2018_2019学年高中物理第三章磁场第2节磁感应强度学案新人教版.docx

第2节磁感应强度1通过实验、类比和分析，寻找描述磁场强弱和方向的物理量磁感应强度2进一步体会通过比值定义物理量的方法3知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位一、磁感应强度的方向物理学中用磁感应强度来描述磁场的强弱和方向，把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称磁场的方向二、磁感应强度的大小1控制变量法探究影响通电导线受力的因素实验结论：直导线与磁场垂直时，它受力大小既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比公式为FILB2磁感应强度的大小：在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度公式为B3单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T，1 T1 判一判(1)与电场强度相似，磁感应强度是表示磁场的强弱和方向的物理量()(2)磁场的方向就是小磁针静止时所受合力的方向()(3)小磁针的N极和S极所受磁场力的方向是相反的()提示：(1)(2)(3) 想一想在磁场中某点放入一个小磁针，轻轻拨动小磁针使其转动，某时刻小磁针N极的指向就是该处的磁场方向吗？提示：不一定是只有当小磁针静止时，其N极的指向才是该处的磁场方向若小磁针转动，某时刻的N极指向不一定与静止后的指向相同 做一做(多选)有关磁感应强度B的方向，下列说法正确的是()AB的方向就是小磁针N极所指的方向BB的方向与小磁针在任何情况下N极的受力方向一致CB的方向就是通电导体的受力方向DB的方向就是该处磁场的方向提示：选BD磁场的方向就是磁感应强度的方向，规定为小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极的受力方向，它与通电导线所受力的方向相垂直对磁感应强度的理解1磁感应强度的定义式：B(1)公式成立条件：通电导线必须垂直于磁场方向放置，不垂直则公式不成立(2)决定磁感应强度的因素：仅由磁场本身决定，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小无关(3)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短，IL称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”2方向：磁感应强度B是一个矢量，某点磁感应强度的方向不是放在该处的通电导线的受力方向它的方向可以有以下几种表述方式：(1)小磁针静止时N极所指的方向，或小磁针静止时S极所指的反方向(2)小磁针N极受力的方向(不论小磁针是否静止)，或S极受力的反方向(3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向3大小：磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关即使不放入载流导线，磁感应强度也照样存在，故不能说“B与F成正比”或“B与IL成反比” 命题视角1对磁感应强度的理解关于磁感应强度，下列说法正确的是()A由B可知，B与F成正比，与IL成反比B通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就变为零C通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即B0)D磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定思路点拨 磁感应强度的大小由磁场本身决定，与F、I、L无关解析磁感应强度B只是一个定义式，而不是决定式；磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放通电导线无关故选D答案D 命题视角2定义式B的应用有一小段通电直导线，长为1 cm，通过的电流为5 A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为01 N，则该点的磁感应强度()AB2 TBB2 TCB2 T D以上情况都有可能解析磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的如果通电导线是垂直于磁场方向放置的，此时所受磁场力最大，F01 N，则该点的磁感应强度为B T2 T如果通电导线不是垂直于磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时受到的磁场力，通电直导线不垂直磁场放置时受到的磁场力为01 N时，由定义式可知，磁感应强度B将大于2 T，故选项C正确答案C磁感应强度B是反映磁场的力的性质的物理量，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；磁场中各处的B值是确定的，与放入该点的检验电流的大小、方向等无关实验表明：磁场力方向是与磁场方向垂直的，在这一点上磁场与电场是不一样的 【题组突破】1(2018湖南长郡中学月考)金属滑杆ab连着一弹簧，水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd、ef上，如图所示，垂直cd与ef有匀强磁场，磁场方向如图所示，合上开关S，滑杆稳定后，弹簧伸长2 cm，测得电路中电流为5 A，已知弹簧的劲度系数为20 N/m，ab的长为L01 m求匀强磁场的磁感应强度的大小解析：弹簧拉力F弹kx，金属杆所受磁场力：FBIL由平衡条件知：FF弹，即ILBkx故B08 T答案：08 T2磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是25 A，导线长1 cm，它受到的磁场力为50102 N求：(1)这个位置的磁感应强度大小；(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A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？解析：(1)由磁感应强度的定义式得B T2 T(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大小还是2 T(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：该处没有磁场；该处有磁场，但通电导线与磁场方向平行答案：(1)2 T(2)2 T(3)不能肯定磁感应强度与电场强度的比较1电场和磁场中物体的受力情况(1)在电场中某一确定的位置放置一个检验电荷，该电荷受到的电场力是唯一确定的(2)在磁场中某一确定的位置放入一段导线，该导线受到的磁场力还与导线放置的方向及电流方向有关2电场强度和磁感应强度的区别和联系项目磁感应强度B电场强度E物理意义描述磁场的力的性质的物理量描述电场的力的性质的物理量定义式通电导线与磁场垂直时：BE决定因素由磁场决定，与F、I、L无关由电场决定，与F、q无关方向矢量，方向是小磁针N极的受力方向矢量，方向是放入该点的正电荷的受力方向叠加合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和合电场强度等于各个电场的电场强度的矢量和【题组过关】1(多选)(2018江西南昌大学附中测试)下列说法中正确的是()A电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零B一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零C电场强度是表征电场中某点电场的强弱，是把一个试探电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D磁感应强度是表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值解析：选AC电场和磁场有一个明显的区别是：电场对放入其中的电荷有力的作用，磁场对通电导线有力的作用的条件是磁场方向不能和电流方向平行，因此A对，B错；同理根据电场强度的定义式EF/q可知C对；而同样用比值定义法定义的磁感应强度则应有明确的说明，即B中I和B的方向必须垂直，故D错2(2018咸宁测试)关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是()A电场强度的定义式E适用于任何静电场B电场中某点电场强度的方向与在该点的检验电荷所受电场力的方向相同C公式B说明B与放入磁场中的通电导线所受的磁场力F成正比D公式B说明B的方向与放入磁场中的通电直导线所受磁场力的方向相同解析：选AE是电场强度的定义式，适用于任何电场，A正确电场强度的方向与该点正电荷受力方向相同，与负电荷受力方向相反，B错误磁感应强度由磁场本身决定，与F和IL都无关，C错误磁感应强度的方向与通电导线的磁场力垂直，D错误随堂检测 1(多选)下列说法中正确的是()A磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值，即BB磁感应强度与F、I有关C磁感应强度B只是定义式，它的大小取决于场源以及在磁场中的位置，而与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D通电导线所受磁场力的方向与磁场的方向垂直解析：选CD根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线”，故A选项是错误的在磁场场源稳定的情况下，磁场内各点的磁感应强度(包括大小和方向)都是确定的，与放入该点的检验电流、导线无关，故选项B错误，选项C正确磁场力方向与磁感应强度方向垂直，选项D正确2(多选)如图所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时二者在纸面内平行放置当导线中通入如图所示电流I时，发现小磁针的N极向里转动，S极向外转动，停留在与纸面垂直的位置上这一现象说明()A小磁针检测到了电流的磁场B小磁针处磁场方向垂直纸面向里C小磁针处磁场方向垂直纸面向外D若把小磁针移走，该处就没有磁场了解析：选AB小磁针可以检验磁场的存在，当导线中通入电流时，在导线的周围就产生了磁场在小磁针位置处的磁场方向为N极的受力方向，即垂直纸面向里，故A、B正确，C错误；电流的磁场是客观存在的特殊物质，不会随小磁针的移走而消失，只要导线中有电流存在，磁场就会存在，故D错误3如图所示，把两个完全一样的环形线圈互相垂直地放置，它们的圆心位于一个共同点O上当通以相同大小的电流时，两通电线圈在O点产生的磁场方向分别为垂直纸面向里和竖直向上，大小相等，则O处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度的大小之比是()A11B21C1 D1解析：选C设每个通电环形线圈在O点的磁感应强度大小为B，题目中已给出了B的方向分别为垂直纸面向里和竖直向上，则其磁感应强度的矢量和为B，故与一个线圈单独产生的磁感应强度的大小之比为1故C正确4在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1 cm，电流为05 A，所受的磁场力为5104 N求：(1)该位置的磁感应强度多大？(2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？解析：(1)由B，得B T01 T(2)该处的磁感应强度不变，B01 T答案：(1)01 T(2)01 T课时作业 学生用书P151(单独成册)一、单项选择题1(2018宿州高二期中)有人根据公式B，提出以下看法，其中正确的是()A磁感应强度的数值跟通电导线受到的磁场力F的大小成正比B磁感应强度的数值跟通电导线的电流I成反比C磁感应强度的数值跟通电导线的长度L成反比D磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，它是客观存在的，它与外加导线的长度、电流的强弱和受力情况均无关解析：选DB为比值定义式，B与F、I、L无关，磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，它是客观存在的，它与外加导线的长度、电流的强弱和受力情况无关，故只有D正确2在匀强磁场中某处P放一个长度为L20 cm，通电电流I05 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F10 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处磁感应强度为()A零B10 T，方向竖直向上C01 T，方向竖直向下D10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向解析：选D由题意，通电导线放入磁场中所受安培力最大，说明导线与磁场垂直，则有：FBIL得B T10 T，因磁感应强度B的方向与磁场力方向是垂直关系，故知B的方向肯定不是竖直向上磁感应强度是由磁场本身决定的，与是否有电流无关，故将该通电导线从磁场撤走，P处磁感应强度保持不变3关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是()A在B0的地方，F一定等于零B在F0的地方，B一定等于零C若B1 T，I1 A，L1 m，则F一定等于1 ND若L1 m，I1 A，F1 N，则B一定等于1 T解析：选A应用公式B或FIBL时要注意导线必须垂直于磁场方向放置，故B、C、D选项错应选A4在北京地区进行如下实验：一个可以在水平面内自由转动的小磁针，在地磁场作用下保持静止，一根直导线位于小磁针的正北方，竖直放置，且通有竖直向上的电流，已知地磁场的水平分量为B1，长直导线的电流形成的磁场在小磁针处的磁感应强度为B0，则小磁针的N极将()A向西偏转角度arctan B向西偏转角度arctan C向东偏转角度arctan D向东偏转角度arctan 解析：选D地磁场是从地磁北极到地磁南极，北京在北半球，B1为地磁场水平分量指向地理北极，通电导线在O点的磁场方向指向正东方向，未放入通电长直导线时小磁针N极指向正北方向，放入通电长直导线后小磁针N极的指向向东偏转角度为，且tan 如图所示，故D正确5如图所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成30角；导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，下列方法不正确的是()A增大电流IB增加直导线的长度C使导线在纸面内顺时针转过30D使导线在纸面内逆时针转过60解析：选C当直导线与磁场垂直放置时磁场力最大，且FILB当平行时磁场力等于0，所以C项磁场力变小，选C6在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受到的力也不相同下面的四幅图象表示的是导线所受到的力F与通过导线的电流I的关系a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点其中正确的是()解析：选C两条相同的导线通入不同的电流先后放在磁场中的同一点，并且电流方向都与磁场方向垂直，由于磁场方向是不变的，故导线所在处的磁感应强度B是确定的根据磁感应强度的定义式B，当L确定时，FI，则FI图象应是一条过原点的直线，故C对7先后在磁场中A、B两点引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()AA、B两点磁感应强度相等BA点的磁感应强度大于B点的磁感应强度CA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解析：选B导线受到的磁场力FBLI对于题图给出的FI图线，直线的斜率kBL，由题图可知kakb，又因A、B两处导线的长度L相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，B项正确8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，如果电荷受到电场力说明此空间存在电场B在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到电场力说明此空间不存在电场C在该空间内引入通电导线，如果通电导线受到磁场力说明此空间存在磁场D在该空间内引入通电导线，如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场解析：选D如果把电荷引入电场中，一定会受到电场力作用，如果电荷没有受到电场力作用，一定是没有电场，A、B可行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，C可行，D不可行二、多项选择题9一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示