版选修3_1.ppt

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1、2 磁感应强度,一、磁感应强度的方向 1.磁感应强度的物理意义：描述磁场_的 物理量。 2.磁感应强度的方向：小磁针_ 规定为该点的磁感应强度的方向，简称为磁场方向。,强弱和方向,静止时N极所指的方向,二、磁感应强度的大小 1.电流元：很短的一段通电导线中的_ _。,电流I与导线,长度L的乘积,2.影响通电导线在磁场中受力大小的因素(仅限通电导 线与磁场方向垂直时)： (1)导线受力既与导线的长度L 成正比，又与导线中的 电流I成_(选填“正比”或“反比”)，即与_ _成正比。 (2)同样的I、L，在不同的磁场中，或在非匀强磁场的 不同位置，导线受力一般_(A.不同 B.相同)。,正比,I和L

2、,的乘积IL,A,3.磁感应强度的大小：垂直放入磁场中某点的电流元受到的磁场力与_的比值，公式为B=_。 4.单位：_，符号是_，单位间关系： 1 T=_。,该电流元,特斯拉,T,1 N/(Am),【思考辨析】 (1)磁感应强度方向即小磁针静止时S极所指方向。( ) (2)虽然公式B= 是根据导线在匀强磁场中受力推导 出来的，但却适用于任何磁场。 ( ) (3)从B= 可以看出，磁场的磁感应强度与导线在 磁场中受的磁场力F成正比，与IL成反比。( ),(4)在物理学中，把很短一段通电导线叫作电流元。( ) (5)磁感应强度的方向与检验电流的受力方向相同。( ),提示：(1)。小磁针静止时N极所

3、指方向为磁感应强 度方向，错误。 (2)。公式B= 是磁感应强度定义式，适用于任何 磁场，正确。 (3)。磁场的磁感应强度由磁场本身决定，与磁场 力F、导线长度L以及电流I大小无关，错误。,(4)。把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫作电流元，错误。 (5)。磁感应强度的方向与小磁针N极受力的方向相同，与检验电流的受力方向不同，错误。,【生活链接】 地质学家为什么能通过岩石的极性和磁化的强度来判断岩石的形成年代？,提示：科学家推测，地球磁场的强度和方向随着时间 的推移在不断改变，地壳下面的熔岩由于地球内部的 压力，从板块之间的缝隙向上涌动，在接近地表时变 冷变硬，形成岩石。后来

4、形成的岩石把早年形成的岩 石向裂缝的两侧推移，因此越是靠近板块间的裂缝的 岩石就越“年轻”。熔岩冷却变硬形成岩石的同时， 其中铁磁性物质中的磁畴按照地球磁场的方向排列，,并被固定下来。因此，岩石忠实记录了它形成时的地球磁场的方向。通过研究岩石的极性和磁化强度、根据地球磁场的强度和方向随时间变化的规律就可以判断岩石形成的年代。,知识点一 对磁感应强度的理解 探究导入： 观察“影响通电导线受力的因素的实验”， 思考以下几个问题：,(1)如何根据实验现象判断通电导线所受磁场力F的大小？ (2)实验中是采用什么方法来探究通电导线受力大小与导线长度和电流的关系的？,提示：(1)可以根据通电导线摆动角度的

5、大小来判断所受磁场力F的大小，摆动角度越大，所受磁场力F越大。 (2)采用控制变量法。,【归纳总结】 1.定义式B= 的理解： (1)适用条件：通电导线垂直磁场放置。 (2)定义式B= 适用于任何磁场，在非匀强磁场中 IL为电流元，相当于电场中的“试探电荷”。,(3)B与F和IL的关系：磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关。即使不放入载流导线，磁感应强度也照样存在，故不能说“B与F成正比”或“B与IL成反比”。,2.磁感应强度B的方向：磁感应强度B是一个矢量，某点磁感应强度的方向不是放在该处的通电导线的受力方向。它的方向可以有以下几种表述方式：

6、,(1)小磁针静止时N极所指的方向，或小磁针静止时S极所指的反方向。 (2)小磁针N极受力的方向(不论小磁针是否静止)，或S极受力的反方向。 (3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。,3.磁感应强度的决定因素： 磁感应强度反映磁场本身的特性，其值决定于磁场。其值与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等均无关系。,【典题通关】 【典例】关于磁感应强度，下列说法正确的是 ( )A.若长为L、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为 B.由B= 知，B与F成正比，与IL成反比,C.由B= 知，一小段通电导体在磁场中某处不受磁 场

7、力的作用，说明该处B=0 D.磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的 方向,【正确解答】选D。只有当通电导线垂直放入磁场中， 磁感应强度才为 ，若导线与磁场不垂直，则磁感应 强度大于 ，故A错误；B= 是采用比值法定义的， B与F、IL等无关，不能说B与F成正比，与IL成反比， 故B错误；一小段通电导线在某处不受磁场力，该处 不一定无磁场，也可能是因为导线与磁场平行，故C,错误；磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，也就是小磁针北极所受磁场力的方向，所以D正确。,【过关训练】 1.下列关于磁感应强度大小的说法正确的是 ( ) A.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B.通电导线在磁感应

8、强度大的地方受力一定大 C.放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关,【解析】选D。因为磁场中某点的磁感应强度的大小和 方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无 关，所以A选项错误，D选项正确。因为通电导线在磁 场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电 导线的取向有关，故B选项错误。对C选项虽然匀强磁 场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的放 置方向不同时，导线所受安培力是不相同的(导线与,磁场垂直时所受安培力最大，与磁场平行时所受安培力为零)，而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所

9、以C选项错误。,2.在匀强磁场中某处P放一个长度为L=20 cm，通电电 流I=0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F= 1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中 撤走，则P处磁感应强度为 ( ),A.零 B.10 T，方向竖直向上 C.0.1 T，方向竖直向下 D.10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向 【解析】选D。由B= ，得B= T=10 T。 因为B的方向与F的方向垂直，所以B的方向不会沿竖 直向上的方向。,【补偿训练】 1.关于磁感应强度的方向，下面说法正确的是( ) A.放置在磁场中某点小磁针静止时N极所指方向就是该点磁感应强度的方向 B.磁场中某点磁感应强度的方向

10、就是小磁针在该点的受力方向,C.磁场中某点磁感应强度的方向由放置在该点的小磁针静止时N极所指方向决定 D.若把放置在磁场中的小磁针移走，则该点的磁感应强度方向就会发生变化,【解析】选A。根据磁感应强度方向的规定，小磁针静止时N极所指方向就是该点磁感应强度的方向，A正确；小磁针在磁场中N极与S极受力方向相反，而某点磁感应强度的方向是确定的，B错误；磁场中某点磁感应强度的方向由磁场本身决定，与小磁针无关，C、D错误。,2.(多选)如图所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感应强度B成=30角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是 ( ),A.增大电流I B.增加直导线的长度

11、 C.使导线在纸面内顺时针转30角 D.使导线在纸面内逆时针转60角,【解析】选A、B、D。由F=BILsin可知，选项A、B正确；当导线在纸面内顺时针转30角时，导线所受安培力为零，选项C错误；当导线在纸面内逆时针转60角，导线所受安培力F=BIL，达到最大，选项D正确。,知识点二 磁感应强度与电流强度的比较 探究导入： (1)电荷不受电场力的地方一定没有电场吗？通电导线不受磁场力的地方一定没有磁场吗？ (2)正电荷受电场力的方向是电场强度的方向，通电导线受磁场力的方向是磁感应强度的方向吗？,提示：(1)电荷在电场中一定受电场力，不受电场力的地方一定没有电场；通电导线在磁场中平行磁场放置时不

12、受磁场力，故通电导线不受磁场力的地方可能有磁场。 (2)磁感应强度的方向是小磁针N极的受力方向，或小磁针静止时N极的指向，并不是通电导线受磁场力的方向。,【归纳总结】 1.电场和磁场中物体的受力情况： (1)在电场中某一确定的位置放置一个检验电荷，该电荷受到的电场力是唯一确定的。 (2)在磁场中某一确定的位置放入一段导线，该导线受到的磁场力还与导线放置的方向及电流方向有关。,2.电场强度和磁感应强度的区别和联系：,【易错提醒】(1)不能认为磁感应强度方向与通电导线受力的方向一致。受电场中电场强度的方向是该点正电荷的受力方向的影响，误认为磁感应强度的方向与通电导线受力的方向一致。 (2)实际上磁

13、感应强度的方向规定为小磁针N极受力的方向，即小磁针静止时N极的指向。磁感应强度的方向与该点电流元所受力的方向既不相同，也不相反。,【典题通关】 【典例】(多选)(2018济宁高二检测)关于磁感应强度B和电场强度E的比较，下列说法正确的是 ( ),A.磁感应强度B和电场强度E都是矢量 B.磁感应强度B和电场强度E都是由场本身决定的 C.磁感应强度B和电场强度E的方向是检验电流和检验电荷在场中受力的方向 D.磁感应强度B和电场强度E都是用比值来定义的,【正确解答】选A、B、D。磁感应强度B和电场强度E都是矢量，磁感应强度B的方向是小磁针N极受力的方向，与检验电流元受力的方向垂直，电场强度E的方向与

14、检验正电荷所受的电场力的方向相同，所以选项A正确，选项C错误，B和E都是比值定义法定义的物理量，它们都与检验电流元或检验电荷无关，都是由场本身决定的，所以选项B、D都正确。,【过关训练】 (多选)(2018桂林高二检测)下列叙述正确的是 ( ) A.电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度为零 B.一小段通电导体在某处不受磁场力作用，则此处磁感应强度一定为零,C.表征磁场中某点的强弱，是把一小段通电直导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值 D.表征电场中某点的强度，是把一个检验电荷放到该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值,【解析】选A、D。根据公式E= ，电荷在

15、某处不受电 场力作用，则该处电场强度为零，故A正确；一小段通 电导体在某处不受磁场力作用，有可能是导线与磁场 平行，此处磁感应强度不一定为零，故B错误；表征磁 场中某点的强弱，是把一小段通电导线垂直于磁场的 方向放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和,电流的乘积的比值，故C错误；表征电场中某点的强弱，是把一个检验电荷放到该点时受到的电场力与检验电荷的比值，故D正确。,【补偿训练】 1.(多选)关于试探电荷和电流元，下列说法正确的是( ) A.试探电荷在电场中一定受到电场力的作用，电场力与所带电荷量的比值定义为电场强度的大小 B.电流元在磁场中一定受到磁场力作用，磁场力与通电导线长度和电流乘

16、积的比值定义为磁感应强度的大小,C.试探电荷所受电场力的方向与电场方向相同或相反 D.电流元在磁场中所受磁场力的方向与磁场方向相同或相反,【解析】选A、C。电荷在电场中一定受电场力的作 用，且E= ，A正确；正电荷所受电场力方向与电场 方向相同，负电荷所受电场力的方向与电场方向相 反，C正确；电流元在磁场中与磁场方向垂直放置时， 一定受磁场力的作用，并且B= ，平行时不受磁场 力，B错误；磁感应强度的方向不是根据电流元的受 力方向规定的，D错误。,2.(多选)磁感应强度B= ，与下列哪个物理量的 表达式体现了相同的物理方法 ( ) A.加速度a= B.电场强度E= C.电容C= D.电阻R=,

17、【解析】选B、C、D。磁感应强度B= 是比值定义 法；a= 是加速度的决定式，a随F、m的变化而变 化；电场强度E不随F、q的变化而变化，E= 利用的 是比值定义法；电容C与Q、U无关，C= 利用的是比 值定义法；电阻R不随U、I的变化而变化，R= 利用 的是比值定义法，综上所述选B、C、D。,3.(多选)比值法定义物理量是物理学中常用的一种方 法，所谓比值法定义物理量就是利用两个或者几个物 理量的比值作为新的物理量。例如电场强度E= ，磁 感应强度B= 等都是利用比值法定义的。关于这两个 式子下列说法正确的是 ( ),A.E= 说明E与F成正比，与q成反比，B= 说明B与F 成正比，与I和L

18、的乘积成反比 B.E由电场自身性质决定，与F和q无关，F与q成正比 C.B由磁场自身性质决定，与F和IL无关，F与IL成正比 D.E与F和q无关，F与q也无关；B与F和IL无关，F也与 IL无关,【解析】选B、C。所谓比值定义法，就是用两个基本 的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。比 值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物 质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小 取舍而改变。电场强度与放入电场中的电荷无关，所 以E= 、B= 属于比值定义法，故A错误。E由电场自 身性质决定，与F和q无关，F与q成正比，故B正确。,B由磁场自身性质决定，与F和IL无关，F与IL成正比，故

19、C正确。E与F和q无关，F=qE，F与q有关；B与F和IL无关，F=BIL，F也与IL有关，故D错误。,【拓展例题】考查内容：用图象描述磁场问题 先后在磁场中A、B两点引入长度相等的 短直导线，导线与磁场方向垂直。如图 所示，图中a，b两线分别表示在磁场中 A，B两点导线所受的磁场力F与通过导线的电流I的关系。下列说法中正确的是 ( ),A.A，B两点磁感应强度相等 B.A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度 C.A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度 D.无法比较磁感应强度的大小,【正确解答】选B。导线受到的磁场力F=BIL。对于题图给出的F-I图线，直线的斜率k=BL，由题图可知kakb，又因A，B两点导线的长度L相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，B项正确。,