1、学习目标(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法定义物理量的方法(3)知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位.知识图解课前自主学习一、磁感应强度的方向1磁感应强度的物理意义：描述磁场强弱和方向的物理量2磁感应强度的方向：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，简称为磁场方向思考：小磁针 N 极，S 极在磁场中受力方向不一样，那么磁场的方向与小磁针的 N 极，S 极有关吗？提示：无关磁场的方向是固有的，用小磁针只是来确定磁场的方向二、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如图所示，三块相同的蹄
2、形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀的(1)保持长度不变，改变电流大小，观察直导线摆动角度大小来比较磁场力大小(2)保持电流大小不变，改变磁场中导线长度，通过观察直导线摆动角度大小比较磁场力大小(3)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3公式：BFIL.4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 T1 NAm.思考：在导线与磁场垂直的最简单情况下有关系式 BF
3、IL，那么导线与磁场的夹角不一样时，磁感应强度就发生改变吗？提示：不改变磁感应强度的大小是磁场固有的，各种关系式是用来计算大小的判一判(1)磁感应强度方向即小磁针静止时 S 极所指方向()(2)小磁针的 N 极和 S 极所受磁场力的方向是相反的()(3)从 BFIL可以看出，磁场的磁感应强度与导线在磁场中受的磁场力 F 成正比，与 IL 成反比()(4)磁感应强度的大小等于通电导线受到的磁场力大小 F 与电流 I 和导线长度 L 的乘积的比值()课堂互动探究知识点一 对磁感应强度的理解1定义式 BFIL的理解：(1)适用条件：通电导线垂直磁场放置(2)定义式 BFIL适用于任何磁场，在非匀强磁
4、场中 IL 为电流元，相当于电场中的“试探电荷”(3)B 与 F 和 IL 的关系：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”2磁感应强度 B 的方向：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1下列说法中正确的是()A磁场中某一点的磁感应强
5、度可以这样测定：一小段通电导线放在该点时受到的磁场力 F 与该导线的长度 L、通过的电流I 乘积的比值，即 BFILB通电导线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磁感应强度 BFIL只是定义式，它的大小取决于场源以及在磁场中的位置，而与 F、I、L 以及通电导线在磁场中的方向无关D通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向解析：根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线”，只有在这个方向上导线所受的磁场力才最大，故 A 选项是错误的若通电导线放置方向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以 B 选项也是错误的在磁场场源稳定的情况下，磁场内各点的磁感应强度(包
6、括大小和方向)都是确定的，与放入该点的检验电流、导线无关，故选项 C 正确磁场力方向与磁感应强度方向垂直，选项 D 错误答案：C反思总结,正确理解比值定义法1定义 BFIL是比值定义法，这种定义物理量的方法实质就是一种测量方法，被测量点的磁感应强度与测量方法无关2定义 avt、EFq也是比值定义法，被测量的物理量也与测量方法无关，不是由定义式中的两个物理量决定的.2在匀强磁场中某处 P 放一个长度为 L20 cm，通电电流 I0.5 A 的直导线，测得它受到的最大磁场力 F1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则 P 处磁感应强度为()A零B10 T，方向竖直向上C0.1 T
7、，方向竖直向下D10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向解析：根据 BFIL得 B1.00.50.2 T10 T，P 处的磁感应强度方向不能确定，但磁感应强度方向肯定不在竖直方向上选项D 正确答案：D变式训练1(2017滨州高二检测)关于磁感应强度的方向，下面说法正确的是()A放置在磁场中某点小磁针静止时 N 极所指方向就是该点磁感应强度的方向B磁场中某点磁感应强度的方向就是小磁针在该点的受力方向C磁场中某点磁感应强度的方向由放置在该点的小磁针静止时 N 极所指方向决定D若把放置在磁场中的小磁针移走，则该点的磁感应强度方向就会发生变化解析：根据磁感应强度方向的规定，小磁针静止时 N 极所指方向就是
8、该点磁感应强度的方向，A 正确；小磁针在磁场中 N极与 S 极受力方向相反，而某点磁感应强度的方向是确定的，B错误；磁场中某点磁感应强度的方向由磁场本身决定，与小磁针无关，C、D 错误答案：A2在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1 cm，电流为 0.5 A，所受的磁场力为 5104 N求：(1)该位置的磁感应强度多大？(2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？解析：(1)根据公式 BFIL得：B 51040.50.01 T0.1 T.(2)该处的磁感应强度不变，B0.1 T.(3)通电导线平行磁场放置时，所受磁场力为零，即 F0.答案：(1)0.1 T(2)0.1 T(3
9、)0知识点二 磁感应强度与电场强度的比较1电场和磁场中物体的受力情况：(1)在电场中某一确定的位置放置一个试探电荷，该电荷受到的电场力是唯一确定的(2)在磁场中某一确定的位置放入一段导线，该导线受到的磁场力还与导线放置的方向及电流方向有关2电场强度和磁感应强度的区别和联系：项目磁感应强度 B电场强度 E 物理意义描述磁场的力的性质的物理量描述电场的力的性质的物理量定义式通电导线与磁场垂直时：BFILEFq决定因素由磁场决定，与 F、I、L 无关由电场决定，与 F、q 无关方向矢量，方向是小磁针 N 极的受力方向矢量，方向是放入该点的正电荷的受力方向叠加合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和
10、合电场强度等于各个电场的电场强度的矢量和3(多选)关于试探电荷和电流元，下列说法正确的是()A试探电荷在电场中一定受到电场力的作用，电场力与所带电荷量的比值定义为电场强度的大小B电流元在磁场中一定受到磁场力作用，磁场力与通电导线长度和电流乘积的比值定义为磁感应强度的大小C试探电荷所受电场力的方向与电场方向相同或相反D电流元在磁场中所受磁场力的方向与磁场方向相同或相反解析：电荷在电场中一定受电场力的作用，且 EFq，A 正确；正电荷所受电场力方向与电场方向相同，负电荷所受电场力的方向与电场方向相反，C 正确；电流元在磁场中与磁场方向垂直放置时，一定受磁场力的作用，并且 BFIL，平行时不受磁场力
11、，B 错误；磁感应强度的方向不是根据电流元的受力方向规定的，D 错误答案：AC变式训练1(多选)下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中，正确的是()A电场强度的方向与电荷所受电场力的方向相同B电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同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 极所指的方向相同解析：电场强度的方向就是正电荷受的电场力的方向，磁感应强度的方向是小磁针 N 极所受磁场力的方向或小磁针静止时N 极所指的方向故 A 项错误，B、C、D 项均正确答案：BCD2(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，则该处的电场
12、强度为零B一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处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，它受到的电场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，它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流乘积的比值表示该处磁场的强弱解析：把电荷放入某处，如果电荷没有受到静电力的作用，则该处不存在电场或该处的电场强度为零，故 A 正确；把通电直导线放入某处，如果放置得不合适，即使有磁场存在，通电直导线也可能不受磁场力的作用，故 B 错误；由电场强度的定义式 EFq知，电场强度等于试探电荷受到的静电力 F 与所带电荷量 q 的比值，故 C 正确；磁感应强度的定义式 BF
13、IL的成立是有条件的，即通电直导线要与磁场方向垂直，否则不成立，故 D错误答案：AC随堂达标演练 1.与磁场中某点的磁感应强度的方向相同的是()A放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B放在该点的正试探电荷所受的磁场力的方向C放在该点的小磁针静止时 N 极所指的方向D放在该点的小磁针静止时 S 极所指的方向解析：通电直导线所受磁场力的方向与磁感应强度的方向垂直，故 A 错误静止的正电荷不受磁场力作用，故 B 错误物理学中规定，磁感应强度的方向与放在该点的小磁针静止时 N极所指的方向相同，故 C 正确、D 错误答案：C2(多选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流
14、I、长度 L 和受力 F，则可以用FIL表示磁感应强度 B 的是()解析：当通电导线垂直于磁场方向时，可用FIL表示 B，故 A、C 正确答案：AC3关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是()A电场强度的定义式 EFq，适用于任何电场B由真空中点电荷的电场强度公式 EkQr2 可知，当 r0时，EC由公式 BFIL可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处一定无磁场D磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的磁场力方向解析：电场强度的定义式 EFq，适用于任何电场，故 A 正确当 r0 时，电荷已不能看成点电荷，公式 EkQr2 不再成立，故 B 错误由公式 BFIL可知，一小段
15、通电导线在某处若不受磁场力，可能是 B 的方向与电流方向平行，所以此处不一定无磁场，故 C 错误磁感应强度的方向和该处通电导线所受的磁场力方向垂直，故 D 错误答案：A4(多选)某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中可行的是()A在该空间内引入试探电荷，如果电荷受到电场力说明此空间存在电场B在该空间内引入试探电荷，如果电荷没有受到电场力说明此空间不存在电场C在该空间内引入通电导线，如果通电导线受到磁场力说明此空间存在磁场D在该空间内引入通电导线，如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场解析：如果把电荷引入电场中，一定会受到电场力作用，如果电荷没有受到电场力作用，一定是没
16、有电场，A、B 正确把通电导线引入磁场中时，只要电流方向不与磁场方向平行，就会受到磁场力作用，但是不受磁场力的原因有两个，一是没有磁场，二是虽有磁场，但是电流方向与磁场方向平行，C 正确、D 错误答案：ABC5(多选)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 N解析：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：AB