物理磁感应强度1人教版选修31省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第三章第三章 磁场磁场第二节第二节 磁感应强度磁感应强度人教版选修人教版选修3-1第1页第2页磁体磁性磁体磁性磁体磁性磁体磁性强弱是不一强弱是不一强弱是不一强弱是不一样样样样第3页 螺丝刀只能螺丝刀只能吸起几根导线，吸起几根导线，而有磁铁能吸起而有磁铁能吸起很多重物。很多重物。第4页电场基本性质是什么？电场基本性质是什么？对放入其中电荷有电场力作用对放入其中电荷有电场力作用磁场基本性质是什么？磁场基本性质是什么？对放入其中磁体或通电导体有磁力作用对放入其中磁体或通电导体有磁力作用电场强度电场强度:试探电荷所受电场力跟电荷量比值试探电荷所受电场力跟电荷量比值 正试探电荷受力方向正试探电荷受力方向怎样描述电场强弱和方向？怎样描述电场强弱和方向？怎样描述磁场强弱和方向？怎样描述磁场强弱和方向？是否类似电场研究方法是否类似电场研究方法,分析磁体或电流分析磁体或电流在磁场中所受力在磁场中所受力,找出表示磁场强弱和方向物找出表示磁场强弱和方向物理量理量?复习类比复习类比第5页怎样怎样描述磁场强弱描述磁场强弱和和方向呢方向呢?电场电场电场力电场力FF/q表示电场强弱表示电场强弱电荷电荷电荷电荷q q q q磁场磁场磁场力磁场力F磁场强弱磁场强弱电流电流电流电流磁体磁体磁体磁体电场强度电场强度E磁场强度磁场强度磁感应强度磁感应强度描述磁场强弱描述磁场强弱和和方向方向第6页电场电场正试探电荷受力方向正试探电荷受力方向磁场磁场磁体或电流受力方向磁体或电流受力方向小磁针小磁针N极受力方向极受力方向磁感应强度方向磁感应强度方向物理学要求：物理学要求：小磁针小磁针N极极(北极北极)受力方向受力方向或或小磁针小磁针静止静止时时N极指向，要极指向，要求为该点求为该点磁场方向磁场方向,即即磁感应磁感应强度方向强度方向第7页不能不能.因为因为N极不能单独存在。极不能单独存在。小磁针静止时所受协力为零，因而小磁针静止时所受协力为零，因而不能用测量不能用测量N极受力大小来确定磁极受力大小来确定磁感应强度大小感应强度大小问题：问题：磁感应强度大小能否从小磁针磁感应强度大小能否从小磁针受力情况来研究受力情况来研究?问题：问题：磁场不但能对磁体有作用力磁场不但能对磁体有作用力,还对通电导体有作用力还对通电导体有作用力.能否用很小能否用很小一段通电导体来检验磁场强弱一段通电导体来检验磁场强弱?第8页 将一段将一段很短很短通电导线通电导线 垂直垂直放入磁场中。放入磁场中。通电导线将受到磁场作用力。通电导线将受到磁场作用力。相当于电场中相当于电场中检检验电荷验电荷。磁感应强度磁感应强度大小：大小：磁场不但能对磁体有作磁场不但能对磁体有作用力用力,还对通电导体有作用还对通电导体有作用力力.能否用很小一段通电导能否用很小一段通电导体来检验磁场强弱体来检验磁场强弱?在物理学中在物理学中,把很短一段通电导线中电流把很短一段通电导线中电流I与导线与导线长度长度L乘积乘积IL叫做叫做电流元电流元第9页试验方法试验方法:控制变量法控制变量法（1 1）先保持导线通电部分）先保持导线通电部分长度不变长度不变，改变电流改变电流大小大小。（2 2）然后保持）然后保持电流不变电流不变，改变改变导线通电部分导线通电部分长度长度。结论：结论：电流越大，通电导线受力越大电流越大，通电导线受力越大结论：结论：长度越长，电流越大长度越长，电流越大磁感应强度大小磁感应强度大小通电导体所受到磁力跟磁通电导体所受到磁力跟磁场方向、通电电流、导体长度有场方向、通电电流、导体长度有何关系何关系?我们怎样来研究我们怎样来研究?第10页逻辑推理逻辑推理逻辑推理逻辑推理F F F F L L L LF F F F I I I IF F F F ILILILILF F=B B ILIL准确试验研究表明：通电导线与磁场方向准确试验研究表明：通电导线与磁场方向垂直垂直时，它时，它受力大小既与导线长度受力大小既与导线长度L 成正比，又与导线中电流成正比，又与导线中电流I 成正比，即与成正比，即与I和和L乘积乘积 IL 成正比。成正比。（2 2）不一样磁场中，比值不一样磁场中，比值不一样磁场中，比值不一样磁场中，比值F/ILF/ILF/ILF/IL普通不一样普通不一样普通不一样普通不一样;（1 1）同一磁场中同一磁场中同一磁场中同一磁场中 ，比值，比值，比值，比值F/ILF/ILF/ILF/IL为恒量；为恒量；为恒量；为恒量；F F F F ILILILIL第11页磁感应强度磁感应强度1T=1N/Am定义式：在磁场中垂直于磁场方向通电导线，受在磁场中垂直于磁场方向通电导线，受到安培力到安培力F跟电流跟电流I和导线长度和导线长度L乘积乘积IL比值，叫做通电导线所在处磁感应强度。比值，叫做通电导线所在处磁感应强度。定义：定义：（注意：磁感应强度（注意：磁感应强度B由磁场本由磁场本身决定，与身决定，与F、I、L无关。）无关。）单位：单位：特斯拉特斯拉 T矢量：矢量：磁感应强度是矢量，方向与该点磁场方磁感应强度是矢量，方向与该点磁场方向相同。向相同。第12页 出生于南斯拉夫克罗地亚，后加入美国出生于南斯拉夫克罗地亚，后加入美国籍。父亲是教堂牧师，母亲热衷心理学研究，籍。父亲是教堂牧师，母亲热衷心理学研究，18801880年毕业于布拉格大学。早年在巴黎欧洲年毕业于布拉格大学。早年在巴黎欧洲大陆爱迪生企业任职，因创造性劳动，被转大陆爱迪生企业任职，因创造性劳动，被转送到美国爱迪生电器研究中心，与爱迪生共送到美国爱迪生电器研究中心，与爱迪生共同工作。同工作。创造了交流发电机，开创了特斯拉电气创造了交流发电机，开创了特斯拉电气企业，从事交流发电机、电动机、变压器生企业，从事交流发电机、电动机、变压器生产，并创造了高频发电机和高频变压器。产，并创造了高频发电机和高频变压器。18891889年，特斯拉在美国哥伦比亚，实现了从科罗拉多斯年，特斯拉在美国哥伦比亚，实现了从科罗拉多斯普林斯至纽约高压输电试验。从此，交流电开始进入实用阶普林斯至纽约高压输电试验。从此，交流电开始进入实用阶段。今后，他还从事高频电热医疗器械、无线电广播、微波段。今后，他还从事高频电热医疗器械、无线电广播、微波传输电能、电视广播等方面研制，制造了弧光灯，一生共有传输电能、电视广播等方面研制，制造了弧光灯，一生共有112112项美国专利。为表彰他在交流电系统贡献，在他百年纪项美国专利。为表彰他在交流电系统贡献，在他百年纪念时念时(1956(1956年年)，国际电气技术协会决定用他名字作为磁感应，国际电气技术协会决定用他名字作为磁感应强度单位。强度单位。第13页人体器官内磁场 10-1310-9地磁场在地面附近平均值 510-5我国研制作为磁谱仪关键部件大型永磁体中心磁场 0.1346电动机或变压器铁芯中磁场 0.8 1.7电视机偏转线圈内磁场 约0.1试验室使用最强磁场 瞬时103恒定37中子星表面磁场 106108原子和表面磁场 约1012一些磁场磁感应强度一些磁场磁感应强度第14页3.你对你对电流元电流元怎样了解？怎样了解？1.磁感应强度由通电导线长度、电流及导线受力决磁感应强度由通电导线长度、电流及导线受力决定吗？定吗？B与与L、I、F无关，与场源和该点在场中位置相关无关，与场源和该点在场中位置相关了解了解4.反应什么性质？反应什么性质？假如导线很短很短，假如导线很短很短，B就是导线所在处磁感应强度就是导线所在处磁感应强度.2.用用B=F/IL计算时，要注意什么问题？计算时，要注意什么问题？导线电流方向与磁场方向关系，要注意二者必须垂直。通电导线电流方向与磁场方向关系，要注意二者必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零 物理意义：物理意义：B是表示磁场强弱和方向物理量，是描述磁场力是表示磁场强弱和方向物理量，是描述磁场力性质物理量，是矢量。性质物理量，是矢量。第15页5.你你认认为为电电场场力力（磁磁场场力力）在在方方向向上上与与电电场场强强度度（磁磁感应强感应强度）有何关系？度）有何关系？6.若若在在某某一一点点同同时时存存在在几几个个磁磁场场，则则该该点点磁磁感感应应强强 度度B怎样？怎样？若某一空间同时存在几个磁场，空间磁场应由若某一空间同时存在几个磁场，空间磁场应由这几个磁场叠加而成，某点磁感应强度为这几个磁场叠加而成，某点磁感应强度为B，则有：则有：B=B1+B2+B3（矢量和）（矢量和），用平行，用平行四边形法则运算四边形法则运算电场强度方向要求为正电荷受力方向；电场强度方向要求为正电荷受力方向；磁感应强度方向要求为小磁针北极受力方向，磁感应强度方向要求为小磁针北极受力方向，与电流受力方向垂直。与电流受力方向垂直。第16页有有些些人人依依据据B=F/IL提提出出：磁磁场场中中某某点点磁磁感感应应强强度度B跟跟磁磁场场力力F成成正正比比，跟跟电电流流强强度度I和和导导线线长长度度L乘乘积积IL成成反反比比，这这种种提提法有什么问题？错在哪里？法有什么问题？错在哪里？答：这种提法不对答：这种提法不对.因为试验证实，因为试验证实，F和和IL乘积成正比，故比值（乘积成正比，故比值（F/IL）在磁场）在磁场中某处是一个恒量，它反应了磁场本身中某处是一个恒量，它反应了磁场本身特征，不随特征，不随F及及IL改变而改变改变而改变.思索思索第17页1、以下关于磁感应强度大小说法中正确、以下关于磁感应强度大小说法中正确是（是（）A通电导线受磁场力大地方磁感应强度通电导线受磁场力大地方磁感应强度一定大一定大B通电导线在磁感应强度大地方受力一通电导线在磁感应强度大地方受力一定大定大C放在匀强磁场中各处通电导线，受力放在匀强磁场中各处通电导线，受力大小和方向处处相同大小和方向处处相同D磁感应强度大小和方向跟放在磁场中磁感应强度大小和方向跟放在磁场中通电导线受力大小和方向无关通电导线受力大小和方向无关D例题例题第18页2、以下说法中错误是（、以下说法中错误是（）A磁场中某处磁感应强度大小，就是通以电流磁场中某处磁感应强度大小，就是通以电流I、长为、长为L一小段导线放在该处时所受磁场力一小段导线放在该处时所受磁场力F与与I、L乘积比值乘积比值B一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场则该处一定没有磁场C一小段通电导线放在磁场中一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力处时受磁场力比放在比放在B处大，则处大，则A处磁感应强度比处磁感应强度比B处磁感应处磁感应强度大强度大D因为因为B=F/IL，所以某处磁感应强度大小与，所以某处磁感应强度大小与放在该处通电小段导线放在该处通电小段导线IL乘积成反比乘积成反比ABCD第19页0.1T3、一根导线长、一根导线长0.2m，经过，经过3A电流，电流，垂直放入磁场中某处受到磁场力是垂直放入磁场中某处受到磁场力是610-2N，则该处磁感应强度，则该处磁感应强度B大小是大小是_；假如该导线长度和电流都减；假如该导线长度和电流都减小二分之一，则该处磁感应强度大小小二分之一，则该处磁感应强度大小是是_。0.1T第20页4.磁磁场场中中放放一一根根与与磁磁场场方方向向垂垂直直通通电电导导线线，它它电电流流强强度度是是2.5 A，导导线线长长1 cm，它它受受到到安安培培力力为为510-2 N，则这个位置磁感应强度是多大？则这个位置磁感应强度是多大？5.接接上上题题，假假如如把把通通电电导导线线中中电电流流强强度度增增大大到到5 A时时，这这一一点点磁磁感感应应强强度度应应是是多多大大？该该通通电电导导线线受受到到安安培培力力是多大？是多大？注意：计算时要统一用国际单位制。注意：计算时要统一用国际单位制。解答：解答：解答：磁感应强度解答：磁感应强度B是由磁场和空间位置（点）决定，和导是由磁场和空间位置（点）决定，和导 线长度线长度L、电流、电流I大小无关，所以该点磁感应强度是大小无关，所以该点磁感应强度是2 T.依据依据F=BIL得，得，F=2 5 0.01=0.1N第21页第22页