高二物理魯科版選修3-1課件：第1部分 第5章 第3、4節(jié)《磁感應(yīng)強度磁通量磁與現(xiàn)代科技》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 1 穿過垂直于磁感線的單位面積的磁感線條數(shù)等于該處的磁感應(yīng)強度 2 把磁場中穿過磁場某一面積S的磁感線條數(shù)稱為穿過該面積的磁通量 3 磁在現(xiàn)代科技中有磁記錄和磁懸浮列車兩大主要應(yīng)用 自學(xué)教材 1 定義穿過于磁感線的的等于該處的磁感應(yīng)強度 符號用B表示 2 單位在國際單位制中 磁感應(yīng)強度的單位是 簡稱 符號是 1T 1N A m 垂直 單位面積 磁感線條數(shù) 特斯拉 特 T 3 方向B是 其方向就是磁場方向 即小磁針靜止時極所指的方向 也是小磁針受力的方向 矢量 N N極 4 勻強磁場 1 定義 在磁場的某個區(qū)域內(nèi) 如果各點的磁感應(yīng)強度和都相同 這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場 2 特點 B相等 磁感線是且的一組 大小 方向 處處 平行 等間距 平行直線 3 實例 距離的兩個磁極之間的磁場除邊緣部分外可以認(rèn)為是勻強磁場 長直通電螺線管 除兩端附近 的磁場也是勻強磁場 如圖5 3 1所示 很近 異名 內(nèi)部 圖5 3 1 5 磁場的疊加如果空間有幾個磁場存在 它們的磁場就互相疊加 這時某點的磁感應(yīng)強度就等于各磁場在該點的磁感應(yīng)強度的 同時 矢量和 重點詮釋 1 磁感應(yīng)強度的物理意義磁感應(yīng)強度描述了磁場力的性質(zhì) 磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁極或電流產(chǎn)生力的作用 磁場中某一點的磁感應(yīng)強度由磁場自身決定 與放入的磁極或電流無關(guān) 2 磁感應(yīng)強度與電場強度的比較 1 下列說法中正確的是 A 通過某面的磁感線條數(shù)為零則此面處磁感應(yīng)強度一定為零B 空間各點磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向C 平行放置的兩條形磁鐵間異名磁極間的磁場為勻強磁場D 磁感應(yīng)強度為零 則放在該處的某面通過的磁感線條數(shù)不一定為零 解析 磁感應(yīng)強度反映磁場的強弱和方向 它的方向就是該處磁場的方向 故B正確 磁感應(yīng)強度為零 放在該處的某面就無磁感線穿過 故D錯誤 但是若某面無磁感線穿過 可能磁場很強而平面平行于磁場放置導(dǎo)致磁感線穿過該面的條數(shù)為零 所以A不正確 兩平行放置異名磁極間的磁場不是勻強磁場 近距離兩異名磁極間的磁場才是勻強磁場 答案 B 自學(xué)教材 1 定義磁場中穿過某一面積的磁感線條數(shù)叫做穿過這個面積的磁通量 2 勻強磁場中磁通量的計算在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中 穿過與磁場方向垂直 面積為S的平面的磁通量是 BS 其中 表示磁通量 如果面積S與磁場不垂直 若S與垂直于B的平面的夾角為 磁通量為 BScos 3 單位在國際制單位制中是 簡稱 符號 1Wb 1T m2 4 標(biāo)量磁通量是一個只用大小就能描述的物理量 是 韋伯 韋 Wb 標(biāo)量 重點詮釋 磁通量變化的理解 1 磁通量的變化就等于末態(tài)的磁通量 2減去初態(tài)的磁通量 1 即 2 1 注意 若規(guī)定 1的穿過方向為正 如果 2的方向與 1同向則取正值 反向則取負(fù)值 2 根據(jù)公式 BScos 知 磁通量的變化一般有下列三種情況 磁感應(yīng)強度B不變 投影面積S變化 則 2 1 B S 磁感應(yīng)強度B變化 磁感線穿過的有效面積S不變 則穿過回路中的磁通量的變化是 2 1 B S 磁感應(yīng)強度B和有效面積S同時發(fā)生變化的情況 則 2 1 2 關(guān)于磁通量的說法 正確的是 A 磁通量不僅有大小而且有方向 所以是矢量B 磁通量越大 磁感應(yīng)強度越大C 穿過某一面積的磁通量為零 該處磁感應(yīng)強度不一定為零D 磁通量就是磁感應(yīng)強度 解析 磁通量是標(biāo)量 沒有方向 故A錯誤 由 BS可知 大 B不一定大 可能是由于S較大造成的 故B錯誤 由 BS 知 當(dāng)S與B平行時 S 0 0 但B不為零 故C正確 和B是兩個不同的物理量 故D錯 答案 C 1 記錄與磁 1 應(yīng)用 磁記錄可以用來記錄聲音 影像 也可以用來記錄其他信息 磁記錄可以應(yīng)用到 電視 和太空船的信息記錄和傳送上 2 原理 磁記錄利用 讀取信息利用原理 電腦 人造衛(wèi)星 電流的磁效應(yīng) 電磁感應(yīng) 2 交通與磁 1 應(yīng)用 磁技術(shù)在交通中的應(yīng)用是制成了 2 形式 磁懸浮列車有方式和方式兩種形式 3 原理 運用磁鐵 同性 異性 的性質(zhì) 使磁鐵具有抗拒地心引力的能力 即 磁性懸浮 磁懸 常導(dǎo)電磁鐵吸引 浮列車 超導(dǎo)電磁鐵相斥 相斥 相吸 3 錄音機在磁帶上錄制聲音 計算機在磁盤上寫數(shù)據(jù)利用的原理是 A 前者是電生磁現(xiàn)象 后者是磁生電現(xiàn)象B 前者是磁生電現(xiàn)象 后者是電生磁現(xiàn)象C 都是電生磁現(xiàn)象D 都是磁生電現(xiàn)象 解析 錄音機的磁帶和計算機的磁盤都是利用電流變化而產(chǎn)生磁的現(xiàn)象 故選項C正確 答案 C 圖5 3 2 例1 如圖5 3 2所示 三根通電直導(dǎo)線垂直于紙面放置 位于b c d處 通電電流大小相同 方向如圖所示 a位于bd中點且ac ab 則a點的磁感應(yīng)強度方向是 A 垂直紙面指向紙里B 垂直紙面指向紙外C 沿紙面由a指向bD 沿紙面由a指向c 思路點撥 空間存在三個電流共同激發(fā)的磁場 由安培定則和疊加原理來判斷 解析 磁感應(yīng)強度為矢量 利用右手螺旋定則將每一根通電導(dǎo)線周圍的磁場情況判斷清楚 明確每根導(dǎo)線在a處產(chǎn)生的磁場方向 然后用平行四邊形定則求出磁感應(yīng)強度方向 根據(jù)安培定則 b d兩根導(dǎo)線在a點形成的磁場 磁感應(yīng)強度大小相等 方向相反 磁感應(yīng)強度為零 故a點磁場就由通電導(dǎo)線c來決定 根據(jù)安培定則判斷出a點處的磁場 磁感應(yīng)強度方向應(yīng)為沿紙面由a指向b 正確選項為C 答案 C 在求解電流磁場的疊加問題時 應(yīng)用的知識點有安培定則和平行四邊形定則 用安培定則判斷出各個電流產(chǎn)生的磁場的方向 再用平行四邊形定則求解磁感應(yīng)強度的矢量和 圖5 3 3 上題中 若三條導(dǎo)線都通有垂直紙面向里的電流 則構(gòu)成等邊三角形放置 如圖5 3 3所示 若每根通電導(dǎo)線在三角形的中心O產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0 中心O處磁感應(yīng)強度的大小為 解析 磁感應(yīng)強度是矢量 所以三角形的中心O處的磁感應(yīng)強度就為三個直線電流在O點產(chǎn)生磁場的合成 本題就是根據(jù)直線電流的磁場特點 把磁場中的這一點O與直線電流所在處的點 或A 或B 或C 的連線為半徑 作此半徑的垂線 垂線的方向指向由安培定則所確定的方向 圖中三個磁場方向就是這樣確定的 確定 直線電流磁場中任何一點的磁場方向均取此種方法 直線電流的磁場是以直線電流為中心的一組同心圓 中心O點處三個直線電流的磁場方向如圖所示 由于對稱性 它們互成120 角 由于它們的大小相等 均為B0 根據(jù)矢量合成的特點 可知它們的合矢量為零 答案 0 圖5 3 4 例2 如圖5 3 4所示 矩形線圈的面積為S 置于磁感應(yīng)強度為B 方向水平向右的勻強磁場中 開始時線圈平面與磁場垂直 求線圈平面在下列情況下的磁通量的變化量 1 轉(zhuǎn)過90 2 轉(zhuǎn)過180 思路點撥 磁通量可根據(jù) BScos 進(jìn)行計算 計算磁通量的變化量時應(yīng)注意磁通量為雙向標(biāo)量 解析 1 設(shè)線圈平面的法線方向與B的方向相同 即水平向右 并順時針轉(zhuǎn)動 根據(jù) BScos 為線圈平面的法線方向與磁感應(yīng)強度方向間的夾角 當(dāng)轉(zhuǎn)過90 時 磁通量的變化量為 1 BS 0 BS 2 當(dāng)轉(zhuǎn)過180 時 磁通量的變化量為 2 BS BScos180 2BS 答案 1 BS 2 2BS 此題考查了公式 BScos 的應(yīng)用 1 磁通量為雙向標(biāo)量 轉(zhuǎn)過180 后的磁通量與轉(zhuǎn)前的磁通量絕對值相等但符號相反 2 當(dāng)平面面積不變而轉(zhuǎn)過180 時 磁通量的變化量為 2BS 圖5 3 5 如圖5 3 5所示 框架面積為S 框架平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直 則穿過平面的磁通量為 若使框架繞OO 轉(zhuǎn)過60 角 則穿過框架平面的磁通量為 若從初始位置轉(zhuǎn)過90 角 則穿過框架平面的磁通量為 若從初始位置轉(zhuǎn)過180 角 則穿過框架平面的磁通量大小為 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全