课件98张PPT。磁场（选修）3.1 磁现象和磁场1１、天然磁石吸引铁器 一、磁现象磁现象2、磁体吸引铁质物体的性质——磁性3、磁体中磁性最强的部分——磁极 4、磁极间的作用：同性排斥,异性吸引
二、磁场１.定义:存在于磁体或电流周围的特殊物质.2.来源:① 磁体
② 电流—(奥斯特,电流的磁效应)3.基本性质:
对放入其中的磁体或电流有力的作用.3.1 磁现象和磁场2磁体产生磁场 F1F2磁体的周围存在磁场磁场的最基本性质:
对放入其中的磁极有力的作用实验1电流产生磁场 ——奥斯特电流磁效应实验2磁体对电流的作用实验3电流对电流的作用实验4结论：
磁场的基本性质:对放入其中的磁体或电流
有力的作用.② 某点的切线方向为该点的磁场方向。三、磁感线1、特点：ABACBCDBD① 假想的。③磁体外部：N极指向S极。磁体内部：S极指向N极。④不相交,闭合。⑤疏弱密强。与电场线的区别2、磁体磁场的磁感线：3、电流磁场的磁感线：——安培定则I用右手握住直导线，拇指:电流方向四指:磁感线方向。① 通电直导线俯视图平面图×× ×
×× ×
×× ×立体图——安培定则II用右手握住螺线管，四指：电流方向拇指：螺线管的N极② 通电螺线管用右手握住导线，四指：电流方向拇指：磁感线方向——安培定则II③ 环形电流立体图平面图+—① 通电直导线－－② 通电螺线管③ 环形电流小结拇指:电流方向四指:磁感线环绕方向四指：电流方向拇指：磁感线方向（N极）例与练1、关于磁感线，下列说法中正确的是
（ ）
A、磁感线上每一点的切线方向就是该点的
磁场方向
B、磁感线一定从磁体的N极出发，到S极终止
C、任何磁场的磁感线都是闭合曲线，磁感线
在空间不能相交
D、磁感线密处磁场强，磁感线疏处磁场弱ACD2、已知磁场方向，标出下列各图导线中电流方向 · ·
· ·
· · × ×
× ×
× × 例与练· · · ·
· · · ·
II3、如图所示，螺线管圈通电以后，放在螺线管左侧的小磁针的S极指向螺线管，则电源的正极在______端。 例与练S N右NS 4、如右图所示，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N极向纸内偏转，这束带电粒子束可能是 （ ）
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、向左飞行的负离子例与练AD四、匀强磁场 如果磁场中各点强弱、方向处处相同，
这个磁场就叫匀强磁场。 匀强磁场的磁感线：
同向、平行、等距。B3.3
安培力 磁通量放在该点的小磁针静止时N极的指向，
或磁感线上某点的切线方向。 S NA 一、磁感应强度B1、方向：B 2、大小：（定义式）( B⊥I )① B与导线垂直：
1. 大小：② B与导线平行：
二、安培力F最大F最小2.方向①大拇指跟四指垂直共面
②磁感线穿过掌心
③四指:电流方向
拇指:安培力方向。
2.方向：左手定则1、已知磁场方向和电流方向，试确定图中电流所受安培力的方向 例与练垂直纸面向外垂直纸面向外FF2、已知磁场方向和安培力方向，试确定图中电流的方向 。例与练III×3、综合安培定则和左手定则，判断同向平行电流和两反向平行电流之间的互相作用力的方向。例与练4、如图所示，条形磁铁与悬挂的线圈平面垂直，线圈中通有电流。在条形磁铁S极向线圈靠近时，线圈将如何运动？例与练环形电流相当于条形磁铁1、关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A、由B=F/IL可知：磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线中电流I的减小而增大
B、由B=F/IL可知：磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线长度L的增大而减小
C、由B=F/IL可知：磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线所受的磁场力F的增大而增大
D、磁场中某处B=F/IL是定值，由磁场本身决定的。例与练磁感应强度B是由磁场本身决定的，与电流元IL及其磁场力F都无关。
与电场强度E类比。D2、垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm，电流强度I=10A，若它所受的磁场力F=0.05N，求：
（1）该磁场的磁感应强度B是多少？
（2）若导线中电流强度变为5A，导线所受到的磁场力多大？磁感应强度B又是多少？
（3）若导线平行磁场方向放置，导线所受到的磁场力多大？磁感应强度B又是多少？ 例与练3、关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A、一小段通电导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零
B、通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零
C、放置在磁场中1m长的通电导线，通过1A的电流，受到的磁场力为1N，则该处的磁感应强度就是1T
D、磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到磁场力F的方向相同 例与练通电导线（电流I）与磁场平行时，磁场力为零。通电导线（电流I）与磁场垂直B与F方向一定垂直A4、有一小段通电直导线，长为1cm，电流强度为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B （ ）
A．一定等于2T B．一定小于2T
C．大于等于2T D．以上情况都有可能例与练通电导线（电流I）与磁场垂直时所受磁场力最大6、如图所示，跟水平面成370角且连接电源的光滑金属框架宽为20cm，一根重为G的金属棒ab水平放在金属框架，磁感应强度B=0.6T，方向竖直向上，当通过金属棒的电流为5A时，它刚好处于静止状态，求金属棒的重力和金属框架对棒的支持力大小。 GNF5、如图所示，一根质量为40g、长为0.5m的细铜棒MN用两等长的细线水平地悬吊在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面水平向里。（g＝10N/kg）
（1）细线的张力为零，棒中的电流什么方向？大小是多少？
（2）如果电流大小不变，
将磁场方向变为竖直向上，
则细线的张力是多大？
细线与竖直方向的夹角是多大？ 例与练析与解mgFmgTFI8.在倾角为α的光滑斜面上，放置一通有电流为I、长为L、质量为m的导体棒，如图所示，试问：
（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向。
（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向 。例与练（1）磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量ΦΦ=BS①S与B垂直：②S与B平行：Φ=0（最小）六、磁通量（2）磁通量表示穿过某一
面积的磁感线条数多少。三、磁通量（3）磁通量的单位：韦伯1Wb=1T·m2Wb3.4
直流电动机
磁电式电流表1、关于磁电式电流表内的磁铁和铁心间的磁场，下列说法中错误的是（ ）
A．磁感应强度大小处处相等，方向不同
B．磁感应强度方向处处相同，大小不等
C．线圈转动的角度不同，它的
平面与磁感线的夹角也不同
D．线圈转动的角度不同，
所处位置的磁感应强度
大小也不同 E．不管通电线圈转到什么位置，
它的平面都与磁感线相平行E2、电流表中通以相同的电流时，指针的偏转角越大，表示电流表的灵敏度越高，下列关于电流表的灵敏度的说法中正确的是 （ ）
A．增加电流表中的线圈匝数，可以提高电流表的灵敏度
B．增加电流表中永久磁铁的磁性，可以提高电流表的灵敏度
C．电流表中通的电流越大，
电流灵敏度越高
D．电流表中通的电流越小，
电流表的灵敏度越高例与练3.5
洛伦兹力
磁场对电流有力的作用吗?
电流是怎样形成的?
由此推理,你可以提出哪些猜想?
你的想法是
__________________________________
磁场对运动电荷也应该有作用力。洛伦兹力（2）方向：左手定则 四指：正电荷运动方向（负电荷运动的反方向）
拇指：洛伦兹力方向；
磁感线：穿过掌心。
· · · · · ·
· · · · · ·
· · · · · ·
· · · · · ·（1）定义：磁场对运动电荷的作用力。+正电荷受到的洛仑兹力方向与负电荷的相反！洛伦兹力不改变速度大小，只改变速度的方向。洛伦兹力对带电粒子始终不做功！1、下列各图中已经画出磁场方向和电荷的运动方向，请指出洛仑兹力的方向。 例与练f垂直纸面向外ff2、下列各图中已经画出磁场方向和洛仑兹力的方向，请画出电荷的运动方向。 例与练vv垂直纸面向内3、下列各图中已经画出磁场方向、电荷的运动方向和洛仑兹力的方向，请指出电荷的电性。 例与练--4、下图中已经知道电荷的运动方向和洛仑兹力的方向，请指出磁铁的极性。 例与练NSB5、如图所示，在一根电流方向向右的通电直电线的正下方有一个电子射线管与导线平行放置，则管内的电子射线将（ ）
A．向上偏 B．向下偏
C．向纸内偏 D．向纸外偏例与练× × × ×
× × × fB（3）大小：. . . .
. . . .①v与B垂直：
② v与B平行：
－v1、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一个匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒子受到洛仑兹力之比为 （ ）
A．2：1 B．1：1
C．1：2 D．1：4例与练C2.当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管,若不计重力,则（ ）
A．带电粒子速度大小改变
B．带电粒子速度方向改变
C．带电粒子速度大小不变
D．带电粒子速度方向不变CD例与练3、如图所示，运动电荷电量为q=2×108C，电性图中标明，运动速度 v =4×103m／s，匀强磁场磁感应强度为B=0.5T，求电荷受到的洛伦兹力的大小和方向。例与练f4、有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T，方向由南水平向北，现有一个质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为9.6×10-14N，求质子射入时速度为多大？质子刚进入磁场时向哪个方向偏转？ 例与练vB向东俯视图：×f 电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的是( )
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，则洛伦兹力的大小方向不变
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．粒子的速度一定变化B析与解6、下列关于磁场对运动电荷的洛仑兹力的说法中正确的是 （ ）
A．运动电荷在某处不受洛仑兹力作用，
则该处的磁感应强度一定为零；
B．运动电荷在磁场中一定受到洛仑兹力；
C．安培力是洛伦兹力的微观表现，洛伦
兹力是安培力的宏观表现；
D．洛仑兹力对运动电荷一定不做功；
E. 洛仑兹力既不能改变带电粒子的动能，
也不能改变带电粒子的速度D× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×5、图中OA是一光滑、绝缘斜面，倾角θ=37°，一质量m=0.02kg的带电体从斜面上的某点由静止开始下滑。如果物体的带电量q=+10-2C，垂直纸面向里的匀强磁场B=4.0T．试求：物体在斜面上运动的最大速率及其沿斜面下滑的最大距离（g取10m/s2，斜面足够长）。
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×析与解mgN物体合力不为零，沿斜面向下加速。× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×析与解mgNf物体合力不为零，沿斜面向下加速。× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×析与解mgf物体合力不为零，沿斜面向下加速。当N＝0，即f=mgcos370时，v最大。洛伦兹力与安培力的比较：安培力是洛伦兹力的宏观表现洛伦兹力是安培力的微观本质安培力：洛伦兹力：（1）速度选择器与粒子的电量和电性无关。 若要使带电粒子沿
直线穿过小孔，必须
满足什么条件？当电场力与洛伦兹力等大反向时，做匀速直线运动匀速直线运动3.6
洛伦兹力的应用
带电粒子在匀强磁场中的运动问题1：无磁场时，电子束的轨迹如何？问题2：加上匀强磁场时，使电子束
垂直射入匀强磁场，电子束
的轨迹如何？一.带电粒子在匀强磁场中的运动洛仑兹力充当向心力：轨道半径：周期：动能：一.带电粒子在匀强磁场中的运动T与速率v和轨道半径r都无关。1、两个比荷相同、初速度大小不同的带电粒子，垂直进入同一匀强磁场后（不计重力），下列说法中正确的是 （ ）
A．它们运动的半径相同
B．它们运动的周期相同
C．初速度大的粒子运动的半径大
D．初速度大的粒子运动的周期大例与练BC2.水平导线中有电流I通过,导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同,则电子将（ ）vabIA.沿路径a运动,轨迹是圆
B.沿路径a运动,
轨迹半径越来越大
C.沿路径a运动,
轨迹半径越来越小
D.沿路径b运动,
轨迹半径越来越小B· · · · · · ·
· · · · · · ·
· · · · · · ·
· · · · · · ·P92 2,3（1）速度选择器与粒子的电量和电性无关。匀速直线运动二.带电粒子在复合场中的运动1、一个带正电的微粒（重力不计）穿过图中匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时可采用的办法是（ ）
A．增大电荷电量 B．增大磁感强度
C．增大电场强度 D．增大入射速度 例与练qEqvB（2）电荷向下偏转:qE>qvBC恰能沿直线运动qE=qvB⑴2、如图所示，从离子源发射的正离子经加速电压U加速后进入相互垂直的匀强电场E(方向竖直向上)和匀强磁场B(方向垂直于纸面向外)中，发现离子向上偏转，要使此离子沿直线穿过电场，可以（ ）
A．增大电场强度E，减小磁感强度B
B．减小加速电压U，增大电场强度E
C．适当地加大加速电压U
D．适当地减小电场强度E
qvBqE离子向上偏转说明:qE>qvB要使离子沿直线穿过电场减小qE或增加qvBCD（2）质谱仪：∴（3）回旋加速器：组成:
①两个D形盘
②大型电磁铁
③高频交流电源
电场作用：
使带电粒子加速
磁场作用：
使粒子回旋从而能被反复加速产生强磁场产生加速电场交变电压的周期粒子获得最大速度（3）回旋加速器：粒子获得最大动能(r=R)r:轨道半径 R:D型盘半径1、下列关于回旋加速器的说法中，正确的是 （ ）
A．D形盒内既有匀强磁场，又有匀强电场
B．电场和磁场交替使带电粒子加速
C．磁场的作用是使带电粒做圆周运动，获得多次被加速的机会
D．带电粒子在D形盒中运动的轨道半径不断增大，周期也不断增大
例与练C2、用回旋加速器分别加速氦核和质子时（氦核的质量是质子质量的4倍，电量是质子电量的2倍），若磁场相同，则加在两个D形盒间的交变电压的频率应不同，其频率之比为 （ ）
A．1：1 B．1：2
C．2：1 D．1：3例与练B3、用同一回旋加速器分别对质子和氘核（氘核的质量是质子质量的2倍，电量与质子的电量相同）加速后 （ ）
A．质子获得的动能大于氘核获得的动能
B．质子获得的动能等于氘核获得的动能
C．质子获得的动能小于氘核获得的动能
D．条件不足，无法判断例与练AP96 8作业P96 7，9带电粒子在磁场中的圆周运动当带电粒子速度方向与磁场垂直时，带电粒子在垂直于磁感应线的平面内做匀速圆周运动．1. 洛仑兹力充当向心力：轨道半径：周期：动能：带电粒子在磁场中的圆周运动解题步骤：1.列方程：2.找圆心;圆心的确定a.已知入射方向和出射方向，
通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向
和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆
弧轨道的圆心(如图所示，图中P为入射点，
M为出射点)．OPMb. 已知入射方向和出射点的位置时，可以通过
入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射
点,作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧
轨道的圆心(如图示，P为入射点，M为出
射点)．OPM粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时，
其运动时间为：ABO1、宽度为d的条形区域内有一匀强磁场，磁感应强度为B。一个质量为m、电量为q的粒子以一定的速度垂直于磁场边界方向从α点垂直飞入磁场区，如图所示，当它飞离磁场区时，运动方向偏转θ角．试求粒子的运动速度v以及在磁场中运动的时间t。Ord解：求：粒子的运动速度v以及在磁场中运动的时间t。如图所示,一束电子(电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300.求:
(1)电子的质量m
(2)电子在磁场中的运动时间tdBeθv2、直线MN是匀强磁场B的左边界，磁场方向垂直纸面向里。质量为m、电量为e的电子以垂直MN和B的速度V从A点进入匀强磁场，P点是电子运动轨道上的一点，AP连线与初速度方向的夹角为300，求AP之间的距离和电子从A点运动到P点的时间。 O解：AP连线与初速度方向的夹角为300 ，
求AP之间的距离和电子从A点运动到P点的时间如图所示,一带正电粒子质量为m,带电量为q,从隔板ab上一个小孔P处与隔板成45°角垂直于磁感线射入磁感应强度为B的匀强磁场区,粒子初速度大小为v,则
(1)粒子经过多长时间再次到达隔板？
(2)到达点与P点相距多远？
(不计粒子的重力)
