1、2 磁感应强度,第三章 磁场,学习目标 1.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场的强弱和方向的物理量. 2.理解磁感应强度的定义，并会用定义式进行有关计算.,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,一、磁感应强度的方向 1.磁感应强度 描述磁场的 和方向的物理量，用符号“B”表示. 2.磁感应强度的方向 小磁针静止时 规定为该点的磁感应强度的方向，简称的方向.,强弱,N极所指的方向,磁场,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的叫做电流元. 2.磁感应强度：将电流元I
2、L 放入磁场，它受到的磁场力F与IL的_ 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 ，简称特，符号是 .1 T .,乘积IL,垂直,比值,特斯拉,T,即学即用 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)磁感应强度的方向与小磁针静止时N极的指向一定相同.( ) (4)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. ( ) (5)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.( ) (6)磁感应强度的大小等于通
3、电导线受到的磁场力的大小F与电流I和导线长度L的乘积的比值.( ),答案,2.在匀强磁场中，一导线垂直于磁场方向放置，导线长度为0.1 m，导线中电流为5 A，若导线受力为0.28 N，则磁感应强度大小为_T.,答案,0.56,重点探究,导学探究 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？,一、磁感应强度的方向,答案,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.,知识深化 1.磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同，与S极受力方向相反，但绝非电流的受力方向. 2.磁场中某点
4、磁感应强度的大小和方向是确定的，和小磁针、电流的存在与否无关.,例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,答案,解析,解析 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
5、身决定，与小磁针无关，C、D错误.,导学探究 如图1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.,答案,二、磁感应强度的大小,图1,(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？说明什么？,答案 电流越大，悬线偏角越大，说明导线受力越大.,(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？说明什么？,答案,(3)通电导线受力与哪些因素有关？,答案 从接1
6、、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.,答案 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.,知识深化 对磁感应强度定义式的理解 (1)在定义式B 中，通电导线必须垂直于磁场方向放置，因为沿不同方向放置导线时，同一导线受到的磁场力不相等. (2)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短很短，IL称为“电流元”，相当于静电场中电场强度公式E 中的“试探电荷”. (3)磁感应强度B是用比值法定义的物理量，其大小只取决于磁场本身的性质，与F、I、L无关，与磁场中有没有通电导线无关. 特别提醒：磁感应强度的方向是该处磁场方向，但不是该处电流元受力F的方向
7、.磁场方向与电流元受力方向垂直(第四节左手定则).,例2 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的磁场力为5.0102 N.求： (1)这个位置的磁感应强度大小；,答案 2 T,解析 由磁感应强度的定义式得,(2)如果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 2 T,解析 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还是2 T.,答案,解析,(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 不一定,解析 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：
8、 该处没有磁场； 该处有磁场，但通电导线与磁场方向平行.,答案,解析,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F0.1 N，则该点的磁感应强度B 2 T.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0.1 N，由定义式可知，B将大于2 T.选项C正确.,例3 有一小段通电导线，长为1 cm，导线中电流为5 A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B一定是 A.B2 T B.B2 T C.B2 T D.以上情况都有可能,答案,解析,针对训练 下列有关磁感
9、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,解析,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.,三、磁感应强度B与电场强度E的比较,例4 (多选)下列说法中正确的是 A.电荷在电场中某处不受
10、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,解析,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FqE，故E0时，F0，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
11、置时，磁场力F0，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，因此，B、D错误.,达标检测,解析 磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向.但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向.,1.(磁感应强度的方向)(多选)下列关于磁感应强度方向的说法中，正确的是 A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向 B.小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向 D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,答案,1,2,3,4,解
12、析,解析 通电导体受磁场力与电荷受电场力不同，磁场力的大小与导体放置的方向有关，导体与磁场方向垂直时磁场力最大，导体与磁场方向平行时磁场力为零.,2.(磁感应强度的定义式)根据磁感应强度的定义式B ，下列说法中正确的是 A.在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比 B.一小段通电直导线在空间某处受磁场力F0，那么该处的B一定为零 C.磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同 D.一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力F也一定为零,答案,1,2,3,4,解析,3.(磁感应强度与电场强度的比较)关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是 A.电场强度的定义式E
13、 ，适用于任何电场 B.由真空中点电荷的电场强度公式E 可知，当r0时，E无穷大 C.由公式B 可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处一定无磁场 D.磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的力的方向,答案,解析,1,2,3,4,解析 电场强度的定义式E ，适用于任何电场，故A正确. 当r0时，电荷已不能看成点电荷，公式E 不再成立，故B错误. 由公式B 可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，可能是B的方向与电流方向平行，所以此处不一定无磁场，故C错误. 磁感应强度的方向和该处的通电导线所受的力的方向垂直，故D错误.,1,2,3,4,4.(磁感应强度的大小与导线受力)现有一段长L0.2 m、通有电流I2.5 A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B2 T，则F一定为1 N B.如果F0，则B也一定为零 C.如果B4 T，则F有可能为2 N D.当F为最大值时，通电导线一定与B平行,1,2,3,4,答案,答案,解析,解析 当导线与磁场方向垂直时，所受磁场力F最大，FBIL，当导线与磁场方向平行时，F0，当导线与磁场方向成任意其他角度时，0FBIL，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.,1,2,3,4,
