高三物理《磁感应强度、磁通量》教案11.docVIP

第三章磁场专题辅导教案 专题一 磁感应强度、磁通量 一、本章知识知识结构： 二、难点提示： 1、磁场中某位置的磁感强度的大小及方向是客观存在的，与放入的电流强度I的大小、导线的长短即L的大小无关，与电流受到的力也无关，即便不放入载流导体，它的磁感强度也照样存在。因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比。磁感强度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四边形定则。注意磁感强度的方向就是该处的磁场方向，并不是该处电流的受力方向。 2、因F=BIL是由B=导出，所以在应用时要注意：⑴B与L垂直；⑵L是有效长度；⑶B并非一定为匀强磁场，但它应该是L所在处的磁感强度。 3、定性判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向问题，常用下列几种方法： ⑴电流元分析法：把这段电流等分为很多段直线电流元，先用左手定则判断出小段电流元受到的安培力方向，再判断整段电流所受安培力合力的方向，从而确定导体的运动方向。 ⑵特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向。 ⑶等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁也可等效为环形电流，通电螺线管可等效成多个环形电流或条形磁铁。 ⑷利用平行电流相互作用分析法：同向平行电流相互吸引，异向平行电流相互排斥。 4、通电导线在磁场、重力场中的平衡及加速运动问题。先要对导线进行受力分析，受力分析时最重要的是画出导线受力的平面图示，然后依照运动状态F合= 0 或F合= ma写出相应方程。 带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定： ⑴圆心的确定。因为洛仑兹力f 指向圆心，根据f (υ，画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场的两点)的f 的方向，其延长线的交点即为圆心。 ⑵半径的确定和计算。半径的计算一般是利用几何知识，常用解三角形的方法。 ⑶在磁场中运动时间的确定。利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360(计算出圆心角( 的大小，由公式 T可求出运动时间： 6、带电粒子在复合场中的运动。这里所说的复合场是磁场与电场的复合场，或者是磁场与重力场的复合场，或者是磁场和电场、重力场的复合场。当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，所处状态是静止或匀速直线运动状态；当带电粒子所受合外力只充当向心力时，粒子做匀速圆周运动；当带电粒子所受合外力变化且与速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动。除了要写出相应的受力特点的方程之外，还要用到运动学公式，或者从能量的观点(即动能定理或能量守恒定律)写出方程，联立求解，注意微观带电粒子在复合场中运动时，一般不计重力。 三、典型例题分析 【例1】如图1所示，大圆导线环A中通有电流I，方向如图。另在导线环所在的平面画了一个圆B，它的一半面积在A环内，一半面积在A环外，试判断圆B内的磁通量的方向。 【分析与解答】在A环内磁场方向垂直纸面向里，A环外部磁场方向垂直纸面向外。由于磁感线是闭合曲线，所以在A的内部及外部磁感线条数相等，由于A外部的面积比内部面积大得多，那么B内B外。B圆面一半在A内一半在A外，可得(内=B内S(外=B外S，由于穿过的方向不同，抵消后，剩余的是垂直于纸面向里穿的磁感线，故B圆面内总的磁通量是垂直于纸面向里的。 说明：磁通量是标量，它的方向只表示磁感线是穿入还是穿出，当穿过某一面积的磁感线有穿入的又有穿出的时，二者将互相抵消一部分，这类似于导体带电时的“净”电荷。 【例2】如图2所示，在垂直于条形磁铁的轴线的同一平面内，有两个圆形线圈A和B。问穿过这两个线圈的磁通量哪个大？ 【分析与解答】条形磁铁内部的磁感线由S到N极，外部磁感线由N到S。又因为磁感线是闭合的，条形磁铁内部和外部磁感线条数一样多，内部密外部疏。对于A和B来说向上穿过的磁感线一样多，但A中向下穿过的少于B中向下穿过的磁感线，从而向上或向下穿过线圈的磁感线相抵，整体来看穿过线圈A的磁通量大于穿过B 的磁通量。 【例3】如图3所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过线框平面的磁通量为 ；若使框架绕轴OO’转过60(角，则穿过线框平面的磁通量为 ；若从初始位置转过180(角，则穿过线框平面的磁通量为变化为 。 【分析与解答】(1=B·S，(2= B·Scos60(=BS，(3=BS(((BS)=2BS。 说明：磁通量公式(= B·S，其中S指垂直B方向的面积，除此之外还应注意磁通量是双向标量，若设初始为正，则转过180(时为负。 【例4】磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为，式中B是磁感强度，υ是磁导率，在空气中υ为—已知常数。为了近似测量条形磁铁磁极端面附近的磁感强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住