9.1 磁场、磁感应强度 【学习目标】1、理解磁感应强度、磁通量的概念，知道常见磁体的磁场分布。2、能熟练磁感应强度和磁通量，会画常见磁体的磁感线。3、体会磁体在生活中的广泛应用。【使用说明和学法指导】1、通读课本第1、2、3节内容，完成知识梳理部分。2、不懂的位置红笔标注疑问。知识梳理(限时15分钟)知识点1磁场、磁感应强度、磁通量 一、磁场1. 磁场的产生：磁体或_在其周围的空间产生磁场2. 基本性质：对放入其中的磁体、_有力的作用磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场来完成的3. 磁场的方向：规定为小磁针静止时 极所指的方向二、磁感应强度1. 物理意义：描述磁场_ _和_ _的物理量2. 大小：B=3. 单位：_，简称特，符号是T.4. 矢量性：磁感应强度是_，既有大小，又有方向规定磁场中任意一点的小磁针静止时_极的指向为该点的磁场的方向三、磁通量1、定义式：= ，适用范围：匀强磁场2、物理意义：穿过该平面 的条数3、磁通量是 （标或矢）量，但是有正负之分，若规定穿过这个平面为正，则穿出这个平面为负。知识点2磁感线、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1. 磁感线在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的_方向跟该点的磁感应强度方向一致特别注意：磁感线是闭合曲线。2. 电流的磁场(1)奥斯特实验：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了_的联系(2)安培定则通电直导线：用 手握住导线，让伸直的 所指的方向跟_的方向一致，弯曲的 所指的方向就是_的环绕方向通电螺线管：让 手弯曲的 所指的方向跟电流的方向一致，_所指的方向就是环形电流中轴线上的磁感线的方向或螺线管内部磁感线的方向3. 几种常见的磁场常见磁体的磁场 探究案探究一 对磁感应强度、磁感线、磁通量概念的理解1. ( ) (多选)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. 表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验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. 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体长度和电流乘积的比值2. ( ) (多选) 关于磁感线的性质和概念，下列说法中正确的是A. 磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向B. 铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线C. 磁感线总是从磁体的N极指向S极D. 磁场中任意两条磁感线均不相交3. ( ) 为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是4、( )关于磁感应强度，下列说法中正确的是A. 若长为L、通有电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为B. 由B知，B与F成正比，与IL成反比C. 由B知，若一小段通电导体在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场D. 磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向5、( )电子做近核运动的时候，产生了垂直于相对运动方向的磁场如右图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况以O点为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度大小的变化最有可能为探究二 磁场的叠加原理、磁通量的计算6、( )三根平行的长直通电导线，分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则下列说法中正确的有AO点处实际磁感应强度的大小为BBO点处实际磁感应强度的大小为BCO点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为90DO点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为arctan27、( )有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图在如图所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线连线的中垂线上两点，与O点的距离相等，aM与MN的夹角为.若两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流I，单根导线中的电流在M处产生的磁感应强度大小为B0，则关于线段MN上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是A. M点和N点的磁感应强度方向一定相反BM点和N点的磁感应强度大小均为2B0cosCM点和N点的磁感应强度大小均为2B0sinD在线段MN上有磁感应强度为零的点8、( )某同学在探索导体的导电规律的时候，没有电流表，他利用小磁针的偏转检测电流，具体的做法是：在地磁场的作用下，处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流的时候，小磁针就会发生偏转；当通过该导线的电流为I时，发现小磁针偏转了30，由于直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比，当他发现小磁针偏转了60时，通过该导线的电流为A. 3I B. 2I C. I D. I9、( )如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是AO点处的磁感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Da、c两点处磁感应强度的方向不同10、( ) 如图所示，匝数为N、半径为r1的圆形线圈内有匀强磁场，匀强磁场在半径为r2的圆形区域内，匀强磁场的磁感应强度B垂直于线圈平面通过该线圈的磁通量为A. BrB. BrC. NBrD. NBr11、( )如图所示，一线圈放在通电螺线管的正中间A处，现向右移动到B处，则在移动过程中通过线圈的磁通量如何变化()A变大 B变小C不变 D无法确定当堂检测1、( )某地的地磁场强度大约是4.0105 T一根长为500 m的导线，通入电流强度为10 A的电流，该导线可能受到的磁场力为A0 B0.1 NC0.3 N D0.4 N2、( )三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是A.B1=B2B3B.B1=B2=B3C.a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里D.a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里3、磁场中放一与磁场方向垂直的电流元，通入的电流是2.5 A，导线长10 cm，它受到的磁场力为5102 N问：(1)这个位置的磁感应强度是多大？(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时，这一点的磁感应强度是多大？(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否可以肯定这里没有磁场9.1 磁场、磁感应强度参考答案1、解析：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，而磁场仅对在磁场中运动且速度方向和磁感应强度方向不平行的带电粒子有力的作用；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正确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BF/IL中，I和B的方向必须垂直，故D错，所以应选A、C.答案：AC2、解析：磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，A对；利用碎铁屑在磁场中被磁化的性质，可显示磁感线的形状，但它排成的曲线本身不是磁感线，磁感线是假想曲线，B错；磁感线在磁体外部由N极指向S极，但在内部却是由S极指向N极，即磁感线是闭合曲线，C错；假设两条磁感线可以相交，过交点作曲线的切线，将有两个不同的方向，而同一点的磁场方向只能有一个，故任意两条磁感线均不相交，D对答案：AD3、解析： 离导线越远，电流产生的磁场越弱，穿过线圈的磁感线条数越少，磁通量逐渐减小，故只有B正确答案：B4、解析：磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放置通电导体无关；定义磁感应强度是对它的一种测量，在测量中要求放置的一小段通电导体有确定的方位，力F应是在放置处受到的最大力，也就是通电导体应垂直于磁场方向放置才行故选项A、B、C均错误，D正确答案：D5、解析：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，其疏密程度反映磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，沿z轴正方向磁感线由密到疏再到密，即磁感应强度由大到小再到大，只有C正确答案：C6、先根据安培定则确定每根通电导线在O点所产生的磁感应强度的方向，再根据矢量合成法则求出结果根据安培定则，I1与I3在O点处产生的磁感应强度B1、B3方向相同，I2在O点处产生的磁感应强度方向与B1、B3方向垂直，如图所示，在O点处实际磁感应强度大小为B0B，选项A错误，选项B正确；由几何关系可知O点处实际磁感应强度方向与斜边夹角为arctan2，选项C错误，选项D正确7、解析：作出两根导线在M、N两处产生的磁感应强度，并根据平行四边形定则求出合磁感应强度，M、N两处磁感应强度相同，大小为B2B0sin，选项A、B错误，选项C正确；线段MN上各点磁场方向均水平向右且不为零，选项D错误答案：C8、解析：如图，当电流为I时，tan30设电流为I时，磁针偏转60，则tan60所以B3B又因为电流和磁场成正比，所以I3I.答案：A9、本题可要确定某点的(合)磁场，首先要明确各磁体或电流在该点产生的磁场大小、方向，然后利用平行四边形定则进行合成、叠加先根据安培定则可判断M、N两点处的直线电流在a、b、c、d、O各点产生的磁场方向，如图所示，再利用对称性和平行四边形定则可确定各点(合)磁场的方向磁场叠加后可知，a、b、c、d、O的磁场方向均相同，a、b点的磁感应强度大小相等，c、d两点的磁感应强度大小相等所以只B、C正确10、解析：通过线圈的磁通量BSBr，A错误，B正确；磁通量与线圈的匝数无关，C、D错误答案：B11、解析：线圈由通电螺线管的正中间A处向右移动到B处的过程中，线圈的合磁通量等于铁芯中的磁通量减去反穿回线圈的合磁通量，铁芯中的磁通量不变，越向右移动反穿的越多，故线圈的合磁通量减少，B正确答案：B当堂检测1、解析：由FILB105004.0105 N0.2 N这是导线与磁场方向垂直时得到的最大磁场力，其他放置方向导线受到的磁场力要小于0.2 N，平行磁场放置时F0.故只要小于0.2 N，大于或等于0的力均是有可能的故正确答案为A、B.答案：AB2、A、B、由题意可知，a点的磁感应强度等于三条通电导线在此处叠加而成，即垂直纸面向外，而b点与a点有相同的情况，有两根相互