第2节 磁感应强度磁通量

第2节 磁感应强度 磁通量
[学习目标] 1.理解磁感应强度的概念及物理意义。2.知道磁感应强度的方向、大小、定义式和单位。3.知道匀强磁场的特点。4.知道磁通量的定义,会计算匀强磁场中通过某一面积的磁通量。
知识点一 磁感应强度 匀强磁场
如图所示,巨大的电磁铁能吸引成吨的钢材,小磁体只能吸引几枚铁钉,这说明不同磁体的磁性强弱不同,这些现象是否也意味着不同磁体在周围产生的磁场强弱也不同呢?
提示 
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磁感应强度
(1)电流元:很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il
(2)定义:一段通电直导线垂直放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值,叫作磁感应强度。
(3)定义式:B
(4)单位:特斯拉,简称,符号是T
(5)磁感应强度是表征磁场强弱的物理量。
(6)磁感应强度是矢量,它的方向就是该处小磁针静止时N极所指的方向。
匀强磁场
(1)概念:各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场。
(2)磁感线特点:匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线。
1.对定义式B的理解
(1)B是磁感应强度的定义式,其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为在磁场中某点通电导线受力的大小除和磁场强弱、电流I和导线长度l有关以外,还和导线的放置方向有关。
(2)导线在磁场中的放置方向不同,所受磁场力也不相同。当通电导线与磁场方向平行时,通电导线受力为零,所以我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度B的大小为零。
(3)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场,这时l应很短,Il称为电流元,相当于静电场中的试探电荷
2.磁感应强度B的方向
磁感应强度B是一个矢量,它的方向有以下三种表述方式:
(1)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。
(2)小磁针静止时N极所指的方向。
(3)小磁针N极受力的方向。
3.磁感应强度的叠加
磁感应强度是矢量,当空间存在几个磁体(或电流)时,每一点的磁场等于各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和。磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则。
 对磁感应强度的理解
【例1】 关于磁感应强度,下列说法中正确的是(  )
A.由B可知,BF成正比,与Il成反比
B.通电导线放在磁场中的某点,那点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,那点的磁感应强度就为零
C.通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场,通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场
D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定,其大小和方向是唯一确定的,与是否放入通电导线无关
答案 D
解析 磁感应强度B只是定义式,而不是决定式,磁感应强度B是由磁场本身决定的,与是否放入通电导线无关,故A、B错误,D正确;当通电导线平行于磁场方向放置时,通电导线所受到的磁场力为零,而此处的B0,故C错误。
 磁感应强度的叠加
【例2】 如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中,以导线为中心,R为半径的圆周上有abcd四个点,已知c点的实际磁感应强度为0,则下列说法中正确的是(  )
A.直导线中电流方向垂直纸面向里
B.a点的磁感应强度大小为 T,方向向右
C.b点的磁感应强度大小为 T,方向斜向下,与B成45°角
D.d点的磁感应强度为0
答案 C
解析 c点的磁感应强度为0,说明通电导线在c点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,即得到通电导线在c点产生的磁感应强度方向水平向左,根据安培定则判断可知,直导线中的电流方向垂直纸面向外,选项A错误;通电导线在a处的磁感应强度方向水平向右,则切削液废水a点磁感应强度大小为2 T,方向与B的方向相同,选项B错误;通电直导线在b点产生的磁感应强度大小为1 T,由安培定则可知,通电导线在b处的磁感应强度方向竖直向下,根据平行四边形定则得知,b点磁感应强度大小为 T,方向与B的方向成45°角斜向下,选项C正确;通电导线在d处的磁感应强度方向竖直向上,则d磁感应强度大小为 T,方向与B的方向成45°斜向上,不为零,选项D错误。
【训练1】 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电直导线,通过它的电流是2.5 A,导线长1 cm,它受到的磁场力为5.0×10-2 N。求:
(1)这个位置的磁感应强度大小;
(2)当把通电导线中的电流增大到5 A时,这一位置的磁感应强度大小。
答案 (1)2 T (2)2 T
解析 (1)由磁感应强度的定义式得
B T=2 T。
(2)磁感应强度远程控制杀虫灯B是由磁场本身决定的,和导线的长度l、电流I的大小无关,所以该位置的磁感应强度大小还是2 T。
知识点二 磁通量
定义:匀强磁场中磁感应强度B和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积。即ΦBS
单位:国际单位是韦伯,简称韦,符号是Wb,1 Wb=1__T·m2
引申B,表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。
【思考】
如图所示,S1S2S3为三个面积相同且相互平行的线圈,穿过S1S2S3的磁通量分别为Φ1Φ2Φ3
(1)比较Φ1Φ2Φ3的大小;
(2)定性比较磁通量大小时是否可以比较穿过平面的磁感线的条数?
提示 (1)Φ1>Φ2>Φ3 (2)可以
1.磁通量的计算
(1)公式:ΦBS
适用条件:石墨钢匀强磁场;
磁感线与平面垂直。
(2)若磁感线与平面不垂直,则ΦBScos θ。其中Scos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S氨基酸螯合物1,如图所示。
2.磁通量的正、负
(1)磁通量是标量,但有正、负,当磁感线从某一面穿入时,磁通量为正值,则磁感线从此面穿出时磁通量为负值。
(2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁通量为Φ1,反向磁通量为Φ2,则穿过该
平面的磁通量ΦΦ1Φ2
3.钾霞石磁通量的变化量
(1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦB·ΔS(BS相互垂直时)。
(2)当B变化,S不变时,ΔΦ=ΔB·S(BS相互垂直时)。

本文发布于:2024-09-22 01:03:24,感谢您对本站的认可!

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