高中物理选修31学案2 磁感应强度Word格式.docx

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小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称磁场的方向．

二、磁感应强度的大小

1.电流元：

在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元．

2．磁感应强度：

将电流元IL垂直放入磁场，它受到的磁场力F与IL的比值叫磁感应强度．

（1）定义式B＝

.

（2）磁感应强度的单位：

在国际单位制中的单位是特斯拉，简称特，符号是T.1T＝1

1．判断下列说法的正误．

（1）磁感应强度是矢量，磁感应强度的方向就是磁场的方向．（√）

（2）磁感应强度的方向与小磁针在任何情况下N极受力的方向都相同．（√）

（3）通电导线在磁场中受到的磁场力为零，则说明该处的磁感应强度为零．（×

）

（4）磁感应强度的大小与电流成反比，与其受到的磁场力成正比．（×

2．在匀强磁场中，一导线垂直于磁场方向放置，导线长度为0.1m，导线中电流为5A，若导线受力为0.28N，则磁感应强度大小为 

T.

[[答案]]　0.56

在电场中用电场强度描述电场的强弱和方向，在磁场中用什么物理量描述磁场的强弱和方向？

该物理量的方向是如何规定的？

[[答案]]　用磁感应强度描述磁场的强弱和方向，物理学规定小磁针静止时N极所指的方向为磁感应强度的方向．

磁场方向应描述为该点的小磁针N极受力方向或静止时N极所指的方向，而不能说是小磁针的受力方向．磁场的方向可有以下四种表述方式：

（1）小磁针静止时N极所指的方向，即N极受力的方向．

（2）小磁针静止时S极所指的反方向，即S极受力的反方向．

（3）磁感应强度B的方向．

（4）磁感线的切线方向（下节学习）．

例1　关于磁感应强度的方向，下面说法正确的是（　　）

A．磁感应强度的方向就是小磁针N极所指的方向

B．磁感应强度的方向与小磁针在任何情况下N极的受力方向一致

C．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，则该点磁感应强度的方向就会发生变化

[[答案]]　B

[[解析]]　磁感应强度的方向，是小磁针N极的受力方向，也是小磁针静止时N极所指方向，A错误，B正确；

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．

如图所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的，将一根直导线悬挂在磁铁的两极间，有电流通过时导线将摆动一个角度，通过摆动角度的大小可以比较磁场力的大小，分别接通“2、3”或“1、4”可以改变导线通电部分的长度，电流由外部电路控制．

（1）接通1、4（保持导线通电长度不变），当电流增大时，悬线的偏角如何变化？

说明什么？

（2）保持电流不变，分别接通1、4或2、3，悬线的偏角如何变化？

（3）通电导线受力与哪些因素有关？

[[答案]]　

（1）电流越大，悬线偏角越大，说明导线受力越大．

（2）从接1、4改为接2、3，悬线偏角减小，说明通电导线越长，导线受力越大．

（3）通电导线受力与导线长度、电流、导线在磁场中的放置方式有关．

1．磁感应强度是反映磁场性质的物理量，是由磁场自身因素决定的，与是否引入电流无关，与引入的电流是否受力无关．

2．对于定义式B＝

，不能理解为B与F成正比，与IL成反比，B由磁场本身决定．

3．用

描述磁场强弱时，通电导线必须与磁场方向垂直．

4．磁感应强度的方向是该处磁场的方向，而不是F的方向．

5．磁感应强度B是矢量，两个磁场叠加时，应采用矢量叠加的方法计算合磁感应强度．

例2　磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，通过它的电流是2.5A，导线长1cm，它受到的磁场力为5.0×

10－2N．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5A时，这一位置的磁感应强度大小；

（3）如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，此处一定没有磁场吗？

[[答案]]　

（1）2T　

（2）2T　（3）不一定

[[解析]]　

（1）由磁感应强度的定义式得

B＝

＝

T＝2T.

（2）磁感应强度B是由磁场自身决定的，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2T.

（3）不一定．如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：

①该处没有磁场；

②该处有磁场，但通电导线与磁场方向平行．

[学科素养]　例2提出在外界条件变化时，磁场中的磁感应强度会如何变化这一问题，接着提出猜想和假设让学生去解答，最后学生做出解释并得出结论，这体现了“实验探究”的学科素养．

例3　有一小段通电导线，长为1cm，导线中电流为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是（　　）

A．B＝2TB．B≤2T

C．B≥2TD．以上情况都有可能

[[答案]]　C

[[解析]]　磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流．如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大F＝0.1N，则该点的磁感应强度B＝

T＝2T，如果通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时的受力，垂直放置时受力将大于0.1N，由定义式可知，B将大于2T．选项C正确．

针对训练　下列有关磁感应强度的说法中，正确的是（　　）

A．磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量

B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零

C．若有一小段长为L、通以电流I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是

D．由定义式B＝

可知，电流I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小

[[答案]]　A

[[解析]]　引入磁感应强度的目的就是用来描述磁场强弱和方向的，因此选项A正确；

磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量，且B＝

中的B、F、L相互垂直，所以选项B、C、D错误.

1．（对磁感应强度的理解）关于磁感应强度，下列说法中正确的是（　　）

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，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场

D．某点磁感应强度的方向就是小磁针北极在此点所受磁场力的方向

[[答案]]　D

2．（磁感应强度与电场强度的比较）（多选）下列说法中正确的是（　　）

A．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度一定为零

B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零

C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱

D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱

[[答案]]　AC

[[解析]]　在定义电场强度和磁感应强度时，都是在场中放一个小物体，能使场对它有力的作用．在电场中放入的是试探电荷，电场强度E用E＝

来定义，但E与F、q无关，由E＝

可得F＝qE，故E＝0时，F＝0，A、C正确；

而在磁场中放入的一小段通电导线在磁场中的受力大小与导线的方向有关，平行于磁场方向放置时，磁场力F＝0，垂直于磁场方向放置时，磁场力F最大．在定义式B＝

中，通电导线必须垂直磁场方向放置，B、D错误．

3．（磁感应强度的大小与导线受力）现有一段长L＝0.2m、通有电流I＝2.5A的直导线，则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的情况，下列说法正确的是（　　）

A．如果B＝2T，则F一定为1N

B．如果F＝0，则B也一定为零

C．如果B＝4T，则F有可能为2N

D．当F为最大值时，通电导线一定与B平行

[[解析]]　当导线与磁场方向垂直时，所受磁场力F最大，F＝BIL，当导线与磁场方向平行时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度时，0<

F<

BIL，故选项A、D错误，C正确；

磁感应强度是磁场本身的性质，与力F无关，选项B错误．

4．（磁感应强度大小的计算）如图1所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下所示，CD段导线长度：

4×

10－2m；

天平平衡时钩码重力：

10－5N；

通过导线的电流：

0.5A．请算出通电螺线管中的磁感应强度B.

图1

[[答案]]　2.0×

10－3T

[[解析]]　由题意知，I＝0.5A，G＝4×

10－5N，L＝4×

10－2m．电流天平平衡时，导线所受磁场力的大小等于钩码的重力，即F＝G.由磁感应强度的定义式B＝

得：

T＝2.0×

10－3T.

所以通电螺线管中的磁感应强度为2.0×