資源簡介

(共48張PPT)
第5章　初識電磁場與電磁波
第1節　磁場及其描述
第2課時　磁感應強度
核心素養：1.知道磁感應強度和勻強磁場的概念. 2.知道磁通量的概念，會計算磁通 量的大小. 3.通過實驗、類比和分析的方法建立磁感應強度的概念，進一步體會比值 法定義物理量的方法. 4.探究通電導線受到的力與電流的大小、通電導線長度、磁感 應強度的關系. 5.通過體驗由實驗發現規律的樂趣，養成探究物理規律的良好習慣.
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研習任務一　磁感應強度
合作　討論
實驗室中的磁鐵能吸引幾只鐵釘，而工地上的電磁鐵卻能吸引上噸重的物體 （如圖所示）.可見不同磁體的磁性是不同的，那么如何定量描述不同磁體的磁 性強弱呢？
提示：類比電場強度定量描述電場的強弱，我們可以用一個類似的物理量描述磁 場的強弱.
垂直　
B　
特斯拉　
特　
矢量　
N極　
N極　
強弱　
方向　
核心　歸納
1. 磁感應強度的決定因素
磁場在某位置的磁感應強度的大小與方向是客觀存在的，與通過導線的電流大小、導 線的長短無關，與導線是否受磁場力以及磁場力的大小也無關.即使不放入通電導 線，磁感應強度也照樣存在，故不能說B與F成正比或B與Il成反比.
3. 磁感應強度B的方向
磁感應強度B是一個矢量，它的方向有以下3種表述方式：
（1）磁感應強度的方向就是該點的磁場方向.
（2）小磁針靜止時N極所指的方向.
（3）小磁針N極受力的方向.
C. 在定義B的同時，也就確定了B與F、IL單位間的關系
AC
[訓練1]　在磁場中某一點放入一通電導線，導線與磁場垂直，導線長1 cm，電流為5 A，所受磁場力為5×10－2 N. 求：
（1）這點的磁感應強度是多大？若電流增加為10 A，所受磁場力為多大？
答案：（1）1 T　0.1 N
（2）若讓導線與磁場平行，這點的磁感應強度多大？通電導線受到的磁場力多大？
解析：（2）磁感應強度B是磁場本身的性質，與F、I、l無關.若導線與磁場平行，磁 感應強度不變，即B＝1 T，而通電導線受到的磁場力為0.
答案：（2）1 T　0
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研習任務二　磁感應強度的疊加
核心　歸納
1. 原理：由于磁感應強度是矢量，若某區域有多個磁場疊加，該區域中某點的磁感 應強度就等于各個磁場在該點的磁感應強度的矢量和，可根據平行四邊形定則求解.
2. 磁場疊加問題的一般解題思路
（1）確定磁場場源，如通電導線.
（2）定位空間中需求解磁場的點，利用安培定則判定各個場源在這一點上產生的磁 場的大小和方向.如圖所示為M、N在c點產生的磁場.
（3）應用平行四邊形定則進行合成，如圖中的合磁場.
研習　經典
C
A. 5.0×10－5 T B. 1.0×10－4 T
C. 8.66×10－5 T D. 7.07×10－5 T
分析磁場疊加問題的注意點
1. 磁感應強度是矢量，若空間存在幾個磁場，則空間某點的磁感應強度為各個 磁場單獨在該點的磁感應強度的矢量和.
2. 對于磁場的疊加，應先確定有幾個磁場，搞清楚每個磁場在該處的磁感應強 度的大小和方向，再根據平行四邊形定則求矢量和.
3. 磁場的方向性比重力場、靜電場的方向性復雜得多，要注意培養空間想象力.
D. B0
B
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課后提素養
×
√
×
×
×
A. 該點的磁場的方向
B. 該點小磁針靜止時N極所指方向
C. 該點小磁針N極的受力方向
D. 該點小磁針S極的受力方向
解析：磁場方向為小磁針N極的受力方向，或者說小磁針靜止時N極所指方向，同時 磁感應強度的方向就是磁場的方向.
ABC
A. 磁感應強度是用來表示磁場強弱的物理量
B. 若有一小段通電導體在磁場某點不受力的作用，則該點的磁感應強度一定為零
解析：磁感應強度的引入目的是用來描述磁場強弱的，因此選項A正確；通電導線若 放置方向與磁場方向平行時，也不受磁場力的作用，故選項B錯誤；根據磁感應強度 的定義，通電導線應為“在磁場中垂直于磁場方向的通電直導線”，選項C錯誤；在 磁場場源穩定的情況下，磁場中各點的磁感應強度（包括大小和方向）都是確定的， 與放入該點的檢驗電流、導線無關，故選項D錯誤.
A
A
A. 在B＝0的地方，F一定等于零
B. 在F＝0的地方，B一定等于零
C. 若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，則F一定等于1 N
D. 若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，則B一定等于1 T
A
A. 0
D. 2B0
C
A. 3 A B. 9 A C. 12 A D. 16 A
B
B. 3B
A
A. 磁感應強度只是描述磁場的強弱的物理量
B. 通電導線所受磁場力為零，該處磁感應強度一定為零
C. 通電導線所受磁場力為零，該處磁感應強度不一定為零
D. 放置在磁場中1 m的導線，通過1 A的電流，受到的力為1 N時，該處磁感應強度就 是1 T
C
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A. B由F、I和L決定
B. F由B、I和L決定
C. I由B、F和L決定
D. L由B、F和I決定
B
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A. 0.1 N B. 0.2 N C. 0.3 N D. 0.4 N
解析：F＝BIL＝0.2 N，這是導線在磁場中受到的磁場力的最大值，故B正確.
B
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A. a B. b C. c D. d
C
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解析：小磁針N極的指向為磁感線方向，直導線AB部分，電流從上到下，所以從上往 下看，直導線產生的磁場方向應為順時針方向，所以小磁針a的N極應指向紙面外，A 錯誤；在通電螺線管E部分，由安培定則可知，在內部磁感線從右到左，故右端為螺 線管S極，左端為N極，在外部磁感線從N極到S極，所以小磁針b的N極應向右，小磁 針c的N極向左，B錯誤，C正確；在U形磁體D部分，由安培定則可知，左端為S極， 右端為N極，在外部磁場方向從右端指向左端，所以小磁針d的N極應向左，D錯誤.
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A. 7 T
B. 1 T
C. 5 T
D. 大于3 T，小于4 T
C
1
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A. 大小為B，方向沿OA方向
C. 大小為2B，方向沿OB方向
D. 大小為2B，方向沿OA方向
解析：由安培定則知導線A、B在O處所產生的磁感應強度大小相等，方向相反，相互 抵消，所以O處的磁感應強度即為導線C在O點所產生的磁感應強度，即大小為2B， 由安培定則可判定其方向沿OA方向，故D正確，A、B、C錯誤.
D
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A. O點處的磁感應強度為零
B. a、b兩點處的磁感應強度大小相等、方向相反
C. c、d兩點處的磁感應強度大小相等、方向相同
D. a、c兩點處磁感應強度的方向不同
C
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解析：由安培定則可知，兩導線在O點產生的磁場方向均豎直向下，合磁感應強度一 定不為零，故選項A錯誤；由安培定則，兩導線在a、b兩處產生的磁場方向均豎直向 下，由于對稱性，電流M在a處產生磁場的磁感應強度等于電流N在b處產生磁場的磁 感應強度，電流M在b處產生磁場的磁感應強度等于電流N在a處產生磁場的磁感應強 度，所以a、b兩處磁感應強度大小相等、方向相同，故選項B錯誤；根據安培定則判 斷可知，兩導線在c、d處產生的磁場分別垂直c、d兩點與導線連線方向向下，且產生 的磁場的磁感應強度大小相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點處的磁感應強度大 小相等，方向均豎直向下，故選項C正確，D錯誤.
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8. 勻強磁場中長2 cm的通電導線垂直磁場方向放置，當通過導線的電流為2 A時，它 受到的磁場力大小為4×10－3 N.
（1）求磁感應強度B的大??；
答案：（1）0.1 T
（2）若導線長度不變，電流增大為5 A，求它受到的磁場力F和該處的磁感應強度B的 大小.
解析：（2）若導線長度不變，電流增大為5 A，磁感應強度B不變，仍為0.1 T，磁場 力為F＝BI'l＝0.1×5×0.02 N＝0.01 N.
答案：（2）0.01 N　0.1 T
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[能力提升]
A
B
D
C
D
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解析：環形電流的磁場可以看成是若干微小的直線電流產生的磁場的疊加，根據安培 定則和矢量的合成可知，環形線圈內的磁場方向垂直紙面向里，則B＞0，離線圈越 遠，磁感線越少，磁場強度降低，在軸心處磁場最弱從左向右強度先降低再升高，選 項D正確.
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B. 1∶1
C. 2∶1
A
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A. 流經L1的電流在a點產生的磁感應強度大小為4B0，方向垂直紙面向里
B. 流經L1的電流在b點產生的磁感應強度大小為7B0，方向垂直紙面向外
C. 流經L2的電流在b點產生的磁感應強度大小為2B0，方向垂直紙面向里
D. 流經L2的電流在a點產生的磁感應強度大小為2B0，方向垂直紙面向外
CD
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解析：設直導線L1在a、b兩點產生的磁場磁感應強度大小均為B1，方向均垂直紙面向 里；直導線L2在a、b兩點產生的磁場磁感應強度大小均為B2，方向分別為垂直紙面向 外和垂直紙面向里；設垂直紙面向里為正，則由磁場的疊加可知a點：4B0＝B1－B2－ B0，b點：8B0＝B1＋B2－B0，解得B1＝7B0，B2＝2B0，流經L1的電流在a點產生的磁感 應強度大小為7B0，方向垂直紙面向里，選項A錯誤；流經L1的電流在b點產生的磁感 應強度大小為7B0，方向垂直紙面向里，選項B錯誤；流經L2的電流在b點產生的磁感 應強度大小為2B0，方向垂直紙面向里，選項C正確；流經L2的電流在a點產生的磁感 應強度大小為2B0，方向垂直紙面向外，選項D正確.
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