2019-2020年滬科版物理高二上9-B《磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量》導(dǎo)學(xué)案.doc

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2019-2020年滬科版物理高二上9-B《磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量》導(dǎo)學(xué)案 【要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)】 1、磁感應(yīng)強(qiáng)度：將一小段通電直導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)放置時(shí)，其受到的磁場(chǎng)力F與電流強(qiáng)度I成____、與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成______，其中F/IL是與通電導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流強(qiáng)度都______的物理量，它反映了該處磁場(chǎng)的______，定義F/IL為該處的___________.其單位為_(kāi)______，方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁感線的_________,也是小磁針在該處?kù)o止時(shí)N極的_______。 2、磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)面的 ，簡(jiǎn)稱磁通。公式 ，單位是 。磁場(chǎng)中穿過(guò)某個(gè)面積磁感線的總條數(shù) 穿過(guò)該面積的的磁通量的大小。磁感應(yīng)強(qiáng)度B為垂直磁場(chǎng)方向單位面積的磁通量，故又叫 。 【范例精析】 例1、一小段通電直導(dǎo)線放在空間某個(gè)區(qū)域中不受到安培作用，能否說(shuō)導(dǎo)線所在的區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零？ 解析： 根據(jù)安培力的計(jì)算公式F=BILsinα，導(dǎo)致安培力等于零的可能有兩種：（1）該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零；（2）導(dǎo)線與磁感線平行（α=00或1800），因此不能肯定該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零． 拓展： 在電場(chǎng)中某點(diǎn)電荷不受電場(chǎng)力，可以肯定該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于零；磁場(chǎng)力比電場(chǎng)力復(fù)雜，通電導(dǎo)線與磁感線平行時(shí)是不受到安培力的，真是由于這一緣故，我們不能從安培力為零來(lái)推證磁感應(yīng)強(qiáng)度也一定為零． 例2、 試比較電場(chǎng)強(qiáng)度的定義E=F/q和磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義B=F/IL有什么相似之處。 解析： 電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度都是按照比值法來(lái)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(wú)關(guān)的本質(zhì)，比值的大小和方向完全有電場(chǎng)或磁場(chǎng)本身決定。 拓展： 物理學(xué)中用比值法來(lái)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)體的電阻等等，凡是用比值來(lái)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(wú)關(guān)，因此不能單純從數(shù)學(xué)角度來(lái)理解這些物理概念，如不能理解為電場(chǎng)強(qiáng)度E與試探電荷受到的電場(chǎng)力F成正比，與試探電荷的電量成反比。 磁通量 ⑴．磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通。如圖6所示 ⑵公式 Φ＝BS ⑶．當(dāng)平面與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，如圖7所示。 Φ＝BS⊥＝BScosθ 圖7 圖6 a d c b a′ 圖8 b′′′′′′ d′ c′ 例3．如圖8所示,一矩形線框,從.abcd位置移動(dòng)到 a′b′c′d′位置的過(guò)程中,關(guān)于穿過(guò)線框的磁通量情況下列敘述正確的是(線框平行于紙面移動(dòng)) A．一直增加 B．一直減少 C．先增加后減少 D．先增加,再減少直到零,然后再增加,然后再減少 解答：由安培定則可知直導(dǎo)線左邊磁場(chǎng)向外，右邊磁場(chǎng)向里且靠近導(dǎo)線的磁場(chǎng)強(qiáng)，故線圈達(dá)到導(dǎo)線之前磁通量增加，bc邊越過(guò)導(dǎo)線到跨過(guò)一半的過(guò)程中線圈磁通量減少直到為零。之后線圈磁通量增加，全部越過(guò)導(dǎo)線后穿過(guò)線圈的磁通量減少，可得出結(jié)論，整個(gè)過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量先增加,再減少直到零,然后再增加,然后再減少，故D正確。 ⑷．物理意義 磁通量的意義可用磁感線形象地加以說(shuō)明。穿過(guò)某一面的磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、面積S及該面與磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)。同一個(gè)平面，當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過(guò)它的磁感線條數(shù)最多，磁通量最大。當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)，沒(méi)有磁感線穿過(guò)它，即穿過(guò)的磁通量為零。如果穿過(guò)兩個(gè)面的磁感線條數(shù)相等，即穿過(guò)它們的磁通量相等。 物理學(xué)中規(guī)定：穿過(guò)垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的單位面積的磁感線條數(shù)等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B。所以，穿過(guò)某個(gè)面的磁感線條數(shù)表示穿過(guò)這個(gè)面的磁通量。穿過(guò)任何閉合曲面的磁通量都為零。 ⑸．單位 在國(guó)際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)是Wb。1Wb＝1Tm2＝1Vs。 ⑹． 磁通密度 由Φ＝BS⊥得B＝　　磁感應(yīng)強(qiáng)度B為垂直磁場(chǎng)方向單位面積的磁通量，故又叫磁通密度。 例4．關(guān)于磁通量,正確的說(shuō)法有 ( ) A．磁通量不僅有大小而且有方向,是矢量 B．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,a線圈面積比b線圈面積大,則穿過(guò)a線圈的磁通量一定比穿過(guò)b線圈的大 C．磁通量大,磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大 D．把某線圈放在磁場(chǎng)中的M、N兩點(diǎn),若放在M處的磁通量比在N處的大,則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比N處大 解答：磁通量是標(biāo)量，磁通量大小Φ＝BS⊥＝BScosθ與B、S、θ均有關(guān)系。故C正確。 【能力訓(xùn)練】 1．關(guān)于磁感強(qiáng)度下列說(shuō)法中正確的是（ D ） （A）由B=F/IL知，磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小與IL的乘積成反比，與F成正比 （B）無(wú)論I的方向如何都可由B=F/IL求磁感強(qiáng)度的大小 （C）磁場(chǎng)中某處磁感強(qiáng)度方向與通電導(dǎo)線在該處的安培力的方向相同 （D）磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感強(qiáng)度大小是由磁場(chǎng)本身因素決定的，而與有無(wú)檢驗(yàn)電流無(wú)關(guān) 2．磁感應(yīng)強(qiáng)度單位是特斯拉，1特斯拉相當(dāng)于（ A ） (A) 1kg/As2 (B) 1kgm/As2 （C）1kgm2/s2 (D) 1kgm2/As2 3．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是：（ C ） A．磁感應(yīng)強(qiáng)度只是描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱的物理量 B．通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 C．通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 D．放置在磁場(chǎng)中l(wèi)m的導(dǎo)線，通過(guò)lA的電流，受到的力為1N時(shí)，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度就是1T 4．一根導(dǎo)線長(zhǎng)0．2m，通以3A的電流，在磁場(chǎng)中某處受到的最大的磁場(chǎng)力是610-2N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是__110-1__T．如果該導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流都減小一半，則該處的B的大小是__110-1____T． 5．在赤道上，地球磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是0.510-4T，則沿東西方向、長(zhǎng)為20m，通有由西向東30A電流的水平導(dǎo)線，受地磁場(chǎng)作用力的大小為_(kāi)___310-2N_。 6．如圖3-2-1所示，在一個(gè)盛稀硫酸的大容器中浮著一個(gè)軟木塞，在木塞中插入一片鋅片和銅片，它們的上部用一個(gè)小的銅線圈連起來(lái)，問(wèn)在地磁場(chǎng)的作用下線圈將停在什么方向？ 南北方向．提示：鋅片和銅片插入稀硫酸中，相當(dāng)于一個(gè)電池（化學(xué)中的原電池），對(duì)線圈通電，線圈相當(dāng)于一個(gè)地磁場(chǎng)中用下一個(gè)小磁針． 7.電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖3-2-2，1982年澳大利亞國(guó)立大學(xué)制成了能把2.2g的彈體（包括金屬桿EF的質(zhì)量）加速到10km/s的電磁炮（常規(guī)炮彈速度約為2km/s），若軌道寬2m，長(zhǎng)100m，通過(guò)的電流為10A，則軌道間所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為_(kāi)____55__T,磁場(chǎng)力的最大功率P=__1.1107__W．（軌道摩擦不計(jì)） 8．關(guān)于磁通量.正確說(shuō)法是 (　BC　　) A．磁場(chǎng)中某一面積S與該處磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積叫磁通量 B．磁場(chǎng)中穿過(guò)某個(gè)面積的磁通量的大小,等于穿過(guò)該面積的磁感線的總條數(shù) 第7題 N S C．穿過(guò)任何閉合曲面的磁通量都為零 D．磁通量也是反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量 9．如圖所示,兩個(gè)圓環(huán)A、B同心放置,且半徑RA＜RB.一條磁鐵置于兩環(huán)的圓心處,且與圓環(huán)平面垂直.則A、B兩環(huán)中磁通φAφB之間的關(guān)系是 （A　　） A.φA＞φB B.φA＝φB C.φA＜φB D.無(wú)法確定 10．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線與一矩形線圈平面成α角,穿過(guò)線圈的磁通量為φ,線圈面積為S,　則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為　　　φ/Ssinθ　　　 11．面積的閉合導(dǎo)線環(huán)處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)與環(huán)面垂直時(shí)，穿過(guò)環(huán)面的磁通量是， _______，當(dāng)導(dǎo)線環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)，環(huán)面與磁場(chǎng)平行時(shí)，穿過(guò)環(huán)面的磁通量為_(kāi)_0_____。 12．有一矩形線圈，共N匝，面積為S，放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，磁感線與線圈平面成θ角，穿過(guò)這個(gè)線圈的為Φ，那么，這個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 Φ/Ssinθ ，當(dāng)此線圈轉(zhuǎn)到與磁感線垂直位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為 Φ/sinθ 。 13．矩形線圈的面積為S,置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感線垂直穿過(guò)線圈,當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)1800時(shí),線圈內(nèi)的磁通量的變化量為　　2BS　　　 14．某地的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=5.10-3T與水平方向夾角為53，則穿過(guò)水平面內(nèi)有面積S=2102m2的平面的磁通量大小為多少? 0.8Wb 15．有一根粗細(xì)均勻的軟鐵棒，其橫截面積為8cm2，將絕緣導(dǎo)線密繞在軟鐵棒上．當(dāng)導(dǎo)線中通有電流時(shí)，軟鐵棒中部穿過(guò)0.5cm2的橫截面積的磁通量為5.510-5Wb．求： 　?。?）穿過(guò)鐵棒的磁通量； 　?。?）鐵棒中間部分的磁感應(yīng)強(qiáng)度．1.1T