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1/6第三章磁场第2课时：磁感应强度要点磁感应强度定义的理解磁场对于一切有磁性(不论宏观与微观)的物体都会产生力或力矩的作用，使这些物体的状态(这里主要指运动状态)发生改变，从而使人们可以感知磁场的存在．如带电粒子在磁场中运动时，磁力可以使粒子的运动轨迹发生偏转；载流线圈在磁场中，磁力会使线圈发生偏转；小磁针在磁场中，磁力会使小磁针的指向偏离原来地磁场南北极的方向等等．这些现象都可以被我们用来作为定义磁感应强度的依据．本节是运用通电导线在磁场中的受力与电流元的比值来定义磁感应强度的大小B＝FIL，用小磁针静止时N极所指的方向来定义磁感应强度的方向.1.磁感应强度B是由F、I、L三者决定的吗？(1)在定义式B＝FIL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的方向在一条直线上的原因造成的．(2)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．(3)研究磁感应强度是分步进行的，其方向由磁针受力确定，其大小根据电流元受力来计算．通电导线受力的方向不是磁感应强度的方向．(4)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短很短，IL称作“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．(5)我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小，因此要把电流元放入磁场中某一点，这要求电流元要足够的短.2.电场强度与磁感应强度有哪些异同？电场强度磁感应强度定义的依据①电场对电荷q有作用力F②对电场中任一点，Fq＝恒量(由电场决定)③对不同点，一般说恒量的值不同④比值Fq可表示电场的强弱①磁场对直线电流I有作用力F②对磁场中任一点，F与磁场方向、电流方向有关．在只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时，FIL＝恒量(由磁场决定)③对不同点，一般说恒量的值不同④比值FIL可表示磁场的强弱定义E＝FqB＝FIL物理意义E在数值上等于电场对单位电荷作用B在数值上等于垂直于磁场方向长12/6力的大小m、通入的电流为1A的导线所受安培力的大小方向是一个矢量某点的电场强度方向就是通过该点的电场线的切线方向，也是放入该点正电荷的受力方向是一个矢量某点的磁感应强度方向就是通过该点的磁感线的切线方向，也是放入该点小磁针N极受力方向．(实际上通电导线受力方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直)大小可以用电场线形象地表示——切线方向表示E的方向，疏密程度表示E的大小可以用磁感线形象地表示——切线方向表示B的方向，疏密程度表示B的大小单位1N/C＝1V/m1T＝1N/(A·m)一、磁感应强度B的定义【例1】由定义式B＝FIL可知，磁场中某处的磁感应强度大小()A．随IL的乘积的增大而减小B．随F的增大而增大C．与F成正比，与IL成反比D．与F及IL无关，由F和IL的比值确定解析磁场中某一点的磁感应强度是由形成磁场的磁体或电流的强度与分布情况决定的，与放入其中的电流元无关，电流元所起的作用仅仅是对磁场进行探测，从而确定该点磁场的磁感应强度，D二、与磁感应强度相关的计算【例2】有一小段通电导线，长为1cm，电流强度为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是()A．B＝2TB．B≤2TC．B≥2TD．以上情况都有可能课堂练习：1.下列说法中正确的是()A．电荷在某处不受静电力的作用，则该处的电场强度为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的静电力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱3/62．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3．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体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4．在匀强磁场中，磁感应强度B为2×10－4T．有一根长为0.4m的通电导线(垂直于磁场方向)在磁场中受到的磁场力为0.016N，求导线中电流的大小．题型一磁感应强度的定义在磁感应强度的定义式B＝FIL中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是()A．B由F、I和L决定B．F由B、I和L决定C．I由B、F和L决定D．L由B、F和I决定拓展探究如图一根长为L的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δx，若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δx，则磁感应强度B值为()A.kΔxILB.2kΔxILC.kILΔxD.2ILkΔx题型二磁感应强度的理解有关磁感应强度的下列说法中，正确的是()A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B．若有一小段通电导体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．若有一小段长为L，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是FILD由定义式B＝FIL可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小拓展探究下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法，正确的是()A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D．磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同4/6课后练习：一、选择题1．下列有关磁感应强度的说法中，正确的是A．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零B．若有一小段长为L，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是FILC．由定义式B＝FIL可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小D．磁感应强度B＝FIL只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关2.关于磁感应强度B和电场强度E的比较下列说法正确的是（）A．磁感应强度B和电场强度E都是矢量B．磁感应强度B和电场强度E都是由场本身决定的C．磁感应强度B和电场强度E的方向是检验电流和检验电荷在场中受力的方向D．磁感应强度B和电场强度E都是用比值来定义的2．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20cm，通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感应强度为A．零B．10T，方向竖直向上C．0.1T，方向竖直向下D．10T，方向肯定不沿竖直向上的方向3．停在十层的电梯底板上放有两块相同的条形磁铁，磁铁的极性如图2所示．开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止状态()图2A．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁可能已碰在一起B．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁一定仍在原来位置C．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁可能已碰在一起D．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁一定仍在原来位置4．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．下图中的几幅图象表现5/6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．下列四幅图中正确的是()5．关于场的认识正确的是()A．万有引力场中力的方向和电场中电荷受力方向是相同的B．电场中力的方向不但与电场线的方向有关，还与受力电荷电性有关C．磁场中受力的物体有磁体(N、S极受力不同)、运动电荷和电流，受力方向比较复杂D．磁场的方向研究依据小磁针N极确定，大小利用电流元受力情况来确定6．将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图3－1－6能正确反映各量间关系的是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3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()A．A、B两点磁感应强度相等B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度C．A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8．长10cm的通电直导线，通以1A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4N，则该磁场的磁感应强度为A．等于4TB．大于或等于4TC．小于或等于4TD．上述说法都错误6/69.两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图4所示．在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上．导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是A．a点B．b点C．c点D．d点10．如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为()A．F＝MgB．mg＜F＜(M＋m)gC．F＝(M＋m)gD．F＞(M＋m)g11．如图3－1－8所示，长为L、质量为m的导体棒用细线悬挂放入某匀强磁场中，导体棒与磁场方向垂直，当导体棒中通过的电流为I时，细线上的拉力恰好为零，问磁感应强度B为多大？图3－1－814．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3－1－10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，弹簧伸长2cm，测得电路中电流为5A，已知弹簧的劲度系数为20N/m，ab的长为L＝0.1m．求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少？图3－1－10