磁感应强度

1 高二物理 第三章 磁场 2、磁感应强度

【学习目标】

1、掌握描述磁场强弱和方向的物理量-----磁感应强度。

2、进一步体会通过比值法定义物理量的方法。

3、理解磁感强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位。

【复习提问】

一、磁现象和磁场：

1、磁性: 物体能吸引 物体的性质叫磁性。

磁极: 磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫 。能够自由转动的磁体（例如悬吊着的磁针），静止时指南的磁极叫 ；指北的磁极叫 。

2、电流的磁效应: 发现了电流的磁效应，首次揭示了 的联系。

奥斯特实验：将通电导线沿 方向放置在磁针 方，发现磁针转动。

3、磁场的性质:磁体与磁体间、磁体与通电导体间、通电导体与通电导体间的相互作用，是通过 发生的。它的性质是对放入其中的磁体有 的作用。

4、地磁场：地磁场与条形磁体的磁场分布相似，地理北极附近是磁场 极；地理南极附近是磁场 极。地球的地理两极与地磁两极并不重合，存在 。磁偏角的数值在地球上不同地点是 的。

自我检测：

下列说法正确的是：

A. 磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极

B. 磁体之间的相互作用是通过磁场而发生的

C. 地球周围存在磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个交角，就是磁偏角，其数值在地球上不同的地点是相同的

D. 地球表面各点的磁场强弱相同

E、奥斯特实验说明电流的周围存在磁场

F.磁场是一种物质

二、磁感应强度 （阅读课本P83-84）

1、磁感应强度：描述磁场强弱的物理量叫 。

磁感应强度的方向：小磁针静止时 极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，即磁场方向。 地理北极

地理南极 2 2、磁感应强度的大小：

（1）电流元：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 。

1．下列关于磁感应强度方向的说法中正确的是( )

A．磁场中某点的磁感应强度的方向规定为小磁针静止时N极所指的方向

B．磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针S极在此处的受力方向一致

C．磁场中某点的磁感应强度的方向由试探电流元在此处的受力方向决定

D．磁感应强度的方向由磁场本身决定，与是否在磁场中放入通电导线无关

解析：选AD.小磁针在磁场中静止时，N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，A正确，B错误；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与此处是否有小磁针或通电导线无关，C错误，D正确．

2．下列关于通电直导线在磁场中受到的磁场力的说法，正确的是( )

A．受力的大小只与磁场的强弱和电流的大小有关

B．如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度必为零

C．如果导线受到的磁场力最大，导线必与磁场方向垂直

D．所受磁场力的方向只与磁场的方向有关，与电流的方向无关

解析：选C.安培力的大小除了跟磁场的强弱和电流大小有关，还跟导线在磁场中的长度以及导线与磁场的夹角有关，故A错．若导线平行磁场放置时，导线不受磁场力，故B错．导线与磁场方向垂直时磁场力最大，C对．根据左手定则磁场力方向既与磁场方向有关，又与电流方向有关，选C.

3．把长度为L、电流为I都相同的一小段电流元放入某磁场中的A、B两点，电流元在A点受到的磁场力较大，则( )

A．A点的磁感应强度一定大于B点的磁感应强度

B．A、B两点磁感应强度不可能相等

C．A、B两点磁感应强度一定不相等

D．A点磁感应强度可能小于B点磁感应强度

解析：选D.由于电流元方向和磁场方向关系不确定，所以无法比较A、B两点的磁感应强度，故只有D正确．

4．已知圆形导线通以恒定电流时，在圆心处的磁感应强度方向垂直于圆平面．如图甲所示的圆形通电导线，圆心处的磁感应强度方向垂直纸面向里．现有两个互相垂直、环心重合、通以相同电流的金属圆环如图乙所示，每个圆环中的电流在圆心处产生的磁感应强度大小均为B，那么圆心处实际的磁感应强度大小是________．

磁通量、磁感应强度与磁场强度

1.磁通量

定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通。

：Φ=BS，适用条件是B与S平面垂直。如中间图，当S与B的垂面存在夹角θ时，Φ=B·S·COSθ。

单位：在中，磁通量的单位是Weber，符号是Wb，1Wb=1T*m2;=1V*S，是标量，但有正负，正负仅代表穿向。

意义：磁通量的意义可以用形象地加以说明．我们知道在同一的图示中，磁感线越密的地方，也就是穿过单位面积的磁感线条数越多的地方，B越大。因此，B越大，S越大，穿过这个面的磁感线净条数就越多，磁通量就越大。过一个平面若有方向相反的两个磁通量，这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和（即相反合磁通抵消以后剩余的磁通量）。是通过垂直于磁场方向的单位面积的磁通量，它等于该处磁场磁感应强度的大小B。磁通密度精确地描述了磁力线的疏密。

磁场的指出，通过任意闭合曲面的磁通量为零，即它表明磁场是无源的，不存在发出或会聚磁力线的源头或尾闾，亦即不存在孤立的。以上公式中的B既可以是产生的磁场，也可以是变化产生的磁场，或两者之和。

2.磁感应强度

定义：磁感应强度（magnetic flux density），描述强弱和方向的。是，常用符号B表示。磁感应强度也被称为密度或。在中磁场的强弱使用磁感强度（也叫磁感应强度）来表示，磁感强度大表示磁感强；磁感强度小，表示磁感弱。这个物理量之所以叫做磁感应强度，而没有叫做，是由于历史上磁场强度一词已用来表示另外一个了,区别：磁感应强度是个相互作用力，是两个参考点A与B之间的应力关系，而磁场强度是主体单方的量，不管B方有没有参与，这个量是不变的。

定义方法及公式：电荷在中受到的电场力是一定的，方向与该点的相同或者相反。在磁场中某处所受的（），与电流在磁场中放置的方向有关，当电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大。

磁感应强度的测量方法

磁感应强度是一个物理学中的重要概念，用于描述磁场的强弱。准确测量磁感应强度对于理解电磁现象、磁场的产生和应用具有关键意义。本文将介绍几种常用的磁感应强度测量方法，并分析它们的优缺点。

一、霍尔效应法

霍尔效应法是一种测量磁感应强度的常用方法。它基于霍尔效应的原理，通过测量在磁场中的导体中产生的横向电压来确定磁感应强度。这种方法的优点是测量精度高，不受外界因素的影响，测量范围广。然而，它也存在一些限制，如对于复杂形状的磁场无法提供精确测量，同时需要额外的独立电源供给。

二、法拉第电磁感应法

法拉第电磁感应法是另一种测量磁感应强度的常见方法。它是基于法拉第电磁感应定律，通过测量电流变化来确定磁感应强度。这种方法的优点是简单易行，适用于大范围的磁感应强度测量。然而，由于电流变化可能过大，测量精度有限。此外，该方法对于瞬时变化的磁场测量也存在一定的挑战。

三、万向磁探针法

万向磁探针法是一种常用的磁感应强度测量方法，利用万向磁探针在磁场中受到的力矩来确定磁感应强度。该方法的优点是可以测量非常复杂的磁场，适用于各种形状和大小的磁场。然而，万向磁探针的灵敏性较低，需要进行精确校准，并且在测量过程中需要保持探针的稳定性。

四、震荡磁强计法

震荡磁强计法是一种基于电路的测量方法，通过测量电路中的谐振频率和电容的变化来确定磁感应强度。该方法的优点是测量结果精确，并且对于复杂的磁场也具有良好的适应性。然而，使用该方法需要额外的电路和设备支持，并且对于频率较高的磁场测量有一定的限制。

综上所述，磁感应强度的测量方法有多种选择，每种方法都有其适用范围和特点。在选择测量方法时，应根据实际需求和测量要求来确定最合适的方法。同时，在测量过程中应注意保持稳定性和精确性，并进行必要的校准。通过选择合适的磁感应强度测量方法，我们可以更好地理解和应用磁场的相关问题，促进科学研究和技术发展。