2019-2020学年高中物理 第三章 磁场 第2节 磁感应强度课件 新人教版选修3-1

第2节磁感应强度自主学习课堂探究课堂达标自主学习学习目标1.了解磁感应强度的概念,知道磁感应强度方向的规定、定义式和单位。2.知道公式F=ILB或B=的适用范围,并会用来进行简单的计算。FIL教材提炼一、磁感应强度1.方向:小磁针静止时所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,简称的方向。N极2.意义:描述磁场的物理量,是矢量。磁场强弱二、磁感应强度的大小1.电流元:很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的。乘积IL2.磁感应强度:一个电流元垂直放入磁场中的某点,电流元受到的磁场力与该电流元的比值,B=。FIL3.单位:,简称特,符号是T。1T=1。特斯拉NAm自我反馈1.在国际单位制中,磁感应强度的单位是()A.伏特B.特斯拉C.牛顿D.安培解析:伏特是电压的单位,故A错误;特斯拉是磁感应强度的单位,故B正确。牛顿是力的单位,故C错误。安培是电流的单位,故D错误。B2.(2018·浙江“超级全能生”联考)与电场强度相对应,我们把描述磁场强弱的物理量叫做磁感应强度。关于磁感应强度的概念及其定义式B=,下列说法中正确的是()A.在同一磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大B.磁场中某点B的方向,与垂直放在该点的试探电流元所受安培力方向相同C.磁场中某点B的大小,与垂直放在该点的试探电流元所受到的安培力大小成正比D.在磁场中的某点,试探电流元不受安培力作用时,该点B的大小一定为零AFIL解析:磁场中某点磁感应强度B的大小,与放在该点的试探电流元的情况无关;磁场中某点B的方向,与放在该点的试探电流元所受安培力方向无直接关系;当磁场方向与磁场中某点的试探电流元平行时,该试探电流元不受安培力作用,并不表示该点B值大小为零;在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大,所以A正确。3.磁感应强度是一个矢量,磁场中某点磁感应强度的方向是()A.正电荷在该点所受力方向B.在该点的小磁针N极所指方向C.小磁针N极或S极在该点的受力方向D.在该点的小磁针静止时N极所指方向4.把长0.10m的直导线全部放入匀强磁场中,保持导线和磁场方向垂直。当导线中通过的电流为3.0A时,该直导线受到的安培力的大小为1.5×10-3N。则该匀强磁场的磁感应强度大小为()A.4.5×10-3TB.2.5×103TC.2.0×102TD.5.0×10-3TDD解析:当磁场的方向与电流方向垂直时B=FIL=31.51030.1T=5×10-3T,故磁感应强度的大小为5×10-3T。课堂探究要点突破【例1】磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,它的电流是2.5A,导线长1cm,它受到的磁场力为5.0×10-2N。求:(1)这个位置的磁感应强度大小;要点一对磁感应强度的理解解析:(1)由磁感应强度的定义式得B=FIL=225.0102.5110T=2T。答案:(1)2T解析:(2)磁感应强度B是由磁场自身决定的,和导线的长度L、电流I的大小无关,所以该位置的磁感应强度还是2T。(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,则有两种可能:①该处没有磁场;②该处有磁场,但通电导线与磁场方向平行。答案:(2)2T(3)不能肯定(2)如果把通电导线中的电流增大到5A时,这一位置的磁感应强度大小;(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否能肯定在这里没有磁场?规律方法对磁感应强度的理解磁感应强度B=是采用比值的方法来定义的,该公式是定义式而不是决定式,B的值由磁场本身决定,与放入该点的通电导线的情况及受力无关。EIL针对训练1:有关磁感应强度的下列说法中,正确的是()A.磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B.若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C.若有一小段长为L,通以电流为I的导体,在磁场中某处受到的磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定是FILD.由定义式B=FIL可知,电流强度I越大,导线L越长,某点的磁感应强度就越小A解析:磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场强弱,选项A正确;磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量,且B=FIL中的B,F,L相互垂直,选项B,C,D错误。要点二【例2】下列说法中正确的是()A.电荷在电场中某处不受静电力的作用,则该处的电场强度一定为零B.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处磁感应强度一定为零C.把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的静电力与所带电荷量的比值不能表示该点电场的强弱D.把一小段通电导线放在磁场中某处,它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱电场强度E与磁感应强度B的比较A解析:在定义描述电场和磁场强弱的物理量电场强度和磁感应强度时,都是在场中放一个小物体,能使场对它有力的作用。在电场中放入的是试探电荷,电场强度用E=Fq来定义,但E与F,q无关,由E=Fq可得F=qE,故E=0时,F=0,A正确,C错误;而在磁场中放入的一小段通电导线在磁场中的受力大小与导线的方向有关,平行于磁场方向放置时,磁场力F=0,垂直于磁场方向放置时,磁场力F最大。在定义式B=FIL中,通电导线必须垂直磁场方向放置。因此B,D均错。误区警示检验电荷(或电流)与“场”的关系(1)静电力为零,该处电场强度为零;磁场力为零,该处磁感应强度不一定为零。(2)放在某处的正电荷所受静电力的方向与该处电场方向相同;放在某处的通电导线的受力方向与该处磁感应强度的方向不同。针对训练2:某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在,想到的以下方法中不可行的是()A.在该空间内引入检验电荷,如果电荷受到静电力作用说明此空间存在电场B.在该空间内引入检验电荷,如果电荷没有受到静电力作用说明此空间不存在电场C.在该空间内引入“检验电流”,如果通电导线受到磁场力作用说明此空间存在磁场D.在该空间内引入“检验电流”,如果通电导线没有受到磁场力作用说明此空间不存在磁场D解析:如果把电荷引入电场中,一定会受到静电力作用,如果电荷没有受到静电力作用,一定是没有电场,选项A,B正确;把通电导线引入磁场中时,只要电流方向不与磁场方向平行,就会受到磁场力作用,但是不受磁场力的原因有两个,一是没有磁场,二是虽有磁场,但是电流方向与磁场方向平行,选项C正确,D错误。教材探究通过教材P84图3.2-1的装置,探究得出“通电导线所受磁场力F与电流I和导线长度L的乘积成正比”,由此为何就可以定义描述磁场的物理量——磁感应强度?答案:由探究结果可知,F∝IL,写为等式,则比例系数与F,I,L无关,它应与磁场有关,因此FIL定义为磁感应强度,即B=FIL。1.关于磁感应强度,下列说法正确的是()A.一小段通电导体放在磁场A处,受到的磁场力比B处的大,说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大B.由B=FIL可知,某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比,与导线的IL成反比C.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零D.小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向课堂达标D解析:磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,是磁场本身性质的反映,其大小由磁场以及磁场中的位置决定,与F,I,L都没有关系,B=FIL只是磁感应强度的定义式。同一通电导体受到的磁场力的大小由所在处B和放置的方式共同决定,选项A,B,C错误;磁感应强度的方向就是该处小磁针N极所受磁场力的方向,选项D正确。2.一段直导线L=1m,其中通有I=1A的电流,它受到大小为F=1N的磁场力作用。据此()A.既可以确定这个磁场的磁感应强度的大小,又可以确定磁感应强度的方向B.仅能确定这个磁场的磁感应强度的大小,不可以确定磁感应强度的方向C.仅能确定这个磁场的磁感应强度的方向,不可以确定磁感应强度的大小D.磁感应强度的大小和方向均无法确定3.在磁场中的A,B两点先后放入长度相等的短直导线,导线与磁场方向垂直,如图所示,图中a,b两条图线分别表示在磁场中A,B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系,下列说法中正确的是()A.A,B两点磁感应强度相等B.A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度C.A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度D.无法比较磁感应强度的大小DB解析:根据公式F=ILB,F-I图象的斜率为BL,由于长度一定,故斜率越大,表示磁感应强度越大,故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度,选项A,C,D错误,B正确。4.有一小段通电导线,长为1cm,导线中电流为5A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,则该点的磁感应强度B一定是()A.B=2TB.B≤2TC.B≥2TD.以上情况都有可能C解析:磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流。如果通电导线是垂直磁场方向放置的,此时所受磁场力最大F=0.1N,则该点的磁感应强度B=FIL=0.150.01T=2T。如果通电导线不是垂直磁场方向放置的,则受到的磁场力小于垂直放置时的受力,垂直放置时受力将大于0.1N,由定义式可知,B将大于2T。选项C正确。