师：同学们好，今天我们继续学习磁感应强度和磁通量的第二课时。首先，了解本堂课的学习目标：一、知道磁通量的概念，会计算磁通量的大小；二、认识磁通量的正负，养成用辩证唯物主义思考问题的意识和习惯；三、了解地磁场及指南针的应用。

　　接下来，请大家思考一个问题。右图中蓝色曲线表示磁感线，S1和S2哪一处磁感应强度大？

　　生：很明显S1处磁感应强度大。

　　师：没错，我们可以在S1和S2处取垂直于纸面方向相同的面积。穿过S1处的磁感线条数多，也就是磁感线密集。而磁感线的密集程度可以表示磁场的强弱，磁感应线越密集的地方，磁场就越强，磁场越强，磁感应强度就越大。为了描述磁场中穿过某一面积的磁感线的多少，我们引入了磁通量这个概念。

　　下面我们来学习磁通量的有关知识。首先看磁通量的定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场垂直的平面，面积为S。我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示。公式为Φ = BS。磁通量是只有大小没有方向的物理量，属于标量。注意，这个公式仅适用于匀强磁场，而且B垂直于S。

　　为了纪念物理学家韦伯，我们以他的名字作为磁通量的单位。1韦伯 = 1特×平方米。磁通量的物理意义是表示穿过某个面积的磁感线条数。

　　接下来看教材中的一个思考与讨论：在图中，如果S2的面积增大，使穿过S1的磁感线都穿过S2，试着在图中画出来。穿过它们的磁通量有什么关系？

　　生：把S2放大，使得穿过S1的磁感线全部穿过了放大后的S2。因为磁通量表示穿过某个面积的磁感线条数，既然穿过S1的磁感线又都穿过了S2，所以穿过它们的磁通量相等。

　　师：很好，可见并不是面积越大磁通量就越大。

　　我们再来思考一个问题，如果磁感应强度B不与面积为S的平面垂直，而是成θ夹角，如何求磁通量呢？

　　生：可以画出该平面在垂直磁感应强度B方向上的投影面S′，则穿过S和S′的磁感线完全相同，也就是它们两者的磁通量相等，所以可以改为求面积S′的磁通量。

　　师：没错，因此Φ = BS′ = BSsinθ，这就是磁通量的一般计算公式。在这个公式中，要特别留意θ角度，它是特指磁感应强度B与平面面积S之间的夹角。

　　既然Φ = BS，那我们可以推导出B = Φ÷S，也就是磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量，所以磁感应强度也叫做磁通密度。

　　磁通量在今后的学习中有着重要的作用，下面我们来进一步理解磁通量。首先，磁通量是标量，但它是有正负的。若规定磁感线从某平面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从该平面穿出时即为负值。若某一平面有正反两个方向的磁感线穿过，正向穿过的磁通量为Φ1，反向穿过的磁通量为 - Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ = Φ1 - Φ2。这里又分三种情况：如果Φ1大于Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ大于0，是一个正值；如果Φ1等于Φ2，也就是正反穿过的磁通量相互抵消了，所以穿过该平面的磁通量Φ = 0；而如果Φ1小于Φ2，则Φ1 - Φ2小于0，也就是穿过该平面的磁通量为负值。若某一平面在一个过程初状态的磁通量为Φ，末状态的磁通量为Φ′，则该过程磁通量的变化量ΔΦ = Φ′ - Φ，即末减初。

　　磁场广泛存在于物质世界，我们生活的地球就是一个巨大的磁铁。地球周围空间存在的磁场叫做地磁场。

　　地磁的北极在地理南极的附近，而地磁南极在地理北极附近，但两者并不完全重合。所以磁针并非准确地指南或是指北，它们之间的夹角称为磁偏角。

　　利用地磁场，中国最早发明了指南针，这也是中国古代四大发明之一，为世界航海事业做出了卓越的贡献。

　　下面我们通过几个例题来进一步巩固本堂课所学内容。首先请看例一：如图所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直平面内有一根通电导线CD，已知CD平行AB，当CD竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将怎么变化？

　　生：在上一节内容的学习中，我们知道电流会在周围空间产生磁场，其磁感线的方向可以通过安培定则来判断，而且离电流越近，磁场越强，离电流越远，磁场就越弱。所以当CD竖直向上平移时，习惯性地可能会认为其磁场减弱，因此穿过圆面积的磁通量将减小。

　　师：这只是一种感性的认知，并不准确。我们可以根据安培定则画出CD通电导线周围的一根磁感线。从图可以看出，这根磁感线在AB的前端是向下穿过圆面的，而在AB的后方是向上穿过圆面的，从而相互抵消了。那么每一根磁感线穿过圆面时都将相互抵消，所以穿过圆面的磁通量始终为0。因此，当CD竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量始终为0。所以，本题正确答案选C。

　　方法点睛：磁通量表示穿过某个面积的磁感线条数，这个条数指的是从该平面正反两方向穿过抵消后的净条数。

　　下面我们来看例一的变式：如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积之间的关系为S1大于S2 = S3，且三线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ2、Φ3，则它们的大小关系是？

　　生：这个问题有一定难度。

　　师：那我们先来回忆一下磁感线的特点。磁感线是闭合曲线，在磁体的外部是由N极发出，指向S极，而磁体的内部是由S极指向N极。条形磁铁的磁感线如图所示，所有的磁感线都将从条形磁铁的内部由S极向左，指向N极。我们将它与题图叠加起来，可以看出在磁体的外部穿过环1的磁感线多于穿过环2的磁感线多于穿过环3的磁感线，而磁体的内部穿过三个环的磁感线条数相同。所以环1的磁感线抵消的多，环3抵消的少，因此Φ1小于Φ2小于Φ3，所以本题应该选择C，大家再好好体会一下。