高中物理人教版課件選修3-1 3.2磁感應(yīng)強度（數(shù)理化網(wǎng) 為您收集整理）

1、2 磁感應(yīng)強度1.1.理解并掌握磁感應(yīng)強度的大小、方向及其物理意義。理解并掌握磁感應(yīng)強度的大小、方向及其物理意義。2.2.進一步體會用比值法定義物理量。進一步體會用比值法定義物理量。3.3.通過實驗、類比和分析通過實驗、類比和分析, ,體會實驗探究的思路方法。體會實驗探究的思路方法。 重點：重點：1.1.磁感應(yīng)強度的概念、物理意義。磁感應(yīng)強度的概念、物理意義。 2.2.探究磁場對電流作用力的方法。探究磁場對電流作用力的方法。難點：難點：1.1.磁感應(yīng)強度的概念的理解。磁感應(yīng)強度的概念的理解。 2.2.進一步體會比值法定義物理量的方法。進一步體會比值法定義物理量的方法。一、磁感應(yīng)強度的方向一、磁

2、感應(yīng)強度的方向1 1磁感應(yīng)強度的方向磁感應(yīng)強度的方向小磁針靜止時，小磁針靜止時，_所指方向規(guī)定為該點的磁感應(yīng)強度方向。所指方向規(guī)定為該點的磁感應(yīng)強度方向。2 2方向確定方向確定磁感應(yīng)強度方向即該點的磁感應(yīng)強度方向即該點的_方向。方向。 N N極極磁場磁場二、磁感應(yīng)強度的大小二、磁感應(yīng)強度的大小1 1探究影響通電導(dǎo)線受力的因素探究影響通電導(dǎo)線受力的因素(1)(1)電流元：很短一段通電導(dǎo)線中的電流電流元：很短一段通電導(dǎo)線中的電流I I與導(dǎo)線長度與導(dǎo)線長度L L的的_。電流元是一種電流元是一種_模型。模型。乘積乘積理想化理想化(2)(2)控制變量法控制變量法將一根直導(dǎo)線水平懸掛在磁鐵的兩極間，導(dǎo)線的

3、方向與磁場的將一根直導(dǎo)線水平懸掛在磁鐵的兩極間，導(dǎo)線的方向與磁場的方向方向_。保持磁場中直導(dǎo)線的長度不變，改變保持磁場中直導(dǎo)線的長度不變，改變_大小，通過觀察直大小，通過觀察直導(dǎo)線擺動角度大小來比較磁場力大小。導(dǎo)線擺動角度大小來比較磁場力大小。保持電流不變，改變磁場中直導(dǎo)線保持電流不變，改變磁場中直導(dǎo)線_，通過觀察直導(dǎo)線擺，通過觀察直導(dǎo)線擺動角度大小來比較磁場力大小。動角度大小來比較磁場力大小。(3)(3)結(jié)論：通電直導(dǎo)線與磁場結(jié)論：通電直導(dǎo)線與磁場_時，它受力大小既與導(dǎo)線的時，它受力大小既與導(dǎo)線的_成正比，又與導(dǎo)線中的成正比，又與導(dǎo)線中的_成正比，即與成正比，即與_成正比。成正比。垂直垂直電

4、流電流長度長度垂直垂直長度長度L L電流電流I II I和和L L的乘積的乘積ILIL2 2磁感應(yīng)強度的概念磁感應(yīng)強度的概念(1)(1)定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線受到的安培力定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線受到的安培力F F跟跟_的比值，用符號的比值，用符號_表示。表示。(2)(2)定義式：定義式：B=_B=_。(3)(3)單位：單位：_，簡稱特，符號，簡稱特，符號_，1 T1 T1 N/(Am1 N/(Am) )。(4)(4)矢標性：磁感應(yīng)強度是矢標性：磁感應(yīng)強度是_。(5)(5)物理意義：描述磁場的物理意義：描述磁場的_和和_。電流電流I I和導(dǎo)線長度和導(dǎo)線長度L L的乘

5、積的乘積ILILFIL特斯拉特斯拉T T矢量矢量強弱強弱方向方向B B【判一判【判一判】(1)(1)磁感應(yīng)強度方向即小磁針靜止時磁感應(yīng)強度方向即小磁針靜止時S S極所指方向。極所指方向。( )( )(2)(2)磁感應(yīng)強度方向即該點的磁場方向。磁感應(yīng)強度方向即該點的磁場方向。( )( )(3)(3)由于公式由于公式 是根據(jù)導(dǎo)線在勻強磁場中受力推導(dǎo)出來的，是根據(jù)導(dǎo)線在勻強磁場中受力推導(dǎo)出來的，所以所以 只適用于勻強磁場中磁感應(yīng)強度的計算。只適用于勻強磁場中磁感應(yīng)強度的計算。( )( )(4)(4)從從 可以看出，磁場的磁感應(yīng)強度與導(dǎo)線在磁場中受的可以看出，磁場的磁感應(yīng)強度與導(dǎo)線在磁場中受的安培力安

6、培力F F成正比，與成正比，與ILIL成反比。成反比。( )( )FBILFBILFBIL提示：提示：(1)(1)磁感應(yīng)強度方向為小磁針靜止時磁感應(yīng)強度方向為小磁針靜止時N N極所指的方向。故極所指的方向。故(1)(1)錯誤。錯誤。(2)(2)磁感應(yīng)強度描述磁場的強弱和方向，其方向即該點的磁場方向。磁感應(yīng)強度描述磁場的強弱和方向，其方向即該點的磁場方向。故故(2)(2)正確。正確。(3) (3) 是磁感應(yīng)強度的定義式，適用于一切磁場。故是磁感應(yīng)強度的定義式，適用于一切磁場。故(3)(3)錯誤。錯誤。(4)(4)磁感應(yīng)強度是由磁場本身決定的，與磁感應(yīng)強度是由磁場本身決定的，與F F、ILIL均無

7、關(guān)。故均無關(guān)。故(4)(4)錯誤。錯誤。 FBIL 探究磁感應(yīng)強度的方向探究磁感應(yīng)強度的方向1.1.電場有強弱和方向，我們用電場強度來描述電場的強弱和方電場有強弱和方向，我們用電場強度來描述電場的強弱和方向；磁場也有強弱和方向，怎么來描述磁場的強弱和方向呢？向；磁場也有強弱和方向，怎么來描述磁場的強弱和方向呢？提示：提示：用磁感應(yīng)強度這一物理量來描述磁場的強弱和方向。用磁感應(yīng)強度這一物理量來描述磁場的強弱和方向。2.2.把一小磁針放入一條形磁鐵周圍的不同位置，觀察現(xiàn)象，探把一小磁針放入一條形磁鐵周圍的不同位置，觀察現(xiàn)象，探究以下問題：究以下問題：(1)(1)我們怎么來規(guī)定磁感應(yīng)強度的方向？我們

8、怎么來規(guī)定磁感應(yīng)強度的方向？(2)(2)小磁針的指向不同，說明了什么？小磁針的指向不同，說明了什么？提示：提示：(1)(1)規(guī)定小磁針靜止時規(guī)定小磁針靜止時N N極所指的方向為該點的磁感應(yīng)強極所指的方向為該點的磁感應(yīng)強度方向，簡稱磁場的方向。度方向，簡稱磁場的方向。(2)(2)小磁針的指向不同，說明了在條形磁鐵的周圍不同位置，小磁針的指向不同，說明了在條形磁鐵的周圍不同位置，磁感應(yīng)強度的方向不同。磁感應(yīng)強度的方向不同?！菊`區(qū)警示【誤區(qū)警示】對于磁感應(yīng)強度的方向?qū)W生易出現(xiàn)兩種錯誤：對于磁感應(yīng)強度的方向?qū)W生易出現(xiàn)兩種錯誤：(1)(1)誤認為磁感應(yīng)強度的方向為小磁針誤認為磁感應(yīng)強度的方向為小磁針S

9、S極靜止時所指的方向；極靜止時所指的方向；(2)(2)誤認為是小磁針受磁場力轉(zhuǎn)動的方向。為此教師要講清楚磁感誤認為是小磁針受磁場力轉(zhuǎn)動的方向。為此教師要講清楚磁感應(yīng)強度方向為小磁針靜止時應(yīng)強度方向為小磁針靜止時N N極所指的方向。極所指的方向。【知識點撥【知識點撥】磁感應(yīng)強度方向的五種表述磁感應(yīng)強度方向的五種表述磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向，可有以下五種表述方式磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向，可有以下五種表述方式: :(1)(1)該點磁場的方向。該點磁場的方向。(2)(2)在磁場中在磁場中, ,放在該點的小磁針靜止時放在該點的小磁針靜止時N N極所指的方向。極所指的方向。(3)(3)在磁場中在磁場中

10、, ,小磁針小磁針N N極受到的磁場力的方向。極受到的磁場力的方向。(4)(4)小磁針靜止時小磁針靜止時S S極所指的反方向，也即極所指的反方向，也即S S極受力的反方向。極受力的反方向。(5)(5)該點磁感線的切線方向該點磁感線的切線方向( (后面學(xué)習(xí)后面學(xué)習(xí)) )?！咎骄繗w納【探究歸納】1.1.物理學(xué)中用磁感應(yīng)強度描述磁場的強弱和方向。物理學(xué)中用磁感應(yīng)強度描述磁場的強弱和方向。2.2.磁感應(yīng)強度方向：小磁針靜止時磁感應(yīng)強度方向：小磁針靜止時N N極所指的方向。極所指的方向?！镜淅镜淅? 1】(2012(2012南京高二檢測南京高二檢測) )磁感應(yīng)強度是一個矢量，磁磁感應(yīng)強度是一個矢量，磁

11、場中某點磁感應(yīng)強度的方向是場中某點磁感應(yīng)強度的方向是( )( )A A正電荷在該點的受力方向正電荷在該點的受力方向B BN N極指向極指向S S極極C C小磁針小磁針N N極或極或S S極在該點的受力方向極在該點的受力方向D D在該點的小磁針靜止時在該點的小磁針靜止時N N極所指方向極所指方向【思路點撥【思路點撥】解答本題要把握磁感應(yīng)強度方向的規(guī)定及幾種描述方法。解答本題要把握磁感應(yīng)強度方向的規(guī)定及幾種描述方法。 【解析【解析】選選D D。正電荷在該點的受力方向為電場強度方向，。正電荷在該點的受力方向為電場強度方向，A A錯錯誤；磁感應(yīng)強度的方向規(guī)定為小磁針誤；磁感應(yīng)強度的方向規(guī)定為小磁針N

12、N極的受力方向或小磁針極的受力方向或小磁針靜止時靜止時N N極所指的方向，同磁場方向一致，所以極所指的方向，同磁場方向一致，所以B B、C C錯誤，錯誤，D D正正確。確?！咀兪接?xùn)練【變式訓(xùn)練】下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向和電場強度的方向的下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向和電場強度的方向的說法，正確的是說法，正確的是( )( )A.A.電場強度的方向與電荷的受力方向相同電場強度的方向與電荷的受力方向相同B.B.電場強度的方向與負電荷的受力方向相反電場強度的方向與負電荷的受力方向相反C.C.磁感應(yīng)強度的方向與小磁針北極的受力方向相同磁感應(yīng)強度的方向與小磁針北極的受力方向相同D.D.磁感應(yīng)強度的方向與小磁針北

13、極偏轉(zhuǎn)的方向相同磁感應(yīng)強度的方向與小磁針北極偏轉(zhuǎn)的方向相同【解析【解析】選選B B、C C。電場強度的方向與正電荷的受力方向相同，。電場強度的方向與正電荷的受力方向相同，與負電荷的受力方向相反與負電荷的受力方向相反,A,A錯誤，錯誤， B B正確；磁感應(yīng)強度的方向正確；磁感應(yīng)強度的方向與小磁針北極的受力方向或小磁針靜止時北極的指向相同與小磁針北極的受力方向或小磁針靜止時北極的指向相同, ,與與偏轉(zhuǎn)方向不一定相同，偏轉(zhuǎn)方向不一定相同，C C正確，正確，D D錯誤。錯誤。 探究磁感應(yīng)強度的大小探究磁感應(yīng)強度的大小1.1.觀察觀察“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”的實驗，回答以

14、下幾的實驗，回答以下幾個問題：個問題：(1)(1)實驗裝置中，通電導(dǎo)線應(yīng)如何放入磁場中？為什么？實驗裝置中，通電導(dǎo)線應(yīng)如何放入磁場中？為什么？提示：提示：通電導(dǎo)線應(yīng)垂直放入磁場中；只有通電導(dǎo)線與磁場方向通電導(dǎo)線應(yīng)垂直放入磁場中；只有通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，它所受磁場力的大小才與垂直時，它所受磁場力的大小才與ILIL的乘積成正比，公式的乘積成正比，公式F=BILF=BIL才成立。才成立。(2)(2)如何根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷通電導(dǎo)線所受磁場力如何根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷通電導(dǎo)線所受磁場力F F的大??？的大?。刻崾荆禾崾荆嚎梢愿鶕?jù)通電直導(dǎo)線擺動角度的大小來判斷磁場力的大可以根據(jù)通電直導(dǎo)線擺動角度的大小來判斷磁

15、場力的大小，擺動角度越大，磁場力越大。小，擺動角度越大，磁場力越大。(3)(3)影響通電導(dǎo)線受力大小的因素有直導(dǎo)線的長度和電流大小，影響通電導(dǎo)線受力大小的因素有直導(dǎo)線的長度和電流大小，實驗中是采用什么方法來探究通電直導(dǎo)線受力大小與這兩個因?qū)嶒炛惺遣捎檬裁捶椒▉硖骄客娭睂?dǎo)線受力大小與這兩個因素的關(guān)系的？素的關(guān)系的？【思路分析【思路分析】由于影響通電導(dǎo)線受力大小的因素有兩個，所以由于影響通電導(dǎo)線受力大小的因素有兩個，所以可以引導(dǎo)學(xué)生采用控制變量法進行探究?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生采用控制變量法進行探究。提示：提示：采用控制變量法。探究受力大小與直導(dǎo)線長度的關(guān)系時，采用控制變量法。探究受力大小與直導(dǎo)線長度的關(guān)

16、系時，控制電流大小不變；探究受力大小與電流大小的關(guān)系時，控制控制電流大小不變；探究受力大小與電流大小的關(guān)系時，控制直導(dǎo)線長度不變。直導(dǎo)線長度不變。(4)(4)通過實驗總結(jié)通電直導(dǎo)線受力大小與導(dǎo)線長度、電流大小通過實驗總結(jié)通電直導(dǎo)線受力大小與導(dǎo)線長度、電流大小的關(guān)系。的關(guān)系。提示：提示：當通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，它受力的大小既與導(dǎo)線當通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，它受力的大小既與導(dǎo)線的長度的長度L L成正比，又與導(dǎo)線的電流成正比，又與導(dǎo)線的電流I I成正比，即與成正比，即與I I和和L L的乘積的乘積ILIL成正比。用公式表示就是成正比。用公式表示就是F=BILF=BIL。2.2.有同學(xué)認為通電導(dǎo)

17、線受力為零的地方，磁感應(yīng)強度有同學(xué)認為通電導(dǎo)線受力為零的地方，磁感應(yīng)強度B B的大小的大小一定為零，對嗎一定為零，對嗎? ?為什么為什么? ?提示提示: :不對。通電導(dǎo)線受力為零的地方，磁感應(yīng)強度不對。通電導(dǎo)線受力為零的地方，磁感應(yīng)強度B B的大小不的大小不一定為零，可能是電流方向與一定為零，可能是電流方向與B B的方向在一條直線上。的方向在一條直線上。3.3.磁感應(yīng)強度和電場強度都描述了場的基本性質(zhì)，請結(jié)合下表比磁感應(yīng)強度和電場強度都描述了場的基本性質(zhì)，請結(jié)合下表比較磁感應(yīng)強度較磁感應(yīng)強度B B和電場強度和電場強度E E。提示：提示：磁場磁場電場電場FILFqN N極極正電荷正電荷平行四邊形

18、平行四邊形【知識點撥【知識點撥】1.1.用比值法定義的物理量用比值法定義的物理量(1)(1)物理學(xué)中用比值法來定義的物理量很多，例如，物質(zhì)的密物理學(xué)中用比值法來定義的物理量很多，例如，物質(zhì)的密度、物質(zhì)的比熱容、電容器的電容、導(dǎo)體的電阻等。度、物質(zhì)的比熱容、電容器的電容、導(dǎo)體的電阻等。(2)(2)上述用比值法來定義的物理量遵循同樣的規(guī)律，比值與分上述用比值法來定義的物理量遵循同樣的規(guī)律，比值與分子、分母所代表的物理量的具體大小無關(guān)。因此，不能單純從子、分母所代表的物理量的具體大小無關(guān)。因此，不能單純從數(shù)學(xué)角度來理解這些物理概念，如電場強度和磁感應(yīng)強度都是數(shù)學(xué)角度來理解這些物理概念，如電場強度和磁

19、感應(yīng)強度都是按照比值法來定義的，它們都體現(xiàn)了比值與試探電荷或一小段按照比值法來定義的，它們都體現(xiàn)了比值與試探電荷或一小段通電直導(dǎo)線無關(guān)的本質(zhì)，比值的大小和方向完全由電場或磁場通電直導(dǎo)線無關(guān)的本質(zhì)，比值的大小和方向完全由電場或磁場本身決定。本身決定。2.2.影響磁場力的大小的因素影響磁場力的大小的因素磁場力的大小與電流大小、導(dǎo)線放置方向有關(guān)。通電導(dǎo)線與磁磁場力的大小與電流大小、導(dǎo)線放置方向有關(guān)。通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，受到的磁場力最大，這時場方向垂直時，受到的磁場力最大，這時F FBILBIL；平行時磁場；平行時磁場力為力為0 0?！咎骄繗w納【探究歸納】 1.1.磁感應(yīng)強度的大小：磁感應(yīng)強度的

20、大?。?。2.2.磁感應(yīng)強度由磁場本身決定，與外界因素無關(guān)。磁感應(yīng)強度由磁場本身決定，與外界因素無關(guān)。3.3.磁場的疊加遵循平行四邊形定則。磁場的疊加遵循平行四邊形定則。FBIL【典例【典例2 2】在磁場中某一點放入一電流元，電流元與磁場垂直，】在磁場中某一點放入一電流元，電流元與磁場垂直，電流元長電流元長1 cm1 cm，電流為，電流為5 A5 A，所受磁場力為，所受磁場力為5 51010-2-2 N N。求：。求：(1)(1)這點的磁感應(yīng)強度是多大？這點的磁感應(yīng)強度是多大？(2)(2)若讓電流元與磁場平行，電流元受到的磁場力多大？這點若讓電流元與磁場平行，電流元受到的磁場力多大？這點的磁感

21、應(yīng)強度多大？的磁感應(yīng)強度多大？【思路點撥【思路點撥】解答本題要把握以下兩點：解答本題要把握以下兩點：(1)(1)影響磁場力大小的因素。影響磁場力大小的因素。(2)(2)磁感應(yīng)強度大小的計算。磁感應(yīng)強度大小的計算?！窘馕觥窘馕觥?1) (2)(1) (2)磁感應(yīng)強度是磁場本磁感應(yīng)強度是磁場本身的性質(zhì)，與身的性質(zhì)，與F F、I I、L L無關(guān)。所以，若電流元與磁場平行時，無關(guān)。所以，若電流元與磁場平行時，電流元受到的磁場力為電流元受到的磁場力為0 0，但磁感應(yīng)強度不變，還是，但磁感應(yīng)強度不變，還是1 T1 T。答案：答案：(1)1 T (2)0 1 T(1)1 T (2)0 1 T22F5 10B

22、 T1 T;IL5 1 10 【規(guī)律方法【規(guī)律方法】磁感應(yīng)強度口訣磁感應(yīng)強度口訣磁感應(yīng)強度是矢量，磁感應(yīng)強度是矢量，N N極受力定方向。極受力定方向。F F比比ILIL求大小，求大小，B B、I I垂直不能忘。垂直不能忘?！咀兪接?xùn)練【變式訓(xùn)練】(2012(2012玉林高二檢測玉林高二檢測) )下列說法中正確的是下列說法中正確的是( )( )A.A.由由 可知可知,B,B與與F F成正比，與成正比，與ILIL成反比成反比B.B.一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力的作用一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力的作用, ,則該處磁感應(yīng)強則該處磁感應(yīng)強度一定為零度一定為零C.C.磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在磁場中的

23、通電導(dǎo)線受力的大磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)小和方向無關(guān)D.D.把一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處把一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處, ,該處就有磁感應(yīng)強度；該處就有磁感應(yīng)強度；把一小段通電導(dǎo)線拿走，該處就沒有磁感應(yīng)強度把一小段通電導(dǎo)線拿走，該處就沒有磁感應(yīng)強度【解析【解析】選選C C。磁感應(yīng)強度是磁場本身的性質(zhì)，與。磁感應(yīng)強度是磁場本身的性質(zhì)，與F F、I I、L L無關(guān)，無關(guān)，與是否存在通電導(dǎo)線無關(guān)，所以與是否存在通電導(dǎo)線無關(guān)，所以A A、B B、D D錯誤，錯誤，C C正確。正確。FBIL【溫馨提示【溫馨提示】磁感應(yīng)強度是描述磁場強弱和方向的物理量，電磁感應(yīng)強度是描述磁場強弱和方向的物理量，電場強度是描述電場強弱和方向的物理量，二者有相似的地方，場強度是描述電場強弱和方向的