磁場力方向。 4.單位:在國際單位制中的單位是“特斯拉”,簡稱“特”,符號是“T”。 二、磁通量(φ) 5.定義:我們把磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟與磁場方向垂直的平面面積S的乘積,叫做穿過這個(gè)面積的磁通量。 6.計(jì)算式:φ=BS cosθ。θ是B與S的夾角。當(dāng)B⊥S時(shí):φ=BS 。 7.單位:在國際單位制中的單位是“韋伯”,簡稱“韋”,符號是“Wb”。 8.物理意義:穿過某一面積的磁感線條數(shù)。 9.磁通量是標(biāo)量:無方向,但有正負(fù)。在規(guī)定磁感線沿某方向穿過平面時(shí)磁通量為正,則沿反方向穿過即為負(fù)。 10.磁通密度(B的大?。捍怪贝┻^單位面積的磁感線條數(shù)。B=Φ/S 【典例分析】 例1.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念,下列說法中正確的是?。ā 。? A.磁場中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測定:把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí),受到的磁場力F與該導(dǎo)線的長度L、通過的電流I乘積的比值即為磁場中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B.一小段通電導(dǎo)線在空間某處不受磁場力的作用,那么該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 C.磁感應(yīng)強(qiáng)度只是定義式,它的大小取決于場源以及磁場中的位置,與F、I、L以及通電導(dǎo)線在磁場的方向無關(guān) D.通電導(dǎo)線所受磁場力的方向就是磁場的方向 [解析] (1)根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義,通電導(dǎo)線應(yīng)為“在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線”.A選項(xiàng)未注明導(dǎo)線放置方向,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤; (2)當(dāng)導(dǎo)線放置方向與電流平行時(shí),不受磁場力作用,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤; (3)磁場內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是唯一確定的,與放入該點(diǎn)的電流元無關(guān),C選項(xiàng)正確; (4)根據(jù)探究實(shí)驗(yàn)可知,電流元受磁場作用力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不同,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 注意:磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F/IL是反映磁場的力的性質(zhì)的物理量,是利用比值法定義的,是定義式而不是決定式.磁場中各處的B值是唯一確定的,與放入該點(diǎn)的電流元的大小、方向均無關(guān). 例2.為測定磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,在磁場中該處垂直于磁場方向放入一直線電流,多次改變導(dǎo)線中的電流,并將電流的數(shù)值進(jìn)行記錄。下列四幅圖象表現(xiàn)的是磁場該處磁感應(yīng)強(qiáng)度B與通過導(dǎo)線的電流I(或1/I)的關(guān)系圖線,其中正確的是哪一幅或哪幾幅?說明理由。 [解析] (1)由磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式,看上去好象B與I成反比,B與成正比,從而選A、B兩個(gè)答案。 (2)其實(shí)磁場某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小僅由磁場本身性質(zhì)決定,與電流元及其受到的磁場作用力無關(guān),及磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不隨電流變化,故應(yīng)選CD兩個(gè)正確答案。 例3.如圖所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T,單匝線圈邊長ab=30cm、bc=30cm,某線圈由圖示位置以ab為軸,自cd邊向上轉(zhuǎn)動,當(dāng)轉(zhuǎn)過37角時(shí),磁通量變化多少?(圖中矩形線圈平面邊與磁感線垂直,sin37=0.6。) [解析] (1)在勻強(qiáng)磁場中計(jì)算磁通量時(shí),因公式中面積S要與磁場方向相垂直,所以在沒轉(zhuǎn)前的磁通量為 (2)轉(zhuǎn)動之后,穿過線圈的磁通量為 Φ2=BScos370=0.20.30.30.8Wb=1.4410-2 Wb (3)磁通量變化為 ⊿Φ=Φ2-Φ2=﹣3.610-3 Wb 負(fù)號表示磁通量減少。 注意:磁通量的計(jì)算,一定要注意研究的平面要與磁場垂直,否則就要將這個(gè)平面在垂直于磁場方向進(jìn)行投影。 【知識檢測】 1.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式,下列說法中正確的是 ( ?。? A.電流元IL在磁場中受力為F,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定等于 B.電流元IL在磁場中受力為F,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能大于或等于 C.磁場中電流元受力大的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 D.以上說法都不正確 2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是T,下面哪個(gè)單位與1T單位相同?( ) A.1kg/As2 B.1kgm/As2 C.1kgm2/s2 D.1N/Am 3.某地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是4.010-5T,一根長為500m的電線,電流為10A,該導(dǎo)線可能受到磁場的作用力為( ) A.0 B.0.1N C.0.3N D.0.4N 4.下列關(guān)于磁通量的說法中正確的是:( ?。? A.當(dāng)置于磁場中的平面垂直于磁場方向的時(shí)候,穿過平面的磁通量最小 B.磁感應(yīng)強(qiáng)度也叫做磁通密度 C.穿過平面的磁通量小,該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定也小 D.穿過平面的磁通量為零,該平面所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 5.一個(gè)勻強(qiáng)磁場約束在長方體內(nèi),它的截面是矩形abcd,如圖,ab = 40cm,bc = 30cm。一根通入5A電流的直導(dǎo)線AC長為60cm,在紙面內(nèi)平行bc方向安放時(shí),導(dǎo)線受到的安培力大小為0.3N。當(dāng)這條通電導(dǎo)線處于紙面內(nèi)時(shí),能受到勻強(qiáng)磁場的最大磁場力是多少? 6.用長度為0.8m的細(xì)長導(dǎo)線圍成一個(gè)正方形的線框,將它放入一個(gè)勻強(qiáng)磁場中,線框平面與磁場方向垂直。已知這個(gè)磁場的磁通密度為4.0 10-2Wb/m2,當(dāng)線框轉(zhuǎn)過180時(shí),穿過線框的磁通量的變化量是多大? [答案] 1.B 2.AD 3.AB 4.BD 5.0.5N 6.3.210-3 Wb 【課外閱讀】 磁場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁場強(qiáng)度是描述磁介質(zhì)中磁場的一個(gè)輔助物理量。常用符號H表示,定義為H=(B/μo)-M式中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度;M是磁化強(qiáng)度;μo是真空磁導(dǎo)率。在線性各向同性磁介質(zhì)中,M與H成正比,即M=xmH,xm是磁介質(zhì)的磁化率。于是上式表為B=μo(1+xm)H=μoμrH式中μr=1+xm稱為磁介質(zhì)的相對磁導(dǎo)率,上式是表征介質(zhì)磁化性質(zhì)的介質(zhì)方程。 磁場強(qiáng)度矢量H是為了磁場的安培環(huán)路定理得到形式上簡化而引入的輔助物理量。它的物理意義類似于電位移矢量D。從定義的操作方面來看,磁感應(yīng)強(qiáng)度是完全只是考慮磁場對于電流元的作用,而不考慮這種作用是否受到磁場空間所在的介質(zhì)的影響,這樣磁感應(yīng)強(qiáng)度就是同時(shí)由磁場的產(chǎn)生源與磁場空間所充滿的介質(zhì)來決定的。相反,磁場強(qiáng)度則完全只是反映磁場來源的屬性,與磁介質(zhì)沒有關(guān)系。這兩個(gè)概念在實(shí)際運(yùn)用中各有其方便之處。在國際單位制(SI)中,磁場強(qiáng)度H的單位是安培/米(A/m)。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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