第2节 磁感应强度
1.通过实验、类比和分析,寻找描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度. 2.进一步体会通过比值定义物理量的方法.
3.知道磁感应强度的定义,知道其方向、大小、定义式和单位.
一、磁感应强度的方向
物理学中用磁感应强度来描述磁场的强弱和方向,把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,简称磁场的方向.
二、磁感应强度的大小
1.控制变量法探究影响通电导线受力的因素
实验结论:直导线与磁场垂直时,它受力大小既与导线的长度L成正比,又与导线中的电流I成正比.公式为F=ILB.
2.磁感应强度的大小:在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线,所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度.公式为B=.
3.单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是T,1 T=1.
判一判 (1)与电场强度相似,磁感应强度是表示磁场的强弱和方向的物理量.( )
(2)磁场的方向就是小磁针静止时所受合力的方向.( )
(3)小磁针的N极和S极所受磁场力的方向是相反的.( )
提示:(1)√ (2)× (3)√
想一想 在磁场中某点放入一个小磁针,轻轻拨动小磁针使其转动,某时刻小磁针N极的指向就是该处的磁场方向吗?
提示:不一定是.只有当小磁针静止时,其N极的指向才是该处的磁场方向.若小磁针转动,某时刻的N极指向不一定与静止后的指向相同.
做一做 (多选)有关磁感应强度B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的方向与小磁针在任何情况下N极的受力方向一致
C.B的方向就是通电导体的受力方向
D.B的方向就是该处磁场的方向
提示:选BD.磁场的方向就是磁感应强度的方向,规定为小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极的受力方向,它与通电导线所受力的方向相垂直.
对磁感应强度的理解
1.磁感应强度的定义式:B=
(1)公式成立条件:通电导线必须垂直于磁场方向放置,不垂直则公式不成立.
(2)决定磁感应强度的因素:仅由磁场本身决定,与导线是否受磁场力以及磁场力的大小无关.
(3)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场,这时L应很短,IL称为“电流元”,相当于静电场中的“试探电荷”.
2.方向:磁感应强度B是一个矢量,某点磁感应强度的方向不是放在该处的通电导线的受力方向.它的方向可以有以下几种表述方式:
(1)小磁针静止时N极所指的方向,或小磁针静止时S极所指的反方向.
(2)小磁针N极受力的方向(不论小磁针是否静止),或S极受力的反方向.
(3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向.
3.大小:磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的,与通过导线的电流大小、导线的长短无关.即使不放入载流导线,磁感应强度也照样存在,故不能说“B与F成正比”或“B与IL成反比”.
命题视角1 对磁感应强度的理解
关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.由B=可知,B与F成正比,与IL成反比
B.通电导线放在磁场中某点,该点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,该点的磁感应强度就变为零
C.通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场,通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即B=0)
D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定