2019-2020学年高中物理第5章磁场第3、4节磁感应强度磁通量磁与现代科技课时作业(含解析)鲁科
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高中物理磁感应强度的知识点归纳高中物理磁感应强度的知识点归纳磁感应强度(magneticfluxdensity),描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量,常用符号B表示,国际通用单位为特斯拉(符号为T)。
磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。
在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强;磁感应强度越小,表示磁感应越弱。
磁感应强度的定义公式磁感应强度公式B=F/(IL)如果是一块磁铁,那么B的大小之和这块磁铁的大小和磁性强弱有关。
如果是电磁铁,那么B与I、匝数及有无铁芯有关。
R的计算公式是R=U/I;可一个导体的电阻R大小并不是由U或者I来决定的。
而是由其导体自身属性决定的,包括电阻率、长度、横截面积。
同样,磁感应强度B也不是由F、I、L来决定的,而是由磁极产生体本身的属性。
如果同学们有时间,可以把静电场中电容的两个公式来对比着复习、巩固下。
B为矢量,方向与磁场方向相同,并不是在该处电流的受力方向,运算时遵循矢量运算法则(左手定则)。
描述磁感应强度的磁感线在磁场中画一些曲线,用(虚线或实线表示)使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉),这些曲线叫磁感线。
磁感线是闭合曲线。
规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。
磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极。
磁感线都有哪些性质呢?⒈磁感线是徦想的,用来对磁场进行直观描述的曲线,它并不是客观存在的。
⒉磁感线是闭合曲线;磁铁的磁感线,外部从N指向S,内部从S 指向N;⒊磁感线的疏密表示磁感应强度的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
⒋任何两条磁感线都不会相交,也不能相切。
磁感线(不是磁场线)的性质最好与电场线的性质对比来记忆。
磁感应强度B的所有计算式磁感应强度B=F/IL磁感应强度B=F/qv磁感应强度B=ξ/Lv磁感应强度B=Φ/S磁感应强度B=E/v其中,F:洛伦兹力或者安培力q:电荷量v:速度ξ:感应电动势E:电场强度Φ:磁通量S:正对面积磁通量磁通量是闭合线圈中磁感应强度B的累积。
2019人教版高中物理新教材目录必修一第一章运动的描述1.质点参考系2.时间位移3.位置变化快慢的描述-速度4.速度变化快慢的描述-加速度第二章匀变速直线运动的研究1.探究小车速度随时间变化的规律2.匀变速直线运动速度与时间的关系3.匀变速直线运动位移与时间的关系4.自由落体运动第三章相互作用1.重力与弹力2.摩擦力3.作用力和反作用力4.力的合成和分解5.共点力平衡第四章运动和力的关系1. 牛顿第一定律2.实验探究加速度与力和质量的关系3.牛顿第二定律4.力学单位制5.牛顿运动定律的应用6.超重和失重必修2第五章抛体运动1.曲线运动2.运动的合成与分解3.实验:探究平抛运动的特点4.抛体运动的规律第六章圆周运动1.圆周运动2.向心力3.向心加速度4.生活中的圆周运动第七章万有引力与宇宙航行1.行星的运动2.万有引力定律3.万有引力理论的成就4.宇宙航行5.相对论时空观和牛顿力学的局限性第八章机械能守恒定律1.功与功率2.重力势能3.动能和动能定理4.机械能守恒定律5.实验:验证机械能守恒定律必修三第九章静电场及其应用1.电荷2.库仑定律3.电场电场强度4.静电的防止与利用第十章静电场中的能量1.电势能和电势2.电势差3.电势差与电场强度的关系4.电容器的电容5.带电粒子在电场中的运动第十一章电路及其应用1.电源和电流2.导体的电阻3.导体电阻率的测量4.串联电路和并联电路5.实验:练习使用多用电表第十二章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化2.闭合电路的欧姆定律3.实验:电池电动势和内阻的测量4.能源与可持续发展第十三章电磁感应与电磁波初步1.磁场磁感线2.磁感应强度磁通量3.电磁感应现象及应用4.电磁波的发现及应用5.能量量子化选修一第一章动量守恒定律1.动量2.动量定理3.动量守恒定律4.实验:验证动量守恒定律5.弹性碰撞和非弹性碰撞6.反冲现象火箭第二章机械振动1.简谐运动2.简谐运动的描述3.简谐运动的回复力和能量4.单摆5.实验:用单摆测重力加速度6.受迫振动共振第三章机械波1.波的形成2.波的描述3.波的反射折射和衍射4.波的干涉5.多谱勒效应第四章光1.光的折射2.全反射3.光的干涉4.用双缝干涉测光的波长5.光的衍射6.光的偏振和激光选修二第一章安培力与洛伦兹力1.磁场对通电导线的作用力2.磁场对运动电荷的作用力3.带电粒子在匀强磁场中的运动4.质谱仪与回旋加速器第二章电磁感应1.楞次定律2.法拉第电磁感应定律3.涡流电磁阻尼和电磁驱动4.互感和自感第三章交变电流1.交变电流2.交变电流的描述3.变压器4.电能的输送第四章电磁振荡与电磁波1.电磁振荡2.电磁场与电磁波3.无线电波的发射和接收4.电磁波谱第五章传感器1.认识传感器2.常见传感器的工作原理及应用3.利用传感器制作简单的自动控制装置选修3第一章分子动理论1.分子动理论的基本内容2.实验:油膜法测油酸分子的大小3.分子运动速率分布规律4.分子动能和分子势能第二章气体固体和液体1.温度和温标2.气体的等温变化3.气体的等压变化和等容变化4.固体5.液体第三章热力学定律1.功热和内能的改变2.热力学第一定律3.能量守恒定律4.热力学第二定律第四章原子结构和波粒二象性1.普朗克黑体辐射理论2.光电效应3.原子的核式结构模型4.氢原子光谱和玻尔的原子结构模型5.粒子的波动性和量子力学的建立第五章原子核 1.原子核的组成2.放射性元素的衰变3.核力与结合能4.核裂变与核聚变5.基本粒子。
13.2《磁感应强度磁通量》教学设计难点 1 、能运用磁感应强度的定义式进行有关计算;2、会计算磁通量的大小。
教学过程环节教师活动学生活动设计意图导入新课一、学习目标展示1.知道磁感应强度的定义及物理意义。
2.理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位。
3.知道匀强磁场的概念及特点。
4.知道磁通量的概念,会计算磁通量的大小。
二、情景引入巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁,小磁体却只能吸起几枚铁钉。
磁场有强弱之分,那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢?了解本节课学习目标学生观察图片认真思考有目的的学习为引入课题做铺垫讲授新课【自学感知】一、磁感应强度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.探究影响通电导线受力的因素如图所示,三块相同的蹄形磁铁,并列放在桌上,可认为磁极间的磁场是均匀的。
直导线的方向与磁场的方向(自上而下)垂直.(1)实验原理:有电流通过时,导线将摆动一定角度,通过摆动角度的大小可以比较导线受力的大小。
电流的大小用电流表测量。
分别学生阅读课文,认真研究,然后填空,对填不出的空重新把读书自学的机会还给学生。
解析:当磁场与直导线不垂直时有F<BIL,垂直时有F=BIL,选项A对;电流元受到的磁场力与磁场方向垂直,选项B错;磁感应强度B由磁场本身决定,选项C对;小磁针N极的受力方向与小磁针所处位置的磁感应强度方向相同,选项D对。
【例2】(多选)一段直导线长为1 cm,通有5 A的电流,把它置于磁场中的某点时,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度B的值可能为()A.1 TB.0.5 TC.2 TD.2.5 T解析:当I与B垂直时,由B=FIL可解得B=2 T,但题中未说明I与B 垂直,故B的值可能大于或等于2 T。
答案:CD探究二:对磁通量的理解1.磁通量的计算(1)公式:Φ=BS。
适用条件:①匀强磁场;②磁感线与平面垂直。
(2)若磁场与平面不垂直,用Φ=BS cos θ计算。
磁场参数计算公式一、磁场强度与磁感应强度计算公式1、磁场强度与磁感应强度定义磁场强度是线圈安匝数的一个表征量,反映磁场的源强弱。
磁感应强度则表示磁场源在特定环境下的效果。
打个不恰当的比方,你用一个固定的力去移动一个物体,但实际对物体产生的效果并不一样,比如你是借助于工具的,也可能你使力的位置不同或方向不同.对你来说你用了一个确定的力.而对物体却有一个实际的感受,你作用的力好比磁场强度,而物体的实际感受好比磁感应强度。
2、磁场强度与磁感应强度区别磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质(即磁场强弱和方向)的两个物理量。
由于磁场是电流或者说运动电荷引起的,而磁介质(除超导体以外不存在磁绝缘的概念,故一切物质均为磁介质)在磁场中发生的磁化对源磁场也有影响(场的迭加原理)。
因此,磁场的强弱可以有两种表示方法:在充满均匀磁介质的情况下,若包括介质因磁化而产生的磁场在内时,用磁感应强度B表示,其单位为特斯拉T,是一个基本物理量;单独由电流或者运动电荷所引起的磁场(不包括介质磁化而产生的磁场时)则用磁场强度H表示,其单位为A/m2,是一个辅助物理量。
具体的,B决定了运动电荷所受到的洛仑兹力,因而,B的概念叫H 更形象一些。
在工程中,B也被称作磁通密度(单位Wb/m2)。
在各向同性的磁介质中,B与H的比值即介质的绝对磁导率μ。
3、磁场强度计算公式:H = N × I / Le式中:H为磁场强度,单位为A/m;N为励磁线圈的匝数;I为励磁电流(测量值),单位位A;Le为测试样品的有效磁路长度,单位为m。
4、磁感应强度计算公式:B = Φ / (N × Ae)式中:B为磁感应强度,单位为Wb/m^2;Φ为感应磁通(测量值),单位为Wb;N为感应线圈的匝数;Ae为测试样品的有效截面积,单位为m^2。
二、磁通量与磁通密度相关公式:1、Ф = B * S(1)Ф:磁通(韦伯);B :磁通密度(韦伯每平方米或高斯),1韦伯每平方米=104高斯S:磁路的截面积(平方米)2、B = H * μ(2)μ:磁导率(无单位也叫无量纲);H:磁场强度(伏特每米)3、H = I*N / l (3)I :电流强度(安培);N :线圈匝数(圈T);l :磁路长路(米)4、当电源电压做正弦变化时,主磁通也做正弦交变,设其瞬时值为:wt m sin Φ=Φ 带入公式dtd Ne Φ-=得感应电动势的瞬时值为 wt wN dtd Ne m cos Φ-=Φ-= 则感应电动势的有效值为:m m m m fN fN wN e E Φ-=Φ-=Φ-==44.42222π 其中f 为交流电频率,N 为线圈匝数。
第2节磁感应强度磁通量教学设计备课人学科物理课题磁感应强度磁通量教学内容分析本节内容包括磁感应强度和磁通量两部分。
磁感应强度是电磁学的基本概念之一,是本章的重点。
由于前一节已经学习一些磁场的知识,可以继续将磁场和电场进行类比,启发学生回忆电场强度的定义方法,形成磁感应强度的概念。
教科书用小磁针N极受力的方向定义磁感应强度的方向,用电流元所受磁场力与电流元之比定义磁感应强度,符合中学生的认知水平。
教师要进一步渗透引入探测物描述“场”性质的方法。
磁通量是学习电磁感应的基础,比较抽象,学生理解其物理意义比较困难,随着后续知识的学习会有一个循序渐进的理解过程。
学情分析学生在初中的学习中已经对磁场的基本概念有了定性的认识,但没有进行过定量的研究。
在静电场部分的学习中,学生经历了引入电场强度的学习,对建立物理模型,对其进行分析进而引入相关物理量来描述场的研究思路有了一定的了解。
在此基础上,学生学习对磁场中垂直磁场方向的电流元进行受力分析,进而引入磁感应强度的思路能比较容易接受。
但这里要注意对引入电场强度和磁感应强度的不同之处进行强调。
磁通量部分,学生对磁通量的定义能比较顺畅地接收,但对与磁场成角度的平面的有效面积的相关问题会存在一定困难。
同时,学生对引入磁通量的意义也会有一定的疑问。
这里可以就此设疑,引出下一节对电磁感应初步知识的介绍。
教学目标1、在实验基础上,类比电场强度,定义描述磁场强弱和方向的物理量一一磁感应强度,并进一步体会微元法和利用物理量之比定义物理量的方法。
2、知道磁感应强度的定义,知道其方向,大小、定义式和单位。
会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
3、知道匀强磁场的特点。
4、知道磁通量,会计算在匀强磁场中通过某一面积的磁通量。
5、了解中国古代在指南针使用方面的情况,激发学生的民族自豪感。
教学重难点教学重点:磁感应强度概念的建立,理解磁感应强度的物理意义。
教学难点:寻找描述磁场强弱和方向的物理量。
第3、4节磁感应强度磁通量磁与现代科技
一、选择题
1. (多选)关于磁通量,下列说法正确的是()
A. 磁感应强度越大的地方,线圈的面积越大,则穿过线圈的磁通量越大
B•穿过线圈的磁通量为零,表明该处磁感应强度为零
C. 穿过线圈的磁通量为零时,该处的磁感应强度不一定为零
D. 磁通量的变化,可能是由于磁感应强度的变化引起的,可能是由于线圈面积变化引起
的,也可能是由于线圈与磁场方向间的夹角变化引起的
解析:由公式①二BS cos 9得:磁通量与磁感应强度、线圈面积和线圈与磁场方向的夹角有关,所以C、D正确.
答案:CD
2. (多选)关于磁场中某一点的磁场方向,下列说法正确的是()
A. 与放在该点的小磁针北极受的磁场力方向相同
B. 与放在该点的小磁针静止时北极所指方向相同
C. 与放在该点的小磁针所受磁场力方向相同
D. 与经过该点的磁感线的切线方向相同
解析:磁场中某点的磁场方向就是小磁针在该点静止时北极的指向,与小磁针在该点时北极的受力方向相同,与通过该点磁感线的切线方向一致.
答案:ABD
3. (多选)如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L i、L2, L I中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L i的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称.整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B o,方向垂直于纸面向外.已知a、b两点的磁感应强. ......... ... 1一1 、,一 . _______________ .. 一.
度大小分别为3B0和2B0,方向也垂直于纸面向外.则()
3 2
解析:由安培定则判定, L i 中的电流在a 、b 两点产生的磁场方向垂直纸面向里, L 2中的 电流在
a 、
b 两点产生的磁场方向分别垂直于纸面向里和向外;设 L i 和L 2中的电流在a 、
b 两点产生的磁场的磁感应强度大小分别为 B 和由磁感应强度的矢量叠加原理可得,
7
B o - B — Ba = 3B , B+ R — B = 2B 0,解得 B i = ^B o , Ba = ^B o ,故 A
C 项正确. 答案:AC 4.
(多选)磁悬浮列车在运行过程
中,磁铁在其中所起的作用是
( )
A. 导向 B .悬浮 C.牵引
D.刹车
解析:磁悬浮列车在运行中,有导向磁铁,有上浮磁铁,有牵引磁铁,但没有刹车磁铁, 故A 、B 、C 正确,D 错误. 答案:ABC
A .流经L i 的电流在 b 点产生的磁感应强度大小为
B . 流经 L i 的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为 12B 0 C. 流经 L 2的电流在 b 点产生的磁感应强度大小为 1
12B 0 D. 流经 L 2的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为 7
12B 0
A. 0
B. 2BS
5. —磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右,一面积为
矩形线圈abed如图所示放置,平面abed与竖直方向成角.
将abed绕ad轴转180°角,则穿过线圈平面的磁通量的变化量为()
D. 2BSB in 0
C. 2B&0S 0
解析:设① 1= BS cos 0,则① 2=—BS cos 0,所以△①=| ① 2—① i| = 2BS J OS 0 .
答案:C
6. (多选)如图所示为
磁场中的两条磁感线,A, B, C为磁场中
的三个点,其中代C在同一条磁感线上,下列关于三点所在处
的磁感应强度B A、B B、B C的说法正确的是()
A. b —定大于B
B. B可能与BB大小相等
C. 已与B C同向
D. b与B B无法比较大小关系
解析:由图可知A处磁感线比B C处磁感线密集,所以B A最大,故A正确,B D错误,
A、C在同一条直线磁感线上,所以B与B C同向,C正确.
答案:AC
7. (多选)赤道上方沿东西方向水平放置一根长直导线,导线正下方有一个静止的小磁针,当导线中
通有某方向的电流时,小磁针没有发生偏转,依然静止不动,该位置地磁场的大小为B,则通电导线在小磁针处产生磁场的磁感应强度B2的下列说法中正确的是()
A. B2大于B i,方向由南向北
B. R大于B i,方向由北向南
C. R等于Bi,方向由南向北
D. B2等于B i,方向由北向南
解析:通电后小磁针依然静止不动,可能有两种情况,一是两个磁场的合磁感应强度为0, 即B等于B,方向由北向南,D对,B错;二是两个磁场方向相同,合磁场方向不变,A、C对.
答案:ACD
&在匀强磁场中某处P点放一个面积为0.4 m i的正方形线圈,线圈共有100匝,如果穿过它的磁通量
①二4 Wb,现将该线圈从磁场中撤走后P处磁感应强度大小()
A. 因为没有线圈,所以磁感应强度为零
B. —定等于10 T
C. 可能大于10 T
D. —定等于1 000 T
解析:磁感应强度由磁场本身决定,与磁场中有无线圈、线圈匝数都无关,取走线圈不影响P点的
A. 0
B. 2BS
磁感应强度,由于题中未说明线圈与磁感线是否垂直,所以垂直磁感线方向的线圈面积可能小于等于0.4 m2,所以B大于等于10 T.故只有C正确.
答案:C
、非选择题
9 •拿一块强磁体靠近计算机或录音带,会损坏记录的信息吗?
答案:会,因为计算机或录音带在强磁体的作用下,其内部的磁性要发生变化,使其分子电流的取向变化,从而会损坏记录的信息,故在现实生活中常出现磁卡等退磁的现象,我们要充磁. 10•三根平行的长直导线分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点,如图所示,现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B,则O点实际磁感应强度的大小和方向如何?
解析:根据安培定则,I i和13在O点处产生的磁感应强度B、B方向相同,12在O点处产生的磁感应强度方向与B、B s方向垂直,如图所示,故O点处实际磁感应强度大小为B o =7( B+ B s) 2+ B =^5B.实际磁感应强度方向与斜边夹角为: e = arctan 2.
答案:大小为,'5B,方向与斜边夹角为arctan 2
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