3.3、磁感应强度、磁通量 上课用

巩固练习
在磁感应强度为B = 0 .2T的匀强磁场中,有一面积为 S = 30cm2的矩形线框,线框平面与磁场方向垂直,求： （1）穿过线框的磁通量为多大？ （2）若从图所示位置开始绕垂直于磁场方向的OO´轴 转过60o角，则穿过线框平面的磁通量为多大？ （3）从图示位置开始，在转过1800角 的过程中，穿过线框平面的磁通 量的变化为多少？
B∥S, Φe =0
B B
S
B
d e
c
研究匀强磁场Φ 与B和S的关系
（1）观察图a和b，Φ 与B有什么关系？ Sa=Sb，Ba＞Bb，Φa＞ Φb Φ 与B成正比 （2）观察图a和c，Φ 与S有什么关系？ Ba=Bc， Sa＜Sc，Φa＜ Φc Φ 与S成正比
Φ 与B和S的乘积成正比
a
b
条件：匀强磁场，B⊥S
B
S cos
当平面转过1800，此时的磁通量又是多少？
BS cos 180
0
BS
可见，磁通量虽然是标量，但还是有正负。 正负是用来表示穿过平面的方向。
如果有两个大小相等但方 向相反的磁场同时穿过该 平面。则平面位置的磁感 应强度等于（ 0 ），磁 通量等于（ 0 ）
巩固练习
关于磁通量，下列说法中正确的是 （ A ） A．穿过某一面积的磁感线条数越多，磁通量越大 B．穿过某一面积的磁通量一定等于面积S与该处 磁感应强度B的乘积 C．若穿过某一面积的磁通量为零，则该处的磁感应 强度一定为零 D．穿过某一面积的磁通量等于该面积上单位面积的 磁感线条数
巩固练习
3、一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连 接后悬挂于a、b两点，棒的中部处于方向垂直于 纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从 M流向N，如图示，此时悬线上有拉力，为了使 拉力等于零，可以（ C ） a b F′ A、适当减小磁感强度； F T T B、使磁场反向； × × × × × × × × ×I × C、适当增大电流强度； M ×B× × × × N D、使电流方向改变。
小 结
磁感应强度
F （矢量） B Il
——表示磁场强弱和方向的物理量
条件：B⊥I (l)
N 1T 1 A m
磁通量密度 ——磁感应强度的大小
（标量）B
Wb 1T 1 2 条件：B⊥S m S 穿过垂直于磁场方向的单位面积上的磁通量(磁感线的 条数)和该处的磁感应强度大小相等。
3.3 磁感应强度 磁通量
物理学中把小磁针静止时，N极所指的 方向规定为该点磁感应强度的方向，简称 磁场方向。
磁场不仅有方向,而且有强弱
物理学中把小磁针静止时，N极 所指的方向规定为该点磁感应强度 的方向，简称磁场方向。
安培力方向由左手ห้องสมุดไป่ตู้则判定
I I
B
B
I

B
IB F最大
I // B F=0
I与 B夹角 0﹤F ﹤最大值
安培力的大小还与电流的大小、导线的长短有关。
知识回顾
F 电场强度 E q
比值定义法
+Q
表示电场强弱和方向的物理量 反映电场力的性质的物理量
rA
A
电场强度为电场的本身属性 某点E与电场力F及电荷q无关
在确定的电场中: 相同的点，场强E相同 不同的点，场强E不同
rB
(1)Φ 1=BS=0.2×30×10-4Wb=6×10-4Wb (2)Φ 2=BScosθ =0.2×30×10-4×0.5=Wb=3×10-4Wb (3)Φ 3=-BS=-0.2×30×10-4Wb=-6×10-4Wb △Φ =Φ 3-Φ 1=(-6×10-4-6×10-4)Wb=-1.2×10-3Wb 当一个回路平面翻转180°时,磁通量由正变负或由负变正， 磁通量的变化量为△Φ = Φ 2 -Φ 1
B
F 2 F 3F EA q 2q 3q
2F 4F 6F E B q 2q 3q
怎样描述磁场的强弱？
3F Il F Il 0.5F Il
条件：B⊥I (l)
磁感应强度
N
a
2F 2I· l
b 2F I· 2l
c
F B Il
比值定义法
F 在b处， 是个定值 Il F 在a、b、c不同位置， 不相同 Il
2、根据磁感应强度的定义 的是 （
D
）
F B Il
，下列说法中正确
A、在磁场中的某确定位置，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F=0，那么该 处的B一定为零； C、磁场中某处的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。
c
二、磁通量Φ
1、定义：磁感应强度B与垂直磁场方向面积S的乘积 。 2、公式：Φ=B·S （B⊥S）（匀强磁场适用） Φ=B·S （B//S） Φ= BS⊥ =BScosθ θ 平面垂线与磁场方向夹角θ
3、单位：韦伯 Wb 1Wb=1Tm2 4、物理意义：穿过某一面积 的磁感线条数。 5、磁通密度B：垂直穿过单位 面积的磁感线条数。B= Φ/S
N 1T 1 A m
S S N
B B
N
6.特点： B是由磁场本身决定的，与F、I、L无关. 7、磁场的合成遵从平行四边形定则.
磁场是矢量，如果空间存在多个磁场，则某 点的总磁场就是该点的磁场的合磁场.
如图，b、c、d处三根通电直导线垂直纸面 放置，电流大小相同，a位于bd中点且ad=ab,则 a点的磁感应强度方向是: Bd a A.垂直纸面指向纸里 b Bc d B.垂直纸面指向纸外 Bb C.沿纸面由a指向b c D.沿纸面由a指向c
磁通量 ——穿过某一平面的磁感线的多少。
（标量）
BS 条件：B⊥S
1Wb=1T· m2
6、磁场中一段2㎝长的直导线，通过2.5A的电流时， 受到的安培力为0.1N，则通电直导线中点处的磁感强 度B可能是 （ AC ） A．2T B.小于2T C.大于2T D.零
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7、在倾角为θ的光滑斜面上置有一根通有电流I， 长度为l，质量为m的导体棒，若要使棒静止在斜 面上，外加匀强磁场的磁感强度B的最小值 为
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如图所示，两圆环A、B同心放置且半 径RA ＞RB ，将一条形磁铁置于两圆环心处， 且与圆环平面垂直，则穿过A、B两圆环的 磁通量的大小关系为( ） A．ΦA＞ΦB N B．ΦA＜ΦB C．ΦA=ΦB B A D．无法确定
S
不同圆环在通电螺线管的中间附近磁 通量大小
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如图所示，两圆环A、B同心放置且半 径RA ＞RB ，将一条形磁铁置于两圆环心处， 且与圆环平面垂直，则穿过A、B两圆环的 B） 磁通量的大小关系为( A．ΦA＞ΦB N B．ΦA＜ΦB C．ΦA=ΦB B A D．无法确定
悬线上有拉力： F
拉力等于零：
T G ' F G
G
∴磁场力要增大
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4、长10厘米，通过3安培电流的直导线，放在匀强磁 场中,调整它的方向,其受到的磁场力在0-0.03牛之间变 化，则该磁场的磁感应强度为 0.1 特。 5、某地的地磁场大约是4.0×10-5 T,一根长为500m的 电线,电流为10A,该导线可能受到的安培力是（ B ） A．0.5N B. 0.1N C. 0.3N D. 0.4N
一、磁感应强度B
1、物理意义： 表示磁场强弱和方向的物理量 2、定义：垂直于磁场的通电导线，所受的磁场力F与电流 I 和导线 的长度 L 的乘积的比值叫做磁场中该处的磁感应强度。
3、定义式：
F B IL
适用条件：B⊥I
4、单位： 特斯拉，简称：特；符号：T
5、方向： （矢量） 磁感应强度的方向，即磁场中该点的磁场 方向，即磁感线在该点的切线方向，即小磁 针静止时N极在该处的指向 B 的方向与F 的方向垂直。
S
条形磁铁的磁感线分布
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如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd 在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外， ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到 位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在 这个过程中，线圈中的磁通量( ) D A．是增加的 B．是减少的 C．先增加，后减少 D．先减少，后增加
思考与讨论
检验某处有无电场存在，可以用什么方法？ 检验某处有无磁场存在，可以用什么方法？ 如果通电导线不受磁场力，该处是否 一定不存在磁场，磁感应强度一定为零吗？
巩固练习
1、垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm，通 电电流强度I=10A，若它所受的磁场力F=5N，求: (1)该磁场的磁感应强度B是多少？ (2)若电流增大到20A，则该磁场的磁感应强度B是多少？ 此时它所受磁场力是多大？ (3)若导线平行磁场方向，则磁感强度B是多少？ 此时它所受磁场力是多大？
F 5 (1) B 解： T 50T IL 10 0.01
(2) ∵B是描述磁场本身性质的物理量， B (3) ∵B是描述磁场本身性质的物理量， B ∵导线与磁场方向平行， F 0
F1 BI1L 50 20 0.01N 10N
50T 50T
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mg sin Il
，方向
垂直斜面向上。 。
B最小
F最小 m gsin Il Il
G
F最小
二、磁通量Φ
在研究磁场穿过某一平面的磁感线的疏密程度时，常 常要定量讨论疏密程度和磁感应强度的关系。
1、定义：穿过某一平面的磁感线条数的多少。 （适用于任何情况）
Φa = Φb
B
Φb＞Φc
b
a
Φc = Φd