磁場第1頁

一個(gè)工具:磁感線

兩個(gè)作用:安培力F安=IlB（B⊥I

）洛侖茲力f洛=qvB（B⊥v

）

三個(gè)思緒:受力分析運(yùn)動(dòng)分析能量分析四個(gè)應(yīng)用:速度選擇器質(zhì)譜儀盤旋加速器磁流體發(fā)電機(jī)五個(gè)細(xì)節(jié):立體問題模塊問題比較問題遷移問題選擇問題第2頁一、基本概念1．磁場產(chǎn)生磁極周圍有磁場。電流周圍有磁場（奧斯特）。安培提出分子電流假說（又叫磁性起源假說），認(rèn)為磁極磁場和電流磁場都是由電荷運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。改變電場在周圍空間產(chǎn)生磁場（麥克斯韋）。第3頁2．磁場基本性質(zhì)磁場對放入其中磁極和電流有磁場力作用（對磁極一定有力作用；對電流只是可能有力作用，當(dāng)電流和磁感線平行時(shí)不受磁場力作用）。這一點(diǎn)應(yīng)該跟電場基本性質(zhì)相比較。3．磁感應(yīng)強(qiáng)度條件：勻強(qiáng)磁場；或ΔL很小，且L⊥B

磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量。單位是特斯拉，符號為T1T=1N/(A

m)=1kg/(A

s2)第4頁4．磁感線用來形象地描述磁場中各點(diǎn)磁場方向和強(qiáng)弱曲線。磁感線上每一點(diǎn)切線方向就是該點(diǎn)磁場方向，也就是在該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)N極指向。磁感線疏密表示磁場強(qiáng)弱。磁感線是閉合曲線（和靜電場電場線不一樣）。幾個(gè)磁場磁感線：第5頁安培定則（右手螺旋定則）：對直導(dǎo)線，四指指磁感線方向；對環(huán)行電流，大拇指指中心軸線上磁感線方向；對長直螺線管大拇指指螺線管內(nèi)部磁感線方向。第6頁5．磁通量能夠認(rèn)為磁通量就是穿過某個(gè)面磁感線條數(shù)。1Wb=1T

m2=1Vs=1kg

m2/(As2)假如在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)與磁場方向垂直平面，其面積為S，則定義B與S乘積為穿過這個(gè)面磁通量，用Φ表示。Φ是標(biāo)量，不過有方向（進(jìn)該面或出該面）。單位為韋伯，符號為Wb。在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)B與S夾角為α?xí)r，有Φ=BS⊥

。第7頁二、安培力（磁場對電流作用力）方向由左手定則確定條件：L

與B垂直（二者平行時(shí)不受安培力）第8頁例1．如圖所表示，能夠自由移動(dòng)豎直導(dǎo)線中通有向下電流，不計(jì)通電導(dǎo)線重力，僅在磁場力作用下，導(dǎo)線將怎樣移動(dòng)？INSPQB從左向右看，導(dǎo)線將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)第9頁例2．條形磁鐵放在粗糙水平面上，正中正上方有一導(dǎo)線，通有圖示方向電流后，磁鐵對水平面壓力將會______（增大、減小還是不變？）。水平面對磁鐵摩擦力大小為______。NSIFF第10頁課堂探究·考點(diǎn)突破D

第11頁例4．如圖所表示，光滑導(dǎo)軌與水平面成α角，導(dǎo)軌寬L。勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬桿長也為L，質(zhì)量為m，水平放在導(dǎo)軌上。當(dāng)回路總電流為I1時(shí)，金屬桿恰好能靜止。求：⑴B最少多大？這時(shí)B方向怎樣？⑵若保持B大小不變而將B方向改為豎直向上，應(yīng)把回路總電流I2調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止？E30oBARmgNFG’FminB方向垂直導(dǎo)軌平面向上第12頁mgNFG’FminBFmgNFG’FminB畫側(cè)視圖！第13頁例5．如圖所表示，質(zhì)量為m銅棒搭在U形導(dǎo)線框右端，棒長和框?qū)捑鶠長，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場方向豎直向下．電鍵閉合后，在磁場力作用下銅棒被平拋出去，下落h后落在水平面上，水平位移為s．求閉合電鍵后經(jīng)過銅棒電荷量Q．Bhs第14頁高考模擬·提能訓(xùn)練高考題組12模擬題組3465解析第15頁BD高考模擬·提能訓(xùn)練高考題組12模擬題組3465解析第16頁三、洛倫茲力方向用左手定則判斷，四指必須指電流方向（不是速度方向），即正電荷定向移動(dòng)方向；對負(fù)電荷，四指應(yīng)指負(fù)電荷定向移動(dòng)方向反方向。正電荷：v方向，負(fù)電荷：-v方向

運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到磁場力叫洛倫茲力，它是安培力微觀表現(xiàn)。IBF安F條件：v與B垂直（v與B平行時(shí)不受洛侖茲力）第17頁例6.電視機(jī)顯象管偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如右，即時(shí)電流方向如圖所表示。該時(shí)刻由里向外射出電子流將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？i向左偏F第18頁例7．磁流體發(fā)電機(jī)原理如圖。相距為d極板A、B間有高速等離子體噴射，兩極板間有如圖方向勻強(qiáng)磁場。該發(fā)電機(jī)哪個(gè)極板為正極？兩板間最大電壓為多少？vB為正極板即磁流體發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢第19頁例8．半導(dǎo)體靠自由電子和空穴（可等效為帶+e電量粒子）導(dǎo)電，分為p型和n型兩種。p型半導(dǎo)體中空穴為多數(shù)載流子；n型半導(dǎo)體中自由電子為多數(shù)載流子。用以下試驗(yàn)?zāi)軌蚺卸ㄒ粔K半導(dǎo)體材料是p型還是n型：將材料放在勻強(qiáng)磁場中，通以圖示方向電流I，用電壓表比較上下兩個(gè)表面電勢高低，若上極板電勢高，就是p型半導(dǎo)體；若下極板電勢高，就是n型半導(dǎo)體。試分析原因。BIyxzvF第20頁zBIyxFvn型：注意：電流方向相同時(shí)，正、負(fù)離子在同一個(gè)磁場中所受洛倫茲力方向相同，偏轉(zhuǎn)方向相同。第21頁四、帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中僅受洛倫茲力時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力充當(dāng)向心力：進(jìn)而可知其半徑公式和周期公式：第22頁(一)．帶電粒子在單邊界磁場中運(yùn)動(dòng)①粒子入射角和出射角相等②假如與磁場邊界成夾角θ進(jìn)入，則運(yùn)動(dòng)軌跡所正確弦長L=2RsinθOBA．rrPθMNBO2θθ第23頁(二)．帶電粒子在平行直線邊界磁場中運(yùn)動(dòng)①速度較小時(shí)，作半圓運(yùn)動(dòng)后從原邊界飛出；②速度增加為某臨界值時(shí)，粒子作部分圓周運(yùn)動(dòng)其軌跡與另一邊界相切；③速度較大時(shí)粒子作部分圓周運(yùn)動(dòng)后從另一邊界飛出.SBPQ圓心在磁場原邊界上第24頁SPQ①速度較小時(shí)，作圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)過射入點(diǎn)；②速度增加為某臨界值時(shí)，粒子作圓周運(yùn)動(dòng)其軌跡與另一邊界相切；③速度較大時(shí)粒子作部分圓周運(yùn)動(dòng)后從另一邊界飛出圓心在過入射點(diǎn)跟邊界垂直直線上(二)．帶電粒子在平行直線邊界磁場中運(yùn)動(dòng)第25頁SQQ圓心在過入射點(diǎn)跟跟速度方向垂直直線上.①速度較小時(shí)，作圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)過射入點(diǎn)；②速度增加為某臨界值時(shí)，粒子作圓周運(yùn)動(dòng)其軌跡與另一邊界相切；③速度較大時(shí)粒子作部分圓周運(yùn)動(dòng)后從另一邊界飛出(二)．帶電粒子在平行直線邊界磁場中運(yùn)動(dòng)第26頁例9．圖中MN表示真空室中垂直于紙面平板，它一側(cè)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一帶電粒子從平板上狹縫O處以垂直于平板初速v射入磁場區(qū)域，最終抵達(dá)平板上P點(diǎn)。已知B、v以及P到O距離l，不計(jì)重力，求此粒子電荷e與質(zhì)量m之比。MNOPlBv第27頁例10．如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30°角一樣速度v射入磁場（電子質(zhì)量為m，電荷為e），它們出射點(diǎn)相距多遠(yuǎn)？出射時(shí)間差是多少？MNvBO畫好示意圖，找圓心、找半徑和用對稱。第28頁LB

yROθθvv磁偏轉(zhuǎn)⑴穿過矩形磁場區(qū)。要先畫好輔助線（半徑、速度及延長線）偏轉(zhuǎn)角sinθ=L/R側(cè)移由R

2=L2+(R-y)2經(jīng)歷時(shí)間注意：這里出射速度反向延長線與初速度延長線交點(diǎn)不再是寬度線段中點(diǎn)，區(qū)分于拋物線。第29頁⑵穿過圓形磁場區(qū)

。畫好輔助線（半徑、速度、軌跡圓圓心、連心線）

vrArvAvROθθ偏角：

經(jīng)歷時(shí)間：

注意：由對稱性，出射線反向延長必過磁場圓圓心第30頁五、帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)1．速度選擇器正交勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場組成速度選擇器。＋＋＋＋＋＋－－－－－－qEqvBv若v>E/B，則向上偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)過程速率減??；若v<E/B，則向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)過程速率增大。帶電粒子必須以唯一確定速度（v=E/B

、方向向右）才能沿直線勻速經(jīng)過速度選擇器。不然將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。第31頁例11．某帶電粒子從圖中速度選擇器左端由中點(diǎn)O以垂直于電場和磁場速度v0向右射去，從右端中心a下方b點(diǎn)以速度v1射出；若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，該粒子將打到a點(diǎn)上方c點(diǎn)，且有ac=ab，則該粒子帶______電；第二次射出時(shí)速度為_______。cabv0qEqvB第32頁例12．如圖所表示，一個(gè)帶電粒子兩次以一樣垂直于場線初速度v0分別穿越勻強(qiáng)電場區(qū)和勻強(qiáng)磁場區(qū)，場區(qū)寬度均為L偏轉(zhuǎn)角度均為α，求E∶BLEαv0BLαv0在磁場中偏轉(zhuǎn)：

在電場中偏轉(zhuǎn)：能夠證實(shí)：當(dāng)偏轉(zhuǎn)角相同時(shí)側(cè)移必定不一樣(電場中側(cè)移較大)；當(dāng)側(cè)移相同時(shí)，偏轉(zhuǎn)角必定不一樣（磁場中偏轉(zhuǎn)角較大）第33頁2．帶電微粒在重力、電場力、磁場力共同作用下運(yùn)動(dòng)（電場、磁場均為勻強(qiáng)場）例13．一個(gè)帶電微粒在圖示正交勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則該帶電微粒必定帶_____，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)開____。若已知圓半徑為r，電場強(qiáng)度為E磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則線速度為_____。BE負(fù)電，帶電微粒在三個(gè)場共同作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。必定是電場力和重力平衡，而洛倫茲力充當(dāng)向心力！逆時(shí)針，v=qBr/m=gBr/E第34頁例14．質(zhì)量為m帶電量為q小球套在豎直放置絕緣桿上，球與桿間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場方向如圖所表示，電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。小球由靜止釋放后沿桿下滑。設(shè)桿足夠長，電場和磁場也足夠大，求運(yùn)動(dòng)過程中小球最大加速度和最大速度。EBqEqvBmgfN最大加速度為g，此時(shí)有：qvB=qE，N=0，f=0當(dāng)摩擦力和重力大小相等時(shí)，小球速度到達(dá)最大第35頁問題：若將磁場反向，其余條件不變。最大加速度和最大速度又各是多少？何時(shí)出現(xiàn)？開始加速度最大為摩擦力等于重力時(shí)速度最大，為EBqEqvBmgfN第36頁六、質(zhì)譜儀加速器1．質(zhì)譜儀。能夠用來測定帶電粒子荷質(zhì)比。也能夠在已知電量情況下測定粒子質(zhì)量。

帶電粒子質(zhì)量m，電荷量q，由電壓U加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場，設(shè)軌道半徑為r，有：

第37頁帶電粒子質(zhì)量m，電荷量q，以速度v穿過速度選擇器（電場強(qiáng)度E，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1），垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2勻強(qiáng)磁場。設(shè)軌道半徑為r，則有：第38頁3．盤旋加速器2．直線加速器第39頁一個(gè)工具:磁感線兩個(gè)作用:安培力F安=IlB（B⊥I）洛侖茲力f洛=qvB（B⊥v

）三個(gè)思緒:受力分析運(yùn)動(dòng)分析能量動(dòng)量四個(gè)應(yīng)用:速度選擇器質(zhì)譜儀盤旋加速器磁流體發(fā)電機(jī)五個(gè)細(xì)節(jié):立體問題模塊問題比較問題遷移問題選擇問題^_^81037第40頁例:如圖所表示，能夠自由移動(dòng)豎直導(dǎo)線中通有向左電流，不計(jì)通電導(dǎo)線重力，僅在固定蹄形磁鐵磁場力作用下，導(dǎo)線將怎樣移動(dòng)？從上向下看，導(dǎo)線將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)NSI^_^第41頁1.核電站反應(yīng)堆是靠熔化鈉來傳遞核燃料棒產(chǎn)生熱量.為了防止核泄漏,慣用“電磁泵”來抽送這些高溫金屬液體.下列圖表示這種泵結(jié)構(gòu)，N、S為磁鐵兩極，c為放在磁場中耐熱導(dǎo)管，熔融鈉從其中流過，鈉液流動(dòng)方向如圖中速度v所表示.要使鈉液加速，加在導(dǎo)管中鈉液電流方向應(yīng)為:

A.由上而下（a→c）B.由下而上（c→a）

C.逆著v方向（b→a）D.順著v方向（a→b）^_^第42頁2.如圖所表示，有一重力為G帶電小球，從兩豎直帶等量異種電荷平行板電容器上方高h(yuǎn)處自由落下，兩板間還有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里.則小球在經(jīng)過板間過程中:A.一定做曲線運(yùn)動(dòng)B.可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.可能做變加速直線運(yùn)動(dòng)D.機(jī)械能可能不變^_^第43頁3.如圖甲所表示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q帶電粒子，不計(jì)重力.在a點(diǎn)以某一初速度水平向左射入磁場區(qū)域I，沿曲線abcd運(yùn)動(dòng)，ab、bc、cd都是半徑為R圓弧.粒子在每段圓弧上運(yùn)動(dòng)時(shí)間都為t.要求由紙面垂直向外磁感應(yīng)強(qiáng)度為正，則磁場區(qū)域I,II,

III三部分磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x改變關(guān)系可能是乙圖中:

^_^第44頁4.一根輕易形變彈性導(dǎo)線，兩端固定.導(dǎo)線中通有電流，方向如圖中箭頭所表示.當(dāng)沒有磁場時(shí)，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外勻強(qiáng)磁場時(shí)，描述導(dǎo)線狀態(tài)四個(gè)圖示中正確是:^_^第45頁5.如圖所表示四種情況，通電導(dǎo)體均置于勻強(qiáng)磁場中，其中通電導(dǎo)線受安培力是:^_^II第46頁6.地球大氣層外部有一層復(fù)雜電離層，既分布有地磁場，也分布有電場,假設(shè)某時(shí)刻在該空間中有一小區(qū)域存在如圖所表示電場和磁場；電場方向在紙面內(nèi)斜向左下方，磁場方向垂直紙面向里.此時(shí)一帶電宇宙粒子，恰以速度v垂直于電場和磁場射入該區(qū)域，不計(jì)重力作用，則在該區(qū)域中，相關(guān)該帶電粒子運(yùn)動(dòng)情況可能是:A.仍作直線運(yùn)動(dòng)B.馬上向左下方偏轉(zhuǎn)C.馬上向右上方偏轉(zhuǎn)D.可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)^_^第47頁7.北半球某處，地磁場水平分量B1=0.8×10－4T，豎直分量B2=0.5×10－4T，海水向北流動(dòng).海洋工作者測量海水流速時(shí)，將兩極板插入此處海水中，保持兩極板正對且垂線沿東西方向，兩極板相距d=20m，如圖所表示.與兩極板相連電壓表(可看作理想電壓表)示數(shù)為U=0.2mV，則：

A.西極板電勢高，東極板電勢低B.西極板電勢低，東極板電勢高C.海水流速大小為0.125m/s

D.海水流速大小為0.2m/s^_^第48頁8.帶電粒子以速度v沿CB方向點(diǎn)射入一橫截面為正方形區(qū)域，C、B均為該正方形兩邊中點(diǎn)，不計(jì)粒子重力.當(dāng)區(qū)域內(nèi)有平行紙面豎直方向勻強(qiáng)電場E時(shí)，粒子從A點(diǎn)飛出，所用時(shí)間為t1，當(dāng)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里勻強(qiáng)磁場B時(shí)，粒子也從A點(diǎn)飛出，所用時(shí)間為t2，則以下說法正確是:

A.t1<t2

B.t1>t2

C.D.^_^第49頁9.真空中存在豎直向上勻強(qiáng)電場和水平方向勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m，帶電量為物體以速度在豎直平面內(nèi)做半徑為R勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假設(shè)t=0時(shí)刻物體在軌跡最低點(diǎn)且重力勢能為零，電勢能也為零，那么，以下說法正確是:A.物體帶正電且逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B.物體運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械能守恒，且機(jī)械能為C.物體運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢能隨時(shí)間改變關(guān)系為D.物體運(yùn)動(dòng)過程中，電勢能隨時(shí)間改變關(guān)系為^_^第50頁10.某塑料球成型機(jī)工作時(shí)，能夠噴出速度v0=10m/s塑料小球，已知噴出每個(gè)小球質(zhì)量m