遼寧省大連市高中物理 第3章 磁場(chǎng) 3.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度課件 新人教版選修31.pptVIP

磁體的磁性強(qiáng)弱是不同 螺絲刀只能吸起幾根導(dǎo)線 而有的磁鐵能吸起很多重物 第三章磁場(chǎng) 3 2磁感應(yīng)強(qiáng)度 1 知識(shí)與能力 結(jié)合電場(chǎng)強(qiáng)度推導(dǎo)方法推導(dǎo)磁感應(yīng)強(qiáng)度 知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的判別 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力計(jì)算公式 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的推導(dǎo)過(guò)程 2 過(guò)程與方法 3 情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)探究影響通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的因素推導(dǎo)出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度的推導(dǎo)方法計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁感應(yīng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路 教學(xué)重點(diǎn) 教學(xué)難點(diǎn) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力計(jì)算 磁感應(yīng)強(qiáng)度推導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程 一 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 與電場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng) 我們本可以把描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量叫做磁場(chǎng)強(qiáng)度 但歷史上 磁場(chǎng)強(qiáng)度已經(jīng)用來(lái)表示另一個(gè)物理量 因此物理學(xué)中用磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 一 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 不同的磁鐵磁性是不同的 磁體磁性的強(qiáng)弱表現(xiàn)為他產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)磁性物體和通電導(dǎo)線的吸引能力 也就是說(shuō) 磁場(chǎng)有強(qiáng)弱之分 我們回顧一下電場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)方法 在被檢測(cè)的電場(chǎng)中放入一個(gè)試探電荷 通過(guò)試探電荷的受力來(lái)判斷電場(chǎng)的方向 人們很容易想到 把一枚可以轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針作為檢驗(yàn)用的磁體放在磁場(chǎng)中的某一點(diǎn) 觀察他的受力情況 由此來(lái)描述磁場(chǎng) 小磁針總有兩個(gè)磁極 它在磁場(chǎng)中受力后 一般情況下將會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) 小磁針靜止后 它的指向就確定了 顯示出這一點(diǎn)的磁場(chǎng)對(duì)小磁針n極和s極的作用力方向 物理學(xué)中把小磁針靜止時(shí)n極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向 簡(jiǎn)稱磁場(chǎng)方向 但是n極不能單獨(dú)存在 因而不可能測(cè)量n極受力的大小 也就不可能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小了 磁場(chǎng)除了對(duì)磁體有作用力 還對(duì)通電導(dǎo)線有作用力 可以用一段通電導(dǎo)線來(lái)檢測(cè)磁場(chǎng)的強(qiáng)度 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 把一段通電直導(dǎo)線放在磁場(chǎng)里 當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí) 電流所受的安培力最大 當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向一致時(shí) 電流所受的安培力最小 等于零 當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí) 所受的安培力介于最大值和最小值之間 為了簡(jiǎn)單起見(jiàn) 我們研究導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)的安培力以此來(lái)探究磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 在物理學(xué)中 把很短的一段通電導(dǎo)線中的電流i 與導(dǎo)線的長(zhǎng)度l的乘積il叫做電流元 但要使導(dǎo)線中有電流 就要把它連到電源上 所以孤立的電流元是不存在的 實(shí)際上要用相當(dāng)長(zhǎng)的通電導(dǎo)線 不過(guò)如果做實(shí)驗(yàn)的那部分磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 方向都是一樣的 就是勻強(qiáng)磁場(chǎng) 我們也可以用比較長(zhǎng)的通電導(dǎo)線進(jìn)行試驗(yàn) 從結(jié)果中推知一小段電流元的受力情況 還記得電場(chǎng)強(qiáng)度e是怎樣推導(dǎo)的嗎 滑動(dòng)變阻器可以改變電流的大小 兩軌道間ab的長(zhǎng)度為導(dǎo)線的長(zhǎng)度 蹄形磁鐵較寬 可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng) 但是l怎樣變化呢 影響通電導(dǎo)線受力的因素 如圖 三塊相同的體形磁鐵并列放在桌子上 可以認(rèn)為磁極間的磁場(chǎng)是均勻的 將一根直導(dǎo)線水平懸掛在磁鐵的兩極間 導(dǎo)線的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置 有電流通過(guò)時(shí)導(dǎo)線將擺動(dòng)一個(gè)角度 通過(guò)擺動(dòng)角度的大小可以比較導(dǎo)線受力的大小 分別接通 2 3 和 1 4 可以改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度 電流由外部電路控制 先保持導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度不變 改變電流的大小 然后保持電流不變 改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度 觀察這兩個(gè)因素對(duì)導(dǎo)線受力的影響 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 通電導(dǎo)線長(zhǎng)度一定時(shí) 電流越大 導(dǎo)線受到的力就越大 即觀測(cè)到的擺動(dòng)角度會(huì)比較大 電流一定時(shí) 通電導(dǎo)線越長(zhǎng) 導(dǎo)線受到的力也越大 擺動(dòng)幅度同樣增大 我們也可以仿照電場(chǎng)強(qiáng)度的推導(dǎo)方法對(duì)磁場(chǎng)中的f i l的關(guān)系事先作出推導(dǎo) 分析了很多實(shí)驗(yàn)事實(shí)后人們認(rèn)識(shí)到 通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí) 它受力的大小既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度l成正比 又與導(dǎo)線的電流i成正比 即與i和l的乘積il成正比 用公式表示為 f bil 由于安培在研究磁場(chǎng)與電流的相互作用方面作出了杰出的貢獻(xiàn) 為了紀(jì)念他 人們把通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力叫做安培力 式中的b是比例系數(shù) 它與導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流的大小都沒(méi)關(guān)系 但是在不同的情況下 b的值是不同的 即使是同樣的i l 在不同的磁場(chǎng)中 或在磁場(chǎng)中的不同位置 一般說(shuō)來(lái)導(dǎo)線受的力也不一樣 看來(lái) b正是我們尋找的表征磁場(chǎng)強(qiáng)度的物理量 磁感應(yīng)強(qiáng)度 由此 在導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直的最簡(jiǎn)單情況下 磁感應(yīng)強(qiáng)度有大小也有方向 因此是矢量 可以像電場(chǎng)強(qiáng)度一樣跟據(jù)平行四邊形原則進(jìn)行疊加 一些磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 小資料 特斯拉 特斯拉 nikolatesla 1856 1943 美國(guó)電氣工程師 他一生致力于交變電流的研究 是交變電流進(jìn)入實(shí)用領(lǐng)域的主要推動(dòng)者 動(dòng)畫(huà) 研究安培力大小與什么有關(guān) 動(dòng)畫(huà) 磁場(chǎng)的方向 一 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度 物理學(xué)中把小磁針靜止時(shí)n極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線 受到的安培力f跟電流i和導(dǎo)線的長(zhǎng)度l的乘積il的比 值 叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小用公式 來(lái)計(jì)算 磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉 符號(hào)是t 1t 1n a m 磁感應(yīng)強(qiáng)度b時(shí)矢量 1 下列說(shuō)法正確的是 a 磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 就是通以電流i 長(zhǎng)為l的一段小導(dǎo)線放在該處時(shí)所受的磁場(chǎng)力f與i l的比值 b 一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場(chǎng)力作用 則該處一定沒(méi)有磁場(chǎng) c 一小段通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中a處所受的磁場(chǎng)力比放在b處大 則a處磁感應(yīng)強(qiáng)度比b處大 g d 因?yàn)閎 f il 所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放入該處的通電小段導(dǎo)線il乘積成反比 e 因?yàn)閎 f il 所以導(dǎo)線的電流越大 其周?chē)拇艌?chǎng)反而減弱 f 放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)各處的導(dǎo)線 受力的大小和方向相同 g 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無(wú)關(guān) 2 下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向說(shuō)法正確的是 a 磁感線上某點(diǎn)的且先就是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 b 某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一定是該點(diǎn)通電到線所受磁場(chǎng)力的方向 c 小磁針n極受力的方向就是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 d 垂直于磁場(chǎng)放置的通電直導(dǎo)線的受力方向就是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 a 3 以下關(guān)于磁場(chǎng)和電場(chǎng)的描述 其中說(shuō)法正確的 a 電荷處在某處不受電場(chǎng)力的作用時(shí) 該處的電場(chǎng)強(qiáng)度不一定為零 b 一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力的作用 該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 c 如果運(yùn)動(dòng)電荷在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力的作用 則它經(jīng)過(guò)一小段時(shí)間后 動(dòng)能一定變化 d 如果運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力的作用 則它經(jīng)過(guò)一小段時(shí)間后 動(dòng)能不一定變化 b 4 在紙面上放有一個(gè)等邊三角形abc 其頂點(diǎn)處都有通有相同電流的三根長(zhǎng)直線垂直于紙面放置 電流的方向如圖所示 每根通電導(dǎo)線在三角形中心產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b0 則中心o處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 0 磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是 相當(dāng)于 關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度下列說(shuō)法正確的是 電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式 適用于任何電場(chǎng) 由真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式知 當(dāng) 時(shí) 電場(chǎng)強(qiáng)度趨近于無(wú)窮大 由公式 知 一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力說(shuō)明該點(diǎn)肯定無(wú)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的方向 2007上海 磁場(chǎng)對(duì)放入其中的長(zhǎng)為l 電流為i 方向與磁場(chǎng)垂直的通電導(dǎo)線有理f的作用 可以用磁感應(yīng)強(qiáng)度b描述磁場(chǎng)的力的性質(zhì) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小b 在物理學(xué)中 用類似基本方法描述物質(zhì)基本性質(zhì)的物理量還有 等 點(diǎn)撥 磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式 b等于f與il的比值 而與f il無(wú)關(guān) 電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì) 其定義式為e