3.1 认识磁场
【大成目标】（目标解读及课堂组织2分钟）
1、列举磁现象在生活、生产中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展；
2、知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用；（重点）
3、知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的；（重点）
4、知道地磁场。
【使用说明】
1、依据大成目标认真自学，精读教材80-82页并完成基础案，疑点用红笔做好标记；
2、规范书写，保质保量完成导学案；
2、建议1课时。
1、磁现象
天然磁石和人造磁铁都叫做 磁体 ，它们能吸引 铁质物体 的性质叫磁性；磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最 强 的区域叫磁极。能够自由转动的磁体，静止时指 南极 的磁极叫做南极（S极），指 北极 的磁极叫做北极（N极）。
2、电流的磁效应
（1）自然界中的磁体总存在着 两 个磁极，同名磁极相互 排斥 ，异名磁极相互 吸引 。
（2）丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的 磁效应 ，著名的奥斯特实验是把导线沿南北方向放置在指南针上方，通电时 指南针发生偏转 。
3、磁场
磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通
过 磁场 发生的。
4、磁性的地球
地磁南极在地理 北极 极附近，地磁北极在地理 南极 极附近。
合作探究1：认识磁体
（小组通过查找资料，认识自然界中的磁体，并进行合作交流，
7分钟完成）
说说看，自然界中的磁体有哪些？
铁的物质放在磁体周围会有什么现象？
试一试（小组展示）
例1．如图1所示.放在条形磁铁磁场中的软铁棒被磁化后的极性是 ( )
A．C棒未被磁化
B．A棒左端为S极
C．B棒左端为N极
D．C棒左端为S极
解答：软铁棒被磁化后的磁场方向与条形磁铁磁场方向一致，故B正确。
思考探究2：电流的周围存在磁场——电流的磁效应。（教师演示下面实验，小组展示交流、点评，5分钟完成）
例2．某同学做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线的下方,当通电后发现小磁针不动,稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动，由此可知,通电直导线产生的磁场方向是（ ）
A．自东向西 B．自南向北 C．自西向东 D．自北向南
解答：通电前小磁针指南北，通电后小磁针不动，说明通电直导线产生的磁场还在南北方向，稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动，说明通电直导线产生的磁场与地磁场方向相反。故D正确。
思考：奥斯特实验说明什么？
合作探究3：地磁场——地球本身在地面附近空间产生的磁场。
（小组通过查找资料，交流、展示，5分钟完成）
问题：你们是通过哪些自然现象认识地磁场的？
例3．地球是个大磁场.在地球上,指南针能指南北是因为受到 的作用。人类将在本世纪登上火星。目前,火星上的磁场情况不明,如果现在登上火星.你认为在火星上的宇航员 依靠指南针来导向吗?(填“能”、“不能”或“不知道”)
解答：地球是个大磁场，地理南极在地磁场N极附近,所以磁场为南北方向，放在地球上的指南针引受地磁场作用指南北。因为不知道火星上的磁场分布情况,所以不知道能否用指南针在火星上导航。
合作探究4：磁场的基本性质。（小组合作交流，展示点评5分钟）
问题：通过合作学习，你知道磁场中的磁极或电流是怎样进行力的作用？
（磁场对处于其中的磁极或电流有力的作用──研究磁场的方法）
【当堂完成】
A级：
1、以下说法中，正确的是（ A． ）
A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B、电流与电流的相互作用是通过电场产生的
C、磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的
D、磁场和电场是同一种物质
2．判断一段导线中是否有直流电流通过,手边若有几组器材,其中最为可用的是
A．被磁化的缝衣针及细棉线 ( A． )
B．带电的小纸球及细棉线
C．小灯泡及导线
D．蹄形磁铁及细棉线
3．下列所述的情况,哪一种可以肯定钢棒没有磁性 （B． ）
A．将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相吸引,再将钢棒的这端接近磁针的南极,两者互相排斥
B．将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相吸引;再将钢棒的另一端接近磁针的北极,两者仍互相吸引
C．将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相吸引,再将钢棒的另一端接近磁针的南极两者仍互相吸引
D．将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相排斥
B级：
4．下列说法正确的是 （ ACD ）
A．地球磁场的北极与地理南极不完全重合
B．将条形磁铁从中间断开,一段是N极,另一段是S极
C．改变通电螺线管中电流的方向可使其N极与S极对调
D．磁场是客观存在的一种物质
5．下列说法中正确的是 （ AD ）
A．磁体上磁性最强的部分叫磁极,任何磁体都有两个磁极
B．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场而发生的,而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的
C．地球的周围存在着磁场,地球是一个大磁体,地球的地理两极与地磁两极并不重合,其间有一个交角,这就是磁偏角,磁偏角的数值在地球上不同地方是相同的
D．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量
6．下列关于磁场的说法中,正确的是 ( ABCD )
A．磁场跟电场一样,是一种物质
B．磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场
C．指南针指南说明地球周围有磁场
D．磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的
C级：
7．如图所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘。A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片、质量为m,当电磁铁A通电,铁片被吸引上升的过程中,悬挂C的轻绳上拉力的大小为 ( D )
A．F=Mg
B．MgC．F=(M+m)g,
D．F>(M+m)g
【课堂小结】（3分钟）
1、此节课目标的达成情况：
2、此节课应注意的问题：
3、此节课的收获：
【课后练习与提高】（课后自主完成15分钟）
1、奥斯特实验说明了（ C ）
A、磁场的存在 B、磁场具有方向性
C、通电导线周围存在磁场 D、磁体间有相互作用
2、有一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的P点处产生的磁场方向是沿（ A ）
A、y轴正方向
B、y轴负方向
C、z轴正方向
D、z轴负方向
3．下列说法正确的是 （ ACD ）
A．地球磁场的北极与地理南极不完全重合
B．将条形磁铁从中间断开,一段是N极,另一段是S极
C．改变通电螺线管中电流的方向可使其N极与S极对调
D．磁场是客观存在的一种物质
4．下列说法中正确的是 （ AD ）
A．磁体上磁性最强的部分叫磁极,任何磁体都有两个磁极
B．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场而发生的,而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的
C．地球的周围存在着磁场,地球是一个大磁体,地球的地理两极与地磁两极并不重合,其间有一个交角,这就是磁偏角,磁偏角的数值在地球上不同地方是相同的
D．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量
5．下列关于磁场的说法中,正确的是 ( ABCD )
A．磁场跟电场一样,是一种物质
B．磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场
C．指南针指南说明地球周围有磁场
D．磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的
6、在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最为明显的是 （ BC ）
A、沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上
B、沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方
C、电流沿南北方向放置在磁针的正上方
D、电流沿东西方向放置在磁针的正上方
磁感应强度
【大成目标】（目标解读及课堂组织2分钟）
1、理解磁感应强度B的定义，知道B的单位是特斯拉；
2、会用控制变量法学习；会用磁感应强度的定义式进行有关计算；(重点)
3、会用公式F=BIL解答有关问题。(难点)
【使用说明】
1、依据大成目标认真自学，精读教材83-86页并完成基础案，疑点用红笔做好标记；
2、规范书写，保质保量完成导学案；
2、建议1课时。
1.电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的 与检验电荷 的比值来定义的，其定义式为E＝。规定 受的电场力方向为电场方向。
2．磁场的方向。
规定在磁场中的任意一点小磁针 受力的方向亦即小磁针 时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．
3．磁场对电流的作用力通常称为 。如图1，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀的，则决定安培力大小的因素
⑴与导线在磁场中的放置方向有关
⑵与电流的 有关
⑶与通电导线在磁场中的 有关
4．磁场强弱——磁感应强度
在磁场中 于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫 。
公式B＝
在国际单位制中，磁感应强度的单位是 ，简称特，国际符号是T。1T＝1
磁感应强度是 ，把某点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向。磁感应强度B是表示磁场 和方向的物理量
合作探究1：磁感应强度(小组合作讨论，交流展示，10分钟)
例1．磁场中任一点的磁场方向,规定为小磁针在磁场中 ( B )
A．受磁场力的方向
B．北极受磁场力的方向
C．南极受磁场力的方向
D．受磁场力作用转动的方向
问题：小磁针在磁场中不同位置所受的作用力怎样？用什么物理量来描述这种性质？
小组合作交流：磁感应强度的概念
思考：
1.用哪个物理量来描述电场的强弱和方向？
2.电场强度是如何定义的？其定义式是什么？
3．今天我们能否用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向？
怎样描述这种性质？（结合下面实验讨论完成）
磁感应强度是这样定义：
思考探究2：概念辨析（小组交流展示4分钟）
有人根据B＝F/IL提出：磁场中某点的磁感应强度B跟
磁场力F成正比，跟电流强度I和导线长度L的乘积IL成反比，这种提
法有什么问题？错在哪里？
解答：这种提法不对。因为实验证明，F和IL的乘积成正比，故比值（F/IL）在磁场中某处是一个恒量，反映了磁场本身的特性，不随F及IL的变化而变化。如E与q、F无关。
思考探究3：实例分析（小组交流展示，6分钟）
⑴磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5 A，导
线长1 cm，它受到的安培力为5×10-2 N，则这个位置的磁感应强度是多大？
⑵接上题，如果把通电导线中的电流强度增大到5 A时，这一点的磁感应强度应是多大？
⑶如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否肯定这里没有磁场.
解答：
⑴ B＝2T。
⑵磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的，和导线的长度L、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度是2 T。
⑶如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则可能有两种可能：该处没有磁场；该处有磁场，只不过通电导线与磁场方向平行。
A级：
1．下列说法中正确的是 ( AC )
A．电荷在某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零
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,所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
2．下列关干磁感应强度大小的说法中正确的 （ D ）
A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C．放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同
D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
3．在匀强磁场里,有一根长1.2m的通电导线,导线中的电流为5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为1.8N，则磁感应强度的大小为 0.3T
4．在磁感应强度的大小为2T匀强磁场里,有一根长8m的通电导线, ,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为32N，则导线中的电流为 2 A
5．一根长20cm的通电导线放在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中,导线与磁场方向垂直.若它受到的安培力为4×10-3N则导线中的电流强度是 0.05 A若将导线中的电流减小0.05A，则该处的磁感应强度为 0.4 T，当导线的长度在原位置缩短为原来的一半时，磁感应强度为 __0.4___T。
【课堂小结】（3分钟）
1、此节课目标的达成情况：
2、此节课应注意的问题：
3、此节课的收获：
（课后自主完成下面练习，20分钟）
B级：
1．下列关于磁感应强度的方向的说法中.正确的是 ( BD )
A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向
B．小磁针N极受磁力的方向就是该处磁感应强度的方向
C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向
D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
2.在磁感应强度的定义式B中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是 （ B ）
A.B由F、I和L决定 B.F由B、I和L决定
C.I由B、F和L决定 D.L由B、F和I决定
3.A有一小段通电导体，长为1cm，电流为5A，把它置入磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是 ( C )
A.B=2 T B.B≤2T C.B≥2T D.以上情况都有可能
C级：
4．在磁场中某一点,有一根长1cm的通电导线,导线中的电流为5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为5×10-2N,求
①磁感应强度的大小；(1T )
②这根导线与磁场方向平行时,所受的安培力。( 0 )
5．在同一水平面内的两导轨互相平行，相距2m，置于磁感应强度大小为1.2T，方向竖直向上的匀强磁场中，一质量为3.6kg的铜棒垂直放在导轨上，当棒中的电流为5A时，棒沿导轨做匀速直线运动，则当棒中的电流为8A时，棒的加速度大小为多少m／s2.
( 2 m／s2 )
3.3几种磁场
【大成目标】（目标解读及课堂组织2分钟）
1．知道什么叫磁感线，知道几种常见的磁场的磁感线分布特点；
2．会判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向；（重点）
3．了解安培分子电流假说、匀强磁场、磁通量，并能解释有关现象；（难点）
4．理解匀强磁场的特点，知道两种情形的匀强磁场；（重点）
【使用说明】
1、依据大成目标认真自学，精读教材86-91页并完成基础案，疑点用红笔做好标记；
2、规范书写，保质保量完成导学案；
2、建议1课时。
1、磁感线
所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的 曲线 ，在这些 曲线 上，每一点的磁场方向都在该点的切线方向上。磁感线的基本特性：（1）磁感线的疏密表示磁场的 强弱 。（2）磁感线不相交、不相切、不中断、是闭合曲线；在磁体外部，从 N极 指向 S极 ；在磁体内部，由 S极 指向 N极 。（3）磁感线是为了形象描述磁场而假想的物理模型，在磁场中并不真实存在，不可认为有磁感线的地方才有磁场，没有磁感线的地方没有磁场。
2、安培定则
判定直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系时，安培定则表述为：用 右手 握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是 的环绕方向；判定环形电流和通电螺线管的电流方向和磁感线方向之间的关系时要统一表述为：让弯曲的四指所指方向跟 电流 方向一致，大拇指所指的方向就是环形电流或通电螺线管 磁感线 的方向（这里把环形电流看作是一匝的线圈）。
3、安培分子电流假说
（1）安培分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流—— 分子电流 ，分子电流使每个物质微粒都成为微小的 磁体 ，它的两侧相当于两个 磁极 。
（2）磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由 电荷的运动 产生的。
4、匀强磁场
磁感应强度 大小 、 方向 处处相同的磁场叫匀强磁场（uniform magnetic field）。匀强磁场的磁感线是一些 平行 直线。
5、磁通量
（1）定义：（设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，则B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量（magnetic flux），简称磁通。）
（2）定义式： φ=BS
（3）单位： 韦伯 简称 韦 ，符号 Wb 。1Wb=1T·m2
（4）磁通量是（标量）
（5）磁通密度即磁感应强度 （ B= 1T=1）
思考探究1：磁感线与磁感应强度(小组讨论，展示交流，6分钟)
（1）可用电场线表示电场强度，在磁场中能否用磁感线表示磁感应强度？
（2）观察下列几种情况的磁感线分布，比较同一磁场中的不同位置处的磁感应强度（大小、方向）
实验探究2：安培定则（右手螺旋定则）（就下面各种的通电电流情况，自主体验，6分钟）
电流的磁场
通电直导线。观察下图，感受领悟。
环形电流，观察下图，感受领悟。
通电螺线管：观察、感受、领悟。
【探究发现】电流方向与磁场间的关系可总结如下：
安培定则（右手螺旋定则）
动手试试：就下面几种情况，画出磁感线分布。
思考探究3：匀强磁场（自主学习，交流展示、点评5分钟）
蹄形磁铁的磁场中间区域磁感线分布有什么特点？这样的磁场可叫什么磁场？磁感应强度有规律吗？
思考：除蹄形磁铁外，什么情况下的磁场也是匀强磁场？
（注意：①对于磁通量的计算要注意条件，即B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度，S是线圈面积在与磁场方向垂直的平面上的投影面积。
②磁通量是标量，但有正、负之分，可举特例说明。）
思考探究4：磁通量（观察下面的的情况，思考、展示交流5分钟）
定义：
（2）定义式：
（3）单位： 简称 ，符号 。1Wb=1T·m2
（4）磁通量是标量
（5）磁通密度即磁感应强度
A级：
1.如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右.试判定电源的正负极.
（解析：小磁针N极的指向即为该处的磁场方向，所以在螺线管内部磁感线方向由a→b，根据安培定则可判定电流由c端流出，由d端流入，故c端为电源的正极，d端为负极.注意：不要错误地认为螺线管b端吸引小磁针的N极，从而判定b端相当于条形磁铁的南极，关键是要分清螺线管内、外部磁感线的分布.）
2.如图所示，当线圈中通以电流时，小磁针的北极指向读者.试确定
电流方向.
（电流方向为逆时针方向.）
3.如图所示，两块软铁放在螺线管轴线上，
当螺线管通电后，两软铁将 吸引 （填“吸引”、
“排斥”或“无作用力”），A端将感应出 S 极。
B级：
4.磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是（ C ）
A、分子电流消失 B、分子电流的取向变得大致相同
C、分子电流的取向变得杂乱 D、分子电流的强度减弱
5.关于磁通量，下列叙述正确的是（ D ）
A、在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
B、在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大
C、把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M处的磁感应强度一定比N处大
D、同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大
C级：
6.把一个面积为5.0×10-2m2的单匝矩形线圈放在磁感应强度为2.0×10-2T的匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量是多大？(10-3Wb)
7.如图所示，在条形磁铁外面套一圆环，当圆环从磁铁的N极向下平移到S极的过程中，穿过圆环的磁通量如何变化（ C ）
A、逐渐增加 B、逐渐减少
C、先逐渐增加，后逐渐减少 D、先逐渐减少，后逐渐增大
【课堂小结】（小组展示、点评，3分钟）
1、此节课目标的达成情况：
2、此节课应注意的问题：
3、此节课的收获：
3.4 磁场对通电导线的作用力
【大成目标】（目标解读及课堂组织2分钟）
1、知道什么是安培力，写出安培力公式；(重点)
2、知道左手定则的内容；
3、会用公式F=BIL解答通电导线的相关问题；(难点)
4、了解磁电式电流表的工作原理。
【使用说明】
1、依据大成目标认真自学，精读教材并完成基础案，疑点用红笔做好标记；
2、规范书写，保质保量完成导学案；
2、建议1课时。
1．磁场对 的作用力通常称为安培力。
2． 磁场方向的通电直导线，受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长作用力 ；导线短，作用力 。用公式表示为 。
3．如果磁场方向与电流方向夹角为θ时，安培力的大小 ，方向仍可用 定则判定。
4．左手定则：让磁感线垂直穿入 ，四指指向 方向，拇指所指 的方向。
5． 在磁电式电流表中，蹄形磁铁和铁心间的磁场是 的。
合作探究1：电流间的相互作用(小组合作讨论，交流展示，6分钟)
如图，两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将（ B ）
A． 吸引
B． 排斥
C． 保持静止
D． 边吸引边转动
思考探究2：安培力作用下的平衡问题（小组交流展示分钟8）
如图所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。当金属杆中通有方向a→b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T。当金属杆通有方向b→a的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T。求磁场的磁感应强度B的大小。
思考探究3：运动分析（小组交流展示，8分钟）
如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（ C ）
A. 顺时针方向转动，同时下降
B. 顺时针方向转动，同时上升
C. 逆时针方向转动，同时下降
D. 逆时针方向转动，同时上升
解答：两个磁极对电流的安培力方向不同，把电流分为两部分，左半部分受力方向向外，右半部分受力向里。从上往下看，通电导线将沿着逆时针方向转动。当导线转到垂直于纸面的方向时，电流受力向下，导线将向下运动。所以C选项正确。
方法归纳小结
1． 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向
2.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的矩形线圈与该磁场的关系，下列说法中正确的有 ( )
A.通电线圈旋转的角度不同，它所在位置的磁感应强度大小也不同
B.不管通电线圈转到什么位置，它所在位置的磁感应强度大小都相等
C.通电线圈旋转的角度不同，它的平面与磁感线的夹角也不同
D.不管通电线圈转到什么位置，它的平面都与磁感线相平行
3．正在通电的条形电磁铁的铁心突然断成两截，则两截铁心将 （ ）
A． 互相吸引 B．互相排斥
C．不发生相互作用 D．无法判断
4． 如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是 （ ）
A． 向右飞行的正离子 B． 向左飞行的正离子
C． 向右飞行的负离子 D. 向左飞行的负离子
5． 如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为 （ ）
A. F2 B. C. D.
【课堂小结】（3分钟）
1、此节课目标的达成情况：
2、此节课应注意的问题：
3、此节课的收获：
课后练习与提高
1. 一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中,此时悬线的张力大于零而小于铜棒的重力.使悬线中张力为零,可采用的方法有 ( )
A．适当增大电流,方向不变
B．适当减小电流,方向反向
C．电流大小、方向不变
D．使原电流反向，并适当减弱磁场
2. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过．当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力 （ ）
A．大小不变，方向也不变
B．大小由零渐增大，方向随时改变
C．大小由零渐增大，方向不变
D．大小由最大渐减小到零，方向不变
3.如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是 ( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
4.关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是 ( )
A.安培力的方向就是该处的磁场方向
B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面
C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零
D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大
5.一根用导线绕制的螺线管，水平放置，在通电的瞬间，可能发生的情况是 ( )
A.伸长 B.缩短 C.弯曲 D.转动
6.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是 （ ）
A.B=mgtanθ/IL，方向垂直斜面向下
B.B=mgtanθ／IL，方向竖直向下
C.B=mg／IL，方向水平向左
D.B=mgcosθ/IL，方向水平向右
7．如图所示，长直导线通电为I1，通过通以电流I2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I1、I2时，环所受安培力 （ ）
A.沿半径方向向里 B.沿半径方向向外 C.等于零 D.水平向左 E.水平向右
8.条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，如图所示，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止.下列结论正确的是 （ ）
B.磁铁对水平面的压力增大
C.磁铁对水平面施加向左的静摩擦力
D.磁铁所受的合外力增加
9．如图所示，边长为a的正方形线框通以恒定电流I，在匀强磁场中以OO′为轴按图示位置转动，则（设无外力作用） （ ）
A．电流的方向是逆时针方向
B．图示位置，线框所受磁力矩为BIa2
C．当线框转过90°角时，所受磁力矩为M＝BIa2
D．线框必定匀速转动
10.两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是 （ ）
A.都绕圆柱体转动
B.彼此相向运动，且具有大小相等的加速度
C.彼此相向运动，电流大的加速度大
D.彼此背向运动，电流大的加速度大
磁场对运动电荷的作用
【大成目标】（目标解读及课堂组织2分钟）
1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功；(重点)
2、掌握洛伦兹力大小的推理过程，理解洛伦兹力与电场力的区别。(难点)
3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算；
4、了解电视机显像管的工作原理。
【使用说明】
1、依据大成目标认真自学，精读教材并完成基础案，疑点用红笔做好标记；
2、规范书写，保质保量完成导学案；
2、建议1课时。
1．运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做 。
2．洛伦兹力的方向的判断──左手定则：
让磁感线 手心，四指指向 的方向，或负电荷运动的 ，拇指所指电荷所受 的方向。
3．洛伦兹力的大小:洛伦兹力公式 。
4．洛伦兹力对运动电荷 ，不会 电荷运动的速率。
5．显像管中使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的,叫做偏转线圈。为了与显像管的管颈贴在一起,偏转线圈做成 。
合作探究1：洛伦兹力(小组合作讨论，交流展示，6分钟)
(1)洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力．
(2)洛伦兹力和安培力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力，实际上是在导线中定向运动的电荷所受到的洛伦兹力的宏观表现．（推导）
(3)洛伦兹力的大小：
F＝qvBsinθ(θ为电荷运动方向与磁感应强度方向的夹角)
当θ＝0°或180°，即电荷运动方向与磁场方向平行时，f洛＝0.
当θ＝90°，即电荷运动方向和磁场方向垂直时，f洛＝Bqv(为最大值)．
(4)洛伦兹力的方向：(用左手定则判)
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反．
在下图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并标出洛伦兹力的方向．
解析：(1)因v⊥B，所以F＝qvB，方向与v垂直斜向上．
(2)v与B夹角为30°，取v与B垂直分量，
故F＝qvBsin30°＝qvB，方向垂直纸面向里．
(3)由于v与B平行，所以不受洛伦兹力．
(4)v与B垂直，故F＝qvB，方向与v垂直斜向上．
点评：在计算洛伦兹力的大小时，要注意v取与B垂直的分量．洛伦兹力的方向垂直于v与B所决定的平面．
问题讨论：洛伦兹力对电荷永不做功，而安培力对导体棒可以做功．这是否与安培力是洛伦兹力的宏观表现相矛盾？为什么？
答案：不矛盾，因为洛伦兹力方向总是与速度方向垂直，故不做功；而安培力方向总是与电流方向垂直，但不一定与导体的运动方向垂直，故可以做功.
思考探究2：洛伦兹力与电场力的比较（小组交流展示分钟8）
是带电粒子在两种不同的场中受到的力，反映了磁场和电场的力的性质，但这两种力的区别也是十分明显的.
洛伦兹力
电场力
作用
对象
仅在运动电荷的速度方向与B不平行时，运动电荷才受到洛伦兹力
带电粒子只要处在电场中，一定受到电场力
大小、
方向
F＝qvBsinθ，方向与B垂直，与v垂直，用左手定则判断
F＝qE，F的方向与E同向或反向
特点
洛伦兹力永不做功
电场力可做正(或负)功
练习：关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是( )
A．电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，有可能受到洛伦兹力
B．电场力对在其电场中的电荷会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却一定不做功
C．电场力与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上
D．只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用
解析：洛伦兹力方向总与磁场方向垂直，不会沿磁感线方向．答案：BD
思考探究3：受力分析和运动分析（小组交流展示，8分钟）
如图所示，有一质量为m，电荷量为q的带正电的小球停在光滑绝缘平面上，并处于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，请设计使小球飘离平面的方案．(至少写出两种方案)
解析：方案一：带电小球不动，而磁场沿水平方向运动，也可看做带电小球相对磁场沿相反方向运动，欲使小球飘起来．则有qvB≥mg，由左手定则可判断磁场应水平向左匀速运动．
方案二：在小球所在区域加竖直向上的匀强电场，小球将受到竖直向上的电场力作用，当qE≥mg，小球将飘离水平面．
方案三：在小球所在区域加水平向右的匀强电场，小球将受到水平向右的电场力作用而向右做匀加速直线运动，同时小球还将受到竖直向上的洛伦兹力作用，随速度的增大，洛伦兹力也将增大，当qvB≥mg，小球飘离地面．
1. 一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则（ ）
A．此空间一定不存在磁场
B．此空间可能有方向与电子速度平行的磁场
C．此空间可能有磁场 ，方向与电子速度垂直
D．以上说法都不对
2. 一束带电粒子沿水平方向飞过静止的小磁针的正上方，小磁针也是水平放置，这时小磁针的南极向西偏转，则这束带电粒子可能是（ ）
A．由北向南飞行的正离子束 B．由南向北飞行的正离子束
C．由北向南飞行的负离子束 D．由南向北飞行的负离子束
3.电子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则（ ）
A．磁场对电子的作用力始终不做功
B．磁场对电子的作用力始终不变
C．电子的动能始终不变
D．电子的动量始终不变
4.如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是（ ）
5.如图所示，空间有磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速v从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力），则在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小与方向应是 （ ）
A．B/v，方向竖直向上 B．B/v，方向水平向左
C．Bv，垂直纸面向里 D．Bv，垂直纸面向外
【课堂小结】（3分钟）
1、此节课目标的达成情况：
2、此节课应注意的问题：
3、此节课的收获：
课后练习与提高
1．有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是（ ）
A．电荷在磁场中一定受磁场力的作用
B．电荷在电场中一定受电场力的作用
C．电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致
D．电荷若受磁场力，则受力方向与该处的磁场方向垂直
2．如果运动电荷在磁场中运动时除磁场力作用外不受其他任何力作用，则它在磁场中的运动可能是（ ）
A．匀速圆周运动 B．匀变速直线运动
C．变加速曲线运动 D．匀变速曲线运动
3．电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图所示，则电子束在螺线管中做（ ）
A．匀速直线运动 B．匀速圆周运动
C．加速减速交替的运动 D．来回振动
4．带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是
A．只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同( )
B．如果把+q改为-q,且速度反向、大小不变,则洛伦兹力的大小不变
C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直
D．粒子只受到洛伦兹力的作用.不可能做匀速直线运动
5．如图，是电视机的像管的结构示意图,荧光屏平面位于坐标平面xoy，y轴是显像管的纵轴线,位于显像管尾部的灯丝被电流加热后会有电子逸出,这些电子在加速电压的作用下以很高的速度沿y轴向十y方向射出.构成了显像管的“电子枪”。如果没有其他力作用,从电子枪发射出的高速电子将做匀速直线运动打到坐标原O使荧光屏的正中间出现一个亮点。当在显像管的管颈处的较小区域(图中B部分)加沿z方向的磁场 (偏转磁场),亮点将偏离原点0而打在x轴上的某一点,偏离的方向和距离大小依赖于磁场的磁感应强度B。为使荧光屏上出现沿x轴的一条贯穿全屏的水平亮线(电子束的水平扫描运动)，偏转磁场的磁感应强度随时间变化的规律是图中 ( )
6．如图所示，带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最低点时（ ）
Ａ．速度相同 B．加速度相同
C．所受洛伦兹力相同
D．轨道给它的弹力相同
7．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电荷量之比为1：2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为（ ）
A．2：1 B．1：1 C．1：2 D．1：4
带电粒子在磁场中的运动
【大成目标】（目标解读及课堂组织2分钟）
1、理解洛伦兹力对粒子不做功。
2、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，知道它们与哪些因素有关。(重点)
3、理解质谱仪、回旋加速器的工作原理。(难点)
【使用说明】
1、依据大成目标认真自学，精读教材并完成基础案，疑点用红笔做好标记；
2、规范书写，保质保量完成导学案；
2、建议2课时。
第一课时
1．带电粒子在匀强磁场中的运动
(1)带电粒子的运动方向与磁场方向平行：做 运动。
(2)带电粒子的运动方向与磁场方向垂直：粒子做 运动且运动的轨迹平面与磁场方向 。轨道半径公式： 周期公式： 。
(3)带电粒子的运动方向与磁场方向成θ角：粒子在垂直于磁场方向作 运动，在平行磁场方向作 运动。叠加后粒子作等距螺旋线运动。
2．质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的 和分析 的重要工具。
3．回旋加速器：
(1)使带电粒子加速的方法有：经过多次 直线加速；利用电场 和磁场的 作用，回旋 速。
(2) 回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，在 的范围内来获得 的装置。
(3)为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在狭缝处加一个 电压，产生交变电场的频率跟粒子运动的频率 。
⑷带电粒子获得的最大能量与D形盒 有关。
合作探究1：带电粒子在磁场中的运动(小组合作讨论，交流展示，8分钟)
(1)运动轨迹
带电粒子(不计重力)以一定的速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场时：
①当v∥B时，带电粒子将做匀速直线运动；
②当v⊥B时，带电粒子将做匀速圆周运动．
(2)轨道半径和周期由上式可知：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与粒子运动速率无关．
由上式可知：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与粒子运动速率无关．
练习：三种粒子、、，它们以下列情况垂直进入同一匀强磁场，求它们的轨道半径之比。
①具有相同速度；
③具有相同动能。
思考探究2：质谱仪（小组交流展示10分钟）
(1)质谱仪：用来分析各种元素的同位素并测量其质量及含量百分比的仪器．
(2)构造：如下图所示，主要由以下几部分组成：
①带电粒子注射器
②加速电场(U)
③速度选择器(B1、E)
④偏转磁场(B2)
⑤照相底片
练习：如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场。然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上，如图3所示。求
①粒子进入磁场时的速率；
②粒子在磁场中运动的轨道半径。
解答 ①粒子在S1区做初速度为零的匀加速直线运动。在S2区做匀速直线运动，在S3区做匀速圆周运动。
由动能定理可知
mv2＝qU确 由此可解出 ： v＝
②粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为：
r＝＝
r和进入磁场的速度无关，进入同一磁场时，r∝，而且这些个量中，U、B、r可以直接测量，那么，我们可以用装置来测量比荷。
质子数相同而质量数不同的原子互称为同位素。在图中，如果容器A中含有电荷量相同而质量有微小差别的粒子，根据例题中的结果可知，它们进入磁场后将沿着不同的半径做圆周运动，打到照相底片不同的地方，在底片上形成若干谱线状的细条，叫质谱线。每一条对应于一定的质量，从谱线的位置可以知道圆周的半径r，如果再已知带电粒子的电荷量q，就可算出它的质量。这种仪器叫做质谱议。
思考探究3：回旋加速器（小组交流展示8分钟）
(1)原理：利用电场对带电粒子的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得高能粒子．
①磁场的作用：带电粒子以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其中周期与速率和半径无关，使带电粒子每次进入D形盒中都能运动相等时间(半个周期)后，平行于电场方向进入电场中加速．
②交流电压：为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在狭缝处加一个周期与T＝相同的交流电压．(如图所示)
练习：(2008·广东)1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示．这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成．其间留有空隙．下列说法正确的是
A．离子由加速器的中心附近进入加速器
B．离子由加速器的边缘进入加速器
C．离子从磁场中获得能量
D．离子从电场中获得能量
答案：AD
思考探究4：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析讨论（小组交流展示11分钟）
(1)圆心的确定．因为洛伦兹力指向圆心，根据F洛⊥v，画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场的两点)的F洛的方向，其延长线的交点即为圆心．
(2)半径的确定和计算．半径的计算一般是利用几何知识，常用解三角形的方法．
(3)在磁场中运动时间的确定．利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°计算出圆心角θ的大小．可求出运动时间．
练习：质量为m，电荷量为q的粒子，以初速度v0垂直进入磁感应强度为B、宽度为L的匀强磁场区域，如图所示。求
(1)带电粒子的运动轨迹及运动性质
(2)带电粒子运动的轨道半径
(3)带电粒子离开磁场电的速率
(4)带电粒子离开磁场时的偏转角θ
(5)带电粒子在磁场中的运动时间t
(6)带电粒子离开磁场时偏转的侧位移
解答
⑴带电粒子作匀速圆周运动；轨迹为圆周的一部分。
⑵R＝＝
⑶v＝v0
⑷sinθ＝＝
⑸t＝＝ (θ弧度为单位)
⑹y＝R－＝R(1－cosθ)
第二课时
1.两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中，设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则( )
A．r1＝r2，T1≠T2 B．r1≠r2，T1≠T2
C．r1＝r2，T1＝T2 D．r1≠r2，T1＝T2
答案：D
解析：根据r＝，T＝，得速度不同半径r不同，周期T相同．
2．如图所示，带负电的粒子以速度v从粒子源P处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面)，则带电粒子的可能轨迹是 ( )
A．a B．b
C．c D．d
答案：BD
解析：出射方向必与运动轨迹相切．
3．(2009·杭州十四中高二检测)一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域．设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示．在图所示的几种情况中，可能出现的是( )
答案：AD
解析：A、C选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，再进入磁场后，A图中粒子应逆时针转，正确．C图中粒子应顺时针转，错误．同理可以判断B错，D对．
4．一重力不计的带电粒子以初速度v0(v0<)先后穿过宽度相同且紧邻在一起的有明显边界的匀强电场E和匀强磁场B，如图甲所示．电场和磁场对粒子总共做功W1，若把电场和磁场正交叠加，如图乙所示，粒子仍以v0的初速度穿过叠加场区，电场和磁场对粒子总共做功W2，比较W1、W2的大小 ( )
A．一定是W1＝W2
B．一定是W1>W2
C．一定是W1D．可能是W1>W2，也可能是W1答案：B
解析：带电粒子在甲图电场中偏转位移大，在甲图中电场力做功多，B正确．
5．如图所示，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动
，周期为T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示，现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则 ( )
A．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0
B．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0
C．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0
D．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T0
答案：AD
解析：若磁场方向指向纸里，由左手定则可判断洛伦兹力方向与库仑力方向相反，则带负电粒子做圆周运动的向心力减小，由于半径不变，其速度减小，周期变大，故A对B错；若磁场方向指向纸外，洛伦兹力与库仑力方向相同，其速度要增大，周期变小，故C错D对．
6．(2009·青岛模拟)环形对撞机是研究高能离子的重要装置，如图正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.(两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀强圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．)为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是 ( )
A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大
B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小
C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小
D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变
答案：BC
解析：在加速器中qU＝mv2，在环状空腔内做匀速圆周运动的半径r＝，即r＝，所以在半径不变的条件下越大，B越小，选项B正确；粒子在空腔内的周期T＝，故加速电压越大，粒子的速率v越大，其周期越小，选项C正确．
7．一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子(H)加速到v，使它获得动能为Ek，则：
(1)能把α粒子(He)加速到的速度为________．
(2)能使α粒子获得的动能为________．
(3)加速α粒子的交流电压频率与加速质子的交流电压频率之比为________．
答案：(1) (2)Ek (3)1∶2
解析：应用粒子在磁场中做圆周运动的半径公式和周期公式便可求出速度的表达式及频率表达式．
(1)设加速器D形盒半径为R，磁场磁感应强度为B
由R＝得v＝，＝×＝×＝
所以α粒子获得的速度
vα＝vp＝v.
(2)由动能Ek＝mv2，得
＝()2×＝()2×＝
所以α粒子获得的动能也为Ek.
(3)交流电压频率与粒子在磁场中的回旋频率相等
f＝＝，＝×＝×＝.
α粒子与质子所需交流电压频率之比为1∶2.
8．两块金属板a、b平行放置，板间存在与匀强电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域．一束电子以一定的初速度v0从两极板中间，沿垂直于电场、磁场的方向射入场中，无偏转地通过场区，如图所示，已知板长l＝10cm，两板间距d＝3.0cm，两板间电势差U＝150V，v0＝2.0×107m/s.
(1)求磁感应强度B的大小；
(2)若撤去磁场，求电子穿过电场时偏离入射方向的距离，以及电子通过场区后动能的增加量(电子所带电量的大小与其质量之比＝1.76×1011C/kg，电子带电量的大小e＝1.60×10－19C)．
答案：(1)2.5×10－4T
(2)1.1×10－2m；55eV
解析：(1)电子进入正交的电、磁场不发生偏转，则满足
Bev0＝e，B＝＝2.5×10－4T
(2)设电子通过场区偏转的距离为y1
y1＝at2＝··＝1.1×10－2m
ΔEk＝eEy1＝ey1＝8.8×10－18J＝55eV
1.一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场．粒子的一段径迹如下图所示．径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)．从图中情况可以确定 ( )
A．粒子从a到b，带正电
B．粒子从a到b，带负电
C．粒子从b到a，带正电
D．粒子从b到a，带负电
答案：C
解析：垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用，使粒子做匀速圆周运动，半径R＝mv/qB.由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量减小，磁感应强度B与带电量不变，又据Ek＝mv2知，v在减小，故R减小，可判定粒子从b向a运动；另据左手定则，可判定粒子带正电．
2．一同学家中电视机画面的幅度偏小，维修店的技术人员检查后认为是显像管或偏转线圈出了故障(显像管及偏转线圈L如下图所示)．那么引起故障的原因可能是( )
A．电子枪发射能力减弱，电子数减小
B．加速电场的电压过高，电子速率偏大
C．偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少
D．偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱
答案：BCD
解析：画面变小，是由于电子束的偏转角减小，即偏转轨道半径增大所致，根据轨道半径公式r＝，加速电压增大，将引起v增大，而偏转线圈匝数减少或电流减小，都会引起B减小，并最终导致r增大，偏转角减小．
3．质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场，如图为质谱仪的原理图．设想有一个静止的质量为m、带电量为q的带电粒子 (不计重力)，经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中，带电粒子打至底片上的P点，设OP＝x，则在图中能正确反映x与U之间的函数关系的是( )
答案：B
解析：带电粒子先经加速电场加速，故qU＝mv2，进入磁场后偏转，OP＝x＝2r＝，两式联立得，OP＝x＝∝，所以B为正确答案．
4．如右图所示，在平行带电金属板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行于金属板方向，以相同动能射入两极板间，其中氘核沿直线运动，未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则：①偏向正极板的是质子；②偏向正极板的是氚核；③射出时动能最大的是质子；④射出时动能最大的是氚核．以上说法正确的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
答案：D
解析：质子、氘核、氚核质量数和电荷数分别为H、H、H，由于它们的动能相同，故质子的速度大于氘核速度，氚核速度小于氘核速度，而氘核未发生偏转，则氚核偏向电场力方向，质子偏向洛伦兹力方向，故选D.
5．如下图所示，设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一粒子在重力、电场力和洛伦兹力作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，以下说法正确的是 ( )
A．这粒子必带正电荷
B．A点和B点在同一高度
C．粒子在C点时速度最大
D．粒子到达B点后，将沿曲线返回A点
答案：ABC
解析：根据粒子弯曲方向，可知受洛伦兹力方向必沿弯曲方向，判断出粒子必带正电．而粒子在A、B两点时速度都为零，在运动过程中洛伦兹力不做功，这样重力功和电场力功应均为零．即A、B点在同一高度；粒子到达最低点C点，电场力功和重力功最大，速度达到最大，而粒子到B点后将沿同样路径向右偏转．
6．如下图所示，是一种质谱仪的示意图，从离子源S产生的正离子，经过S1和S2之间的加速电场，进入速度选择器，P1和P2间的电场强度为E，磁感应强度为B1，离子由S3射出后进入磁感应强度为B2的匀强磁场区域，由于各种离子轨迹半径R不同，而分别射到底片上不同的位置，形成谱线．
(1)若已知S1S2间加速电压为U，并且磁感应强度B2半径R也是已知的，则离子的比荷__________.
(2)若已知速度选择器中的电场强度E和磁感应强度B1，R和B2也知道，则离子的比荷为______________．
(3)要使氢的同位素氘和氚经加速电场和速度选择器以相同的速度进入磁感应强度为B2的匀强磁场．(设进入加速电场时速度为零)
A．若保持速度选择器的E和B1不变，则加速电场S1S2间的电压比应为________________．
B．它们谱线位置到狭缝S3间距离之比为____________________．
答案：(1) (2) (3)A.；B.
解析：(1)由于粒子在B2区域做匀速圆周运动，R＝，这个速度也就是粒子经加速电场加速后的速度，在加速过程中qU＝mv2，
所以＝＝，＝
(2)在速度选择器中，粒子沿直线穿过，故qE＝qvB1
E＝vB1＝，
故＝
(3)(A)氘核H，氚核H，设经加速后二者速度均为v，经电场加速：q1U1＝m1v2，q2U2＝m2v2.
由以上两式得：
＝＝·＝
(B)它们谱线的位置到狭缝S3的距离之比实际上就是两种粒子在磁场中做匀速圆周运动的直径之比，也是半径之比．
＝＝＝＝.
7．已知质量为m的带电液滴，以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动．如图所示．求：
(1)液滴在空间受到几个力作用？
(2)液滴带电荷量及电性．
(3)液滴做匀速圆周运动的半径多大？
答案：(1)三 (2)负电， (3)
解析：(1)由于是带电液滴，它必然受重力，又处于电磁场中，还应受到电场力及洛伦兹力共三个力作用．
(2)因液滴做匀速圆周运动，故必须满足重力与电场力平衡，所以液滴应带负电，电荷量由mg＝Eq，求得：q＝mg/E.
(3)尽管液滴受三个力，但合力为洛伦兹力，所以仍可用半径公式R＝，把电荷量代入可得：R＝＝.
8．(2009·济南模拟)某塑料球成型机工作时，可以喷出速度v0＝10m/s的塑料小球，已知喷出小球的质量m＝1.0×10－4kg，并且在喷出时已带了q＝－1.0×10－4C的电荷量，如图所示，小球从喷口飞出后，先滑过长d＝1.5m的水平光滑的绝缘轨道，而后又过半径R＝0.4m的圆弧形竖立的光滑绝缘轨道，今在水平轨道上加上水平向右的电场强度为E的匀强电场，小球将恰好从圆弧轨道的最高点M处水平飞出；若再在圆形轨道区域加上垂直纸面向里的匀强磁场后，小球将恰好从圆形轨道上与圆心等高的N点脱离轨道落入放在地面上接地良好的金属容器内，g＝10m/s2.
求：(1)所加电场的电场强度E；
(2)所加磁场的磁感应强度B.
答案：(1)32V/m (2)5T
解析：(1)设小球在M点的速率为v1，只加电场时对小球在M点由牛顿第二定律得：mg＝m
在水平轨道上，对小球由动能定理得：
qEd＝mv－mv
由以上两式解之得：E＝32V/m
(2)设小球在N点速率为v2，在N点由牛顿第二定律得：qv2B＝m
从M到N点，由机械能守恒定律得：
mgR＋mv＝mv
解得：B＝5T.
【课堂小结】（3分钟）
1、此节课目标的达成情况：
2、此节课应注意的问题：
3、此节课的收获：
