山东省德州市乐陵一中高中物理 3.3 几种常见的磁场学案 (二)新人教版选修3-1

山东省德州市乐陵一中高中物理 3.3 几种常见的磁场学案 （二）新
人教版选修3-1
学习目标
1.理解磁场的叠加，会用矢量合成法则判断合场强的方向
2.知道磁通量定义，知道Φ =BS 的适用条件，会用这一公式进行计算。

学习重点： 1.磁场的叠加 2.磁通量的计算
学习难点：
磁通量的计算，磁通量变化的计算
自主学习： 一．磁场的叠加
如果空间有几个磁场同时存在，那么空间某点的磁感应强度是各磁场在该点所产生的磁场的磁感应强度的矢量和，其计算应遵循平行四边形定则。

课堂练习（一）
1.在两条相互垂直而不接触的导线中，通以大小相等，方向如图所示的电流，那么，在导线平面内两电流所产生的磁场在哪些区域方向是一致的？哪个区域的磁场最强？
2.如图所示，两根通有等值电流的直导线彼此绝缘，沿直角坐标系的x 轴，y 轴放置，在坐
标系中有一点P ，OP 直线与x 轴正方向成600
的角，要使P 点磁感应强度的方向垂直xOy 平面指向纸外，则两根导线中的电流方向应分别是（ ） A. x 轴正方向和y 轴正方向
B. x 轴负方向和y 轴负方向
C. x 轴正方向和y 轴负方向
D. x 轴负方向和y 轴正方向
二．磁通量
1. 定义：
2. 定义式：
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ I 1
I
2 x
说明：
（1）公式中的面积S 是与磁场方向垂直的面积，
因此可以理解为Φ =BS ⊥。

向上，求出投影面积S ⊥，
Ф=B ·S cos θ，（θ
（2）可把磁通量理解为穿过面积S 的磁感线的净条数。

相反方向穿过面积S 的磁感线可以相互抵消。

3. 单位：
4. 磁通量是 量（“矢”或“标”）
5. 磁通密度：磁通密度即是 ，表示
课堂练习（二）
1.关于磁通量的概念，以下说法正确的是（ ） A.磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
B.磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
C.穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零
D.磁通量发生变化时，磁通密度也一定发生变化
2.矩形线圈abcd 有n 匝，面积大小为S ，放在水平面内，加一个竖直向下的范围较大的匀强磁场，如图，磁感应强度为B 。

（1） 若线圈在图示位置，则穿过线圈的磁通量为多少？
（2） 若线圈绕ab 边转过600
，则穿过线圈的磁通量为多少？
（3） 若线圈绕ab 边转过1800，则穿过线圈的磁通量为多少？
三．磁通量的变化
一般有以下三种情况
1. 磁感应强度B 不变，磁感线穿过的有效面积S 变化，则ΔΦ=Φt -Φ0=B ·ΔS ；
c
2. 磁感应强度B 变化，磁感线穿过的有效面积S 不变，则ΔΦ=Φt -Φ0=ΔB ·S ；
3. 磁感应强度B 和磁感线穿过的有效面积S 同时发生变化，则ΔΦ=Φt -Φ0 课堂练习（三）
1.如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离（平动）通电导线，则穿过线框的磁通量将
( )
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.保持不变
D.不能确定
2.如图所示，匀强磁场中有一个与磁场垂直放置的矩形线圈，面积为S ，磁感应强度为B ，
OO'为过线圈中心且垂直于磁场方向的轴线，在线圈绕OO',转过1800
的过程中，求该线圈磁通量的变化。

巩固训练： 1.如图，三条长直导线都通以垂直纸面向外的电流，且I 1=I 2=I 3,则距三导线等距的A 点的磁场方向为（ ） A.向上 B.向右 C.向左 D.向下
2.在匀强磁场中有一个闭合金属线框如图所示，它可以绕轴转动，开始时金属线框与
磁感线平行，则（ ）
A.当金属线框平面与磁感线平行时，穿过线框的磁通量最大
B.当线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量最大
C.当线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量为零
D.当线框平面与磁感线成任意角度时，穿过线框的磁通量变为零
3.如下图所示，在同一水平面内有两个圆环A 和B ，竖直放置一条形磁铁通过圆环中
I 2
I 3
B
心，比较通过A和B的磁通量φA与φB的大小是φA______φB．
4. 面积0.5m2的闭合导线环处于磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是____Wb，当导线环转过90°时，环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量为____Wb。

5.某地的地磁场磁感应强度B的水平分量B x=0.18×10-4T, 竖直分量B y=0.54×10-4T. 求：
(1) 地磁场B的大小及方向;
(2) 在水平面内有面积为2.0m2的某平面S, 穿过S的磁通量多大.。