高中物理磁感應(yīng)強(qiáng)度的知識(shí)點(diǎn)分析
學(xué)好物理需要掌握好物理的知識(shí)點(diǎn)，下面學(xué)習(xí)啦的小編將為大家?guī)?lái)關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的知識(shí)點(diǎn)的介紹，希望能夠幫助到大家。
高中物理磁感應(yīng)強(qiáng)度的知識(shí)點(diǎn)
磁感應(yīng)強(qiáng)度(magnetic flux density)，描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，是矢量，常用符號(hào)B表示，國(guó)際通用單位為特斯拉(符號(hào)為T(mén))。磁感應(yīng)強(qiáng)度也被稱(chēng)為磁通量密度或磁通密度。在物理學(xué)中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱使用磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)表示，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大表示磁感應(yīng)越強(qiáng);磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，表示磁感應(yīng)越弱。
磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義公式
磁感應(yīng)強(qiáng)度公式B=F/(IL)
磁感應(yīng)強(qiáng)度是由什么決定的?磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小并不是由F、I、L來(lái)決定的，而是由磁極產(chǎn)生體本身的屬性。
如果是一塊磁鐵，那么B的大小之和這塊磁鐵的大小和磁性強(qiáng)弱有關(guān)。
如果是電磁鐵，那么B與I、匝數(shù)及有無(wú)鐵芯有關(guān)。
物理網(wǎng)很多文章都建議同學(xué)們采用類(lèi)比的方法來(lái)理解各個(gè)物理量。我們用電阻R來(lái)做個(gè)對(duì)比。
R的計(jì)算公式是R=U/I;可一個(gè)導(dǎo)體的電阻R大小并不是由U或者I來(lái)決定的。而是由其導(dǎo)體自身屬性決定的，包括電阻率、長(zhǎng)度、橫截面積。同樣，磁感應(yīng)強(qiáng)度B也不是由F、I、L來(lái)決定的，而是由磁極產(chǎn)生體本身的屬性。
如果同學(xué)們有時(shí)間，可以把靜電場(chǎng)中電容的兩個(gè)公式來(lái)對(duì)比著復(fù)習(xí)、鞏固下。
B為矢量，方向與磁場(chǎng)方向相同，并不是在該處電流的受力方向，運(yùn)算時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則(左手定則)。
描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁感線(xiàn)
在磁場(chǎng)中畫(huà)一些曲線(xiàn)，用(虛線(xiàn)或?qū)嵕€(xiàn)表示)使曲線(xiàn)上任何一點(diǎn)的切線(xiàn)方向都跟這一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同(且磁感線(xiàn)互不交叉)，這些曲線(xiàn)叫磁感線(xiàn)。
磁感線(xiàn)是閉合曲線(xiàn)。規(guī)定小磁針的北極所指的方向?yàn)榇鸥芯€(xiàn)的方向。磁鐵周?chē)拇鸥芯€(xiàn)都是從N極出來(lái)進(jìn)入S極，在磁體內(nèi)部磁感線(xiàn)從S極到N極。
磁感線(xiàn)都有哪些性質(zhì)呢?
?、贝鸥芯€(xiàn)是徦想的，用來(lái)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行直觀描述的曲線(xiàn)，它并不是客觀存在的。
?、泊鸥芯€(xiàn)是閉合曲線(xiàn);磁鐵的磁感線(xiàn)，外部從N指向S，內(nèi)部從S指向N;
?、炒鸥芯€(xiàn)的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱，磁感線(xiàn)上某點(diǎn)的切線(xiàn)方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。
?、慈魏蝺蓷l磁感線(xiàn)都不會(huì)相交，也不能相切。
磁感線(xiàn)(不是磁場(chǎng)線(xiàn))的性質(zhì)最好與電場(chǎng)線(xiàn)的性質(zhì)對(duì)比來(lái)記憶。
磁感應(yīng)強(qiáng)度B的所有計(jì)算式
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F/IL
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F/qv
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=ξ/Lv
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=Φ/S
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=E/v
其中，F(xiàn)：洛倫茲力或者安培力
q：電荷量
v：速度
ξ：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
E：電場(chǎng)強(qiáng)度
Φ：磁通量
S：正對(duì)面積
磁通量
磁通量是閉合線(xiàn)圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的累積。
?、倍x一：φ=BS，S是與磁場(chǎng)方向垂直的面積，如果平面與磁場(chǎng)方向不垂直，應(yīng)把面積投影到與磁場(chǎng)垂直的方向上，求出投影面積;
⒉定義二：表示穿過(guò)某一面積磁感線(xiàn)條數(shù);此時(shí)，我們認(rèn)為B代表的意義是單位面積內(nèi)的磁感線(xiàn)密度。
磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)，正、負(fù)號(hào)不代表方向，僅代表磁感線(xiàn)穿入或穿出。同學(xué)們能不能想到其他類(lèi)似的物理量呢?比如，電流，也是有“運(yùn)動(dòng)方向”的標(biāo)量。
當(dāng)一個(gè)面有兩個(gè)方向的磁感線(xiàn)穿過(guò)時(shí)，磁通量的計(jì)算應(yīng)算“純收入”，即ф=ф -ф (ф 為正向磁感線(xiàn)條數(shù)，ф 為反向磁感線(xiàn)條數(shù)。)
高中物理楞次定律的知識(shí)點(diǎn)
楞次定律的內(nèi)容
感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，總是在阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通量的變化。
楞次定律的核心，也是最需要大家記住的是“阻礙”二字。
在高中物理利用楞次定律解題，我們可以用十二個(gè)字來(lái)形象記憶：“增反減同，來(lái)拒去留，增縮減擴(kuò)”。
楞次定律(Lenz law)是一條電磁學(xué)的定律，從電磁感應(yīng)得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。其可確定由電磁感應(yīng)而產(chǎn)生之電動(dòng)勢(shì)的方向。它是由俄國(guó)物理學(xué)家海因里希·楞次(Heinrich Friedrich Lenz)在1834年發(fā)現(xiàn)的。
楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)。楞次定律還可表述為：感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。
對(duì)楞次定律的正確理解與使用分析：
第一，電磁感應(yīng)楞次定律的核心內(nèi)容是“阻礙”二字，這恰恰表明楞次定律實(shí)質(zhì)上就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的特殊表達(dá)形式;
第二，這里的“阻礙”，并非是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)，而是阻礙(更確切來(lái)描述應(yīng)該是“減緩”)原磁場(chǎng)磁通量的變化;
第三，正因阻礙是的是“變化”，所以，當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量增加(或減少)而引起感應(yīng)電流時(shí)，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)必與原磁場(chǎng)反向(或同向)而阻礙其磁通量的增加(或減少)，概括起來(lái)就是，增加則反向，減少則同向。這就是老師總結(jié)的做題應(yīng)用定律“增反減同”四字要領(lǐng)的由來(lái)。
楞次定律阻礙的表現(xiàn)有哪些方式?
(1)產(chǎn)生一個(gè)反變化的磁場(chǎng)。
(2)導(dǎo)致物體運(yùn)動(dòng)。
(3)導(dǎo)致圍成閉合電路的邊框發(fā)生形變。
楞次定律的應(yīng)用步驟
具體應(yīng)用包括以下四步：
第一，明確引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)在被感應(yīng)的回路上的方向;
第二，搞清原磁場(chǎng)穿過(guò)被感應(yīng)的回路中的磁通量增減情況;
第三，根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向;
第四，運(yùn)用安培定則判斷出感生電流的方向。
高中物理網(wǎng)編輯提醒大家，楞次定律要靈活運(yùn)用，有些題可以通過(guò)“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”出發(fā)來(lái)判斷。
在一些由于某種相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起感應(yīng)電流的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，如運(yùn)用楞次定律從“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通量變化”出發(fā)來(lái)判斷感應(yīng)電流方向，往往會(huì)比較困難。
對(duì)于這樣的問(wèn)題，在運(yùn)用楞次定律時(shí)，一般可以靈活處理，考慮到原磁場(chǎng)的磁通量變化又是由相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的，于是可以從“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”出發(fā)來(lái)判斷。
高中物理的公式E=BLV的詳解
公式E=Blv
單獨(dú)一根導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小為E=Blv;這里的Blv三者垂直，如果不垂直，需要將l等效替換，將v投影。
E=Blv與E=△Φ/△t的區(qū)別、聯(lián)系
聯(lián)系
由公式E=△Φ/△t推導(dǎo)E=Blv的過(guò)程。
如圖，在某個(gè)△t時(shí)間內(nèi)容，導(dǎo)體棒運(yùn)行的距離為v*△t，磁通量的變化量為△Φ=B*△S=B*l*v*△t，顯然E=△Φ/△t=Blv;
也就是說(shuō)，當(dāng)△Φ的變化，是由于單根導(dǎo)體棒切割引起的時(shí)，E=Blv與E=△Φ/△t是相通的。
區(qū)別
E=Blv僅僅使用與單根導(dǎo)體棒切割引起Φ的變化，其他情況(如B變化、面積S是圓周狀且半徑均勻增大等)只能用E=△Φ/△t。
當(dāng)沒(méi)有閉合線(xiàn)圈時(shí)，不能用E=△Φ/△t;但可以用E=Blv來(lái)求解導(dǎo)體棒上電動(dòng)勢(shì)，這種情況是有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)但無(wú)感應(yīng)電流。下面我們來(lái)做一個(gè)解釋。
沒(méi)有感應(yīng)電流可以有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
很多學(xué)生對(duì)此有疑問(wèn)，高中物理網(wǎng)編輯在這里簡(jiǎn)單做個(gè)說(shuō)明。雖然不產(chǎn)生感應(yīng)電流，但可以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
在咱們高中課本中，電動(dòng)勢(shì)的概念最早源于哪里?是恒定電路;不明白的同學(xué)去看物理選修3-1第二章內(nèi)容。
這里提到的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，也是電動(dòng)勢(shì)(的一種)，只不過(guò)是由感應(yīng)(電磁感應(yīng))產(chǎn)生的而已;本質(zhì)上不是有電源產(chǎn)生的，而是通過(guò)其他能量產(chǎn)生的。
舉個(gè)例子，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電動(dòng)勢(shì)，就像是黑貓是貓一樣的道理。
因此，我們可以借助于電源的電動(dòng)勢(shì)與電流來(lái)理解感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系。物理網(wǎng)編輯給大家做一個(gè)簡(jiǎn)要說(shuō)明，如下：
有電源，在沒(méi)有導(dǎo)線(xiàn)連接成電路的情況下，沒(méi)有電流;此時(shí)有電壓、沒(méi)有電流。
同樣也可以適用于電磁感應(yīng)。由于切割磁感線(xiàn)，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(電壓)，但在沒(méi)有導(dǎo)線(xiàn)連接成電路的情況下，自然是沒(méi)有電流的。
大家想一想，是不是這個(gè)道理呢?
用公式E=BLv求電動(dòng)勢(shì)應(yīng)注意
利用公式E=BLv求電動(dòng)勢(shì)這類(lèi)習(xí)題在中學(xué)物理中是常見(jiàn)的，但利用此公式時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
1. 此公式的應(yīng)用對(duì)象是一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，一般用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)(或?qū)w所在位置的各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同)。
2. 此公式一般用于導(dǎo)體各部分切割磁感線(xiàn)速度相同的情況，如果導(dǎo)體各部分切割磁感線(xiàn)的速度不同，可取其平均速度求電動(dòng)勢(shì)。
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