高中物理选修3-1人教版课件-3磁感应强度 33页

[教材自读] 一、磁感应强度的方向 1．小磁针：为了描述磁场而引入的检验用的小磁体． 2．方向规定：小磁针静止时 所指的方向，也即小磁 针在磁场中 的受力方向． N极 N极 二、磁感应强度的大小 1．电流元：在物理学上把很短一段通电导线中的 与 的乘积IL叫做电流元． 2．匀强磁场：磁感应强度的 和方向都一样的磁场． 3．磁感应强度的定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电 导线受到的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的 ，用B表示． 4．定义式：B＝ . 5．单位：特斯拉，简称特，符号T. 电流I 导线长度L 大小 比值 [思考讨论] 电流方向与磁场方向不垂直时，电流受力吗？为什 么在B＝ 中要求导线与磁场方向垂直？ 提示：只要电流方向不与磁场方向平行，电流就会受力， 但两者夹角越小，力就越小，在定义B时，为了减少变 量，突出主要因素，利用了“控制变量”的方法． [基础自测] 1．下面单位相当于磁感应强度的是 (　　) A．T/m2　　　　　　　　　 B．N/(A·m) C．N/(C·m) D．Wb 解析：由B＝ 可知，1 T＝1 N/(A·m)，故磁感应 强度的单位是N/(A·m)，B正确． 答案：B 2．有关磁感应强度的方向，下列说法正确的是(　　) A．B的方向就是小磁针N极所指的方向 B．B的方向与小磁针在磁场中N极受力方向一致 C．B的方向就是通电导线的受力方向 D．B的方向就是该处磁场的方向 解析：B的方向与小磁针N极受力方向或小磁针静止时 N极所指的方向一致．故B、D正确，A、C错误． 答案：BD 3．把小磁针N极向东置于地磁场中，放手后小磁针将(从 上向下看) (　　) A．顺时针转 B．逆时针转 C．不动 D．无法判定 解析：地面上的地磁场的方向向北，小磁针N极向东置 于地磁场中后要向北转动，从上向下看，小磁针逆时针 方向转动，故B正确． 答案：B 4．在电流产生的磁场中，某点的磁感应强度的大小决 定于 (　　) A．该点在磁场中的位置 B．该点处的电流大小和方向 C．产生磁场的电流 D．电流元在该点处的受力情况 答案：AC 解析：某点的磁感应强度的大小除了和产生磁场的电 流有关外，还和该点在磁场中的位置有关，故A、C 正确，B、D错误． 5．磁场对放入其中的长为l、电流强度为I、方向与磁场 垂直的通电直导线有力的作用，可以用磁感应强度B描述 磁场的力的性质，磁感应强度的大小B＝________，在物 理学中，用类似方法描述物质基本性质的物理量还有 ______________等． 答案：　 电场强度、密度 解析：由磁感应强度的定义可知，磁感应强度的大小B＝ ，在物理学中，用类似方法描述物质基本性质的物理 量还有电场强度、密度等． 一、对磁感应强度的理解 1．磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时N极所指的方 向，也就是小磁针N极的受力方向，与S极受力方向相 反．通电导线受力的方向不是磁感应强度的方向． 2．磁感应强度的大小要根据电流元IL的受力来计算，我 们 要求磁场中某一点磁感应强度的大小，应把电流元放入磁 场中某一点，这要求电流元要足够的短，电流元相当于静 电场中的“试探电荷”． 3．在定义式B＝ 中，通电导线必须垂直于磁场方向放 置．因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱 有关以外，还和导线的方向有关．导线放入磁场中的方向 不同，所受磁场力也不相同．通电导线受力为零的地方， 磁感应强度B的大小不一定为零，这可能是电流方向与B 的方向都在一条直线上的原因造成的． 4．磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与F、 I、L无关． [特别关注] (1)对于定义式B＝ 能反映磁场的强弱，但不能理解为 B与F成正比，与IL成反比．此式也适用于非匀强磁场． (2)B的单位可由F、I、L的单位共同决定． 二、磁感应强度与电场强度比较 磁感应强度B是描述磁场的力的性质的物理量，而电 场强度E是描述电场的力的性质的物理量，为了加深对磁 感应强度B的理解，现将两个物理量比较如下： 磁感应强度B 电场强度E 方向 矢量小磁针N极受力方向 矢量放入该点的正电荷 受力方向 场的 叠加 合磁感应强度B等于各磁 场的B的矢量和 合电场强度E等于各个 电场的场强E的矢量和 [特别关注] 电场强度E的方向是放在该点的正电荷所受到的 电场力的方向，但磁感应强度B的方向并不是放在该 点的电流元所受力的方向． [典例1]　下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是 (　　) A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时 所受磁场力的方向 B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度 的方向 D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向 [思路点拨]　弄清磁感应强度方向的规定是解答本题的 关键． [答案]　BD [解析]　磁场中某点磁感应强度的方向就是该点磁场的方 向，是小磁针N极所受磁场力的方向，也是小磁针静止时 N极的指向，与通电导线在磁场中的受力方向并不相同， 故B、D正确，A、C错误． 在磁场中电流元所受的磁场力方向与磁感应强度方 向并不相同． 1．关于磁感应强度的下列说法中错误的是 (　　) A．一小段通电导线在磁场中某处不受磁场力的作用， 则该处的磁感应强度一定为零 B．一小段通电导线在磁场中某处受到的磁场力越小， 说明该处的磁感应强度越小 C．磁场中某点的磁感应强度方向就是放在该点的一 小段通电导线的受力方向 D．磁场中某点的磁感应强度的大小和方向跟放在该 点的导线受力情况无关 解析：一小段通电导线如果平行于磁场放置，即使磁感应 强度再大，也不受磁场力作用，因此通电导线在磁场中受 不受磁场力以及所受磁场力的大小并不能说明此处磁感应 强度的大小情况，A、B均错误；磁场中某点磁感应强度 的方向是此处小磁针N极的受力方向，不是放在该处的小 段通电导线的受力方向，C错误；磁场中某点的磁感应强 度的大小和方向是由磁场本身决定，与该处导线受力情况 无关，D正确． 答案：ABC [典例2]　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：把一小段 通电导线放在该点时受到的安培力F跟该导线的长度L和 通过的电流I的乘积IL的比值，表示该点的磁感应强度B， 即B＝ B．通电导线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．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，与F、I、L以及有无导线无 关 D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向 [思路点拨]　解答本题时应注意以下两个方面： (1)磁感应强度定义中电流元的放置方式． (2)磁感应强度由磁场本身决定． [答案]　C [解析]　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导线”，只有在这个方向上 导线所受的力才最大，故A错；当通电导线与磁场方向 平行时，不受安培力的作用，所以B选项错；在磁场源 稳定的情况下，磁场内每一点的磁感应强度是唯一确定 的，与放入该点的检验电流无关，C正确；安培力的方 向与磁感应强度的方向并不相同，故D错． 磁感应强度取决于磁场本身，与是否放入通电导 线、通电导线的受力的大小及方向无关． 2．关于磁感应强度B，以下说法正确的是 (　　) A．B与F成正比，与IL成反比 B．B的大小与F、IL无关 C．当一段通电导线在空间某处受的力为零时，该处 一定没有磁场 D．将一段通电导线，保持电流I与导线长度L不变， 放在同一匀强磁场中，不管如何放置，它受的力一定相 同 答案：B 解析：B＝ 只是用比值定义法对磁感应强度进行的 定义，它的大小与F、IL无关，是由磁场本身决定的， 通电导线在磁场中受的力不仅与B、I、L有关，还与 它们的方向关系有关，当导线与磁场方向垂直时受力 最大，当导线与磁场方向平行时，受力为零．