课题 3.1《磁现象和磁场》
学习目标 （一）知识与技能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.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。（二）过程与方法利用电场和磁场的类比，培养比较推理能力。（三）情感、态度与价值观在教学中渗透物质的客观性原理。
学习重、难点 磁场的物质性和基本特性
学法指导 本节学习电流的磁场这一重要的物理现象及通 ( http: / / www.21cnjy.com )电螺线管和电磁铁这些重要的电磁学器材，应掌握的知识较多。可及时总结、巩固，本节知识的学习过程，主要运用实验探究的方法。
课前预习 1．物体具有的吸引铁、钴、镍等物质的属性叫 ( http: / / www.21cnjy.com )做 ；具有磁性的 叫做磁体；磁体上磁性最强的部分叫做 ；磁体有两个磁极：南极、北极。同名磁极相互 ，异名磁极相互 。2．丹麦物理学家 首先发现电流周围也存在着磁场。3．磁场是存在于 或电流周围空间的 ( http: / / www.21cnjy.com )一种客观存在的 ；磁极和磁极间、磁极和电流间、电流和电流间的作用都是通过 来传递的。4．规定在磁场中的任意一点小磁针 受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．5．地球本身在地面附近空间产生的磁场，叫做 。地磁场的分布大致就像一个 磁铁外面的磁场。
预习评价 1、天然磁石的主要成分是 ( http: / / www.21cnjy.com ) ，现使用的磁铁多是用 、 、 等金属或用 制成的。天然磁石和人造磁铁都叫做 ，它们能吸引 的性质叫磁性。磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最 的区域叫磁极。能够自由转动的磁体，静止时指 的磁极叫做南极（S极），指 的磁极叫做北极（N极）。2、自然界中的磁体总存在着 个磁极，同名磁极相互 ，异名磁极相互 。★3、重做奥斯特实验：该实验说明了 该实验成功的关键 奥斯特的贡献是发现了电流的 。4、磁体与磁体之间的相互作用是通过 ( http: / / www.21cnjy.com ) 发生的。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也是通过 发生的。磁体周围、电流周围都存在着磁场、所 ( http: / / www.21cnjy.com )有磁作用都是通过磁场发生的，磁场和电场一样都是一种客观物质，是客观存在的，虽然看不见摸不着，但是很多磁现象感知了它的存在。在同一空间区域，可以有几个磁场共同占有，实物做不到。结论：磁场的基本性质： 回顾：电场的基本性质： 5、地球是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫地磁场，地磁场南极在地理 极附近，地磁北极在地理 极附近。指南针所指的南北（磁场的南北极）与地理上的南北极并不完全一致，两者之间存在着偏角，即磁偏角。磁偏角最早是由 发现的。
课堂学习流程设计 用案人自我创新
【课程导学】1、本节学习有关磁场的 ( http: / / www.21cnjy.com )基本知识，通过回顾磁学 ( http: / / www.21cnjy.com )的发展历史和初中学过的磁学知识，应该掌握磁场的基本概念、磁感线及其物理意义、知道磁铁、电流和地球磁场的磁感线分布情况，并会用安培定则判定磁场方向．2、基本磁学概念：①磁性： 的性质。②磁极： 。③磁场：：磁体周围空间存在 ( http: / / www.21cnjy.com )________，它的基本性质是对放在其中的磁体或电流有_____的作用，一切磁相互作用都是一种非直接接触的相互作用，必须通过______来实现。3、描述磁场分布的常用工具——磁感线描述电场用电场线，描述流 ( http: / / www.21cnjy.com )体用流线，描述磁场用磁感线。磁感线是指在磁场中引入的一系列曲线，其上每一点的______方向表示该点的磁场方向，也是小磁针静止时____的指向．磁感线在磁铁外部由____极到_____极，在磁铁内部由____极到_____极，构成一闭合的曲线。磁感线越密处磁场越____，磁感线越疏处磁场越____.4、确定电流产生磁场的方向——安培定则安培定则又称为右手螺旋定则，是确定电流 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场的基本法则，不仅适用于通电直导线，同时也适用于通电圆环和通电螺线管．对于通电直导线的磁场，使用时大拇指指向表示_____方向，弯曲的四指方向表示_____的方向；对于通电圆环或通电螺线管，弯曲的四指方向表示______方向，大拇指的指向表示螺线管内部的________方向5、几种常见的磁场的磁感线分布图①直线电流的磁场如图3-1-1所示为直线电流的磁感线分 ( http: / / www.21cnjy.com )布图，右手握住直导线，伸直的大拇指方向与 一致，弯曲的四指方向就是通电直导线在周围空间产生的 的方向．通电直导线在周围产生的磁场是不均匀分布的，垂直于直导线方向，离直导线越远，磁场 ；反之越强． ( http: / / www.21cnjy.com )②环形电流的磁场如图3-1-2所示，右手弯曲的四指 ( http: / / www.21cnjy.com )方向与 方向一致，伸直的大拇指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向，大拇指指向磁 的位置．螺线管是由多个环形串联而成，所以通电螺线管与环形电流的磁场的确定的方法是相同的． ( http: / / www.21cnjy.com )③运动电荷的磁场电流是由电荷的定向移动形成的，电流的磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )实质是运动电荷产生的．氢原子核外的电子由于受到库仑力的作用，绕氢原子核做匀速圆周运动，产生的电流相当于一个环形电流，由于在一个周期内电子通过环上任意一个截面一次，根据电流强度的定义，电流强度大小为I=e/T [圆周运动周期满足ke2/r2=m(2π/T)2r]，判断该环形电流的磁场方向时，必须注意，弯曲的四指必须与负电荷运动的方向相反，即指向正电荷运动的方向。④地球磁场地磁场的磁感线的分布与条形磁铁、通电 ( http: / / www.21cnjy.com )螺线管的磁场相似．如图3-1-3所示，与地理南极对应的是地磁北极，与地理北极对应的是地磁南极（不计磁偏角时）。 ( http: / / www.21cnjy.com )⑤一对条形磁铁组成的磁场分布（如图3-1-4） ( http: / / www.21cnjy.com )⑥匀强磁场如果某个区域里磁感应强度大小_______，且______相同，这个区域里的磁场叫做匀强磁场,匀强磁场的磁感线是一组平行且________的直线．匀强磁场是一种理想化的模型，大的异名磁极之间的磁场、通电螺旋管内部（扣除边缘区域）的磁场可以近似看作匀强磁场处理 ( http: / / www.21cnjy.com )6、关于磁偏角指南针并不指向地球的正南和正北 ( http: / / www.21cnjy.com )．公元11世纪，我国科学家通过长期的观察发现，指南针的指向并不是地球的正南和正北，而是略微偏离一点．也就是说地的两极和地磁的两极并不重合，这个偏差，在现代科学技术中可以用磁偏角来描述．如图3-1-6所示，地理南北极与地磁南 ( http: / / www.21cnjy.com )北极并不重合，地磁的北极（N极）在南半球南纬70010/和东经150045/的地方，地磁的南极（S极）在北半球北纬70050/和西经960的地方．通过磁针静止位置所作的竖直平面叫做地磁子午面，地磁子午面和地理子午面做夹的角度叫做磁偏角．实际测量的结果指出，地球各处的磁偏角不同．【范例精析】例1、做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通 ( http: / / www.21cnjy.com )电直导线的下方，通电后发现小磁针不动，用手拨动一下小磁针，小磁针转动180o后静止不动，由此可知通电直导线放置情况是 ( )A．东西向 B．南北向 C．正西南 D．正西北 解析：由于地球磁场的作用， ( http: / / www.21cnjy.com )小磁针静止时N极指向地球的北极，如果通电导线是南北方向放置的，则不论电流方向指向南还是指向北，小磁针静止时将偏离南北方向而指向东西方向，即磁针转动的角度接近900。如果通电导线是东西方向放置，通以由东向西的电流，则小磁针北极静止时仍然指向地理的北极；如果通以由西向东的电流，则小磁针静止时北极指向地理的南极。所以本题中的通电导线应东西方向放置，答案A是正确的。 拓展：磁针的偏转是由于受到磁场的作用 ( http: / / www.21cnjy.com )，做奥斯特实验时的磁针既受到地球磁场的作用，又受到通电直导线的磁场力的作用，如果导线东西方向放置（电流也是在东西方向上），则有可能出小磁针不发生新的偏转，从而误认为电流不能产生磁场，为了有效地演示电流产生的磁场使小磁针偏转的效果，演示奥斯特实验时，要求导线南北方向放置。例2、如图3-1-7所示，在全自动洗衣 ( http: / / www.21cnjy.com )机中，排水阀由程序控制器控制其动作的．当洗衣机进行排水和脱水工序时电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁心2动作，牵引排水阀的活塞，排除污水．牵引电磁铁结构如图所示．以下正确的是( ) (A)若a,b初输入交变电流，铁心2不能吸入线圈中(B)若a,b初输入交变电流，铁心2能吸入线圈中(C)若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负,则铁心2的B为S极(D)若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负,则铁心2的B为N极 解析：只要电磁铁通电就具有磁性，就可能吸 ( http: / / www.21cnjy.com )合铁心，因此答案B是正确的；根据初中学过的右手螺旋定则可知，若输入控制电流时，a为正，b为负,则铁心2的右端B为N极，答案D是正确的。 拓展：电磁铁是磁性的一种应用，常用的电磁铁 ( http: / / www.21cnjy.com )大多做成形，目的是让它两个磁极可以同时吸引物体．巨大的电磁铁里可以通以强大的电流，从而产生强大的磁场，充当电磁起重机的提手，吸引起很重的铁块．例3、已知电流磁场的磁感应线方向或N、S极方向，请在图3-1-8上标出电流方向。 ( http: / / www.21cnjy.com )解析： 根据安培定则，各图中的电流方向如图3-1-9所示。拓展： 应用安培定则时，对于通电直导线的磁场，大母指指向表示电流的方向，弯曲的四指方向表示磁感线的环绕方向；对于通电圆环或通电螺线管，弯曲的四指方向表示电流方向，大拇指的指向表示螺线管内部的磁感线方向．
达标检测 A类1、首先发现电流产生磁场的科学家是（ ）A、富兰克林 B、法拉第 C、安培 D、奥斯特2、下列关系磁场的说法中，正确的是（ ）A、磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B、磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C、磁极与磁极间是直接发生作用的D、磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生3、地球具有磁场，宇宙中的许多天体也有磁场，围绕此话题的下列说法中正确的是：（ ）地球上的潮汐现象与地磁场有关 太阳表面的黑子、耀斑和太阳风与太阳磁场有关通过观察月球磁场和月岩磁性推断，月球内部全部是液态物质对火星观察显示，指南针不能在火星上工作4、一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过静止的小磁针正上方，这时磁针的N极向纸外方向偏转，这一束带电粒子可能是（ ）A、向右飞行的正离子束 B、向左飞行的正离子束C、向右飞行的负离子束 D、向左飞行的负离子束5、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（ ）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6、如图所示，电流从A点分两路对称地通过圆环形支路再汇合于B点，则圆环中心处O点的磁感应强度的方向是（ ）A、垂直圆环面指向纸内 B、垂直圆环面指向纸外C、磁感应强度为零 D、条件不足，无法判断7、有一小段通电导线，长为1㎝，电流强度为5A，把它置入某磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，求：该点的磁感应强度B一定是（ ）A、B=2T B、B≤2T C、B≥2T D、以上情况都有可能8、奥斯特实验表明，通电导体和磁体一样，周围存在着 ，在磁场中的某一点，小磁针静止时 极所指的方向就是该点的磁场方向。9、如图所示，四根长直绝缘导线处于同一平面内，它们的电流强度大小关系是，现将 根导线中的电流切断，可使得正方形ABCD的中点处的电场强度最大。10、一根长为0.2m的直导线垂直于磁 ( http: / / www.21cnjy.com )场方向放置在匀强磁场中，通以3A的电流时，它受到磁场的作用力是6×10-2N，则磁场的磁感应强度B是 T；当导线的长度在原来位置缩短为原来的一半时，磁感应强度为 T。11、在B＝2T的匀强磁场中放一根与磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )方向垂直、长度为0.8m的通电直导线，导线沿磁场方向移动了0.5m，若导线中的电流为5A，求：导线受到的磁场力以及磁场力对导线所做的功。 12、互相垂直的两个金属圆环，环心 ( http: / / www.21cnjy.com )重合，若它们通以相同的电流强度，且每个圆环中的电流在圆心处产生的磁感应强度大小均为B，那么圆心处实际的磁感应强度大小是多少？ B类1、下列关于地磁场的描述中正确的是：（ ）指南针总是指向南北，是因为受到地磁场的作用观察发现地磁场的南北极和地理上的南北极并不重合赤道上空的磁感线由北指南地球南、北极的磁感线和海平面平行2、磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉（符号T），关于1T下列单位中与磁感应强度单位一致的是：（ ）A、 B、 C、 D、3、在匀强磁场中某处P放一个长度为L ( http: / / www.21cnjy.com )=20㎝，通电电流I=0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F=1.0N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度（ ）A、零 B、10T，方向肯定不沿竖直向上C、0.1T，方向竖直向上 D、10T，方向竖直向上4、如图所示，水平放置的两根平行金属轨道相距0.2m，上面有一质量为0.04㎏的均匀金属棒ab，电源电动势为6V、内阻为0.5，滑动变阻器调到2.5时，要在金属棒所在位施加一个磁感应强度大小为 T、方向为 的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零。（g取10m/s2）
学习反思课题 3.6 《带电粒子在匀强磁场中的运动》（一，二）
学习目标 1．学会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式、周期公式，并会用它们解答有关问题。2.知道质谱仪和回旋加速器的基本构造和工作原理，知道加速器的基本用途3．掌握带电粒子在磁场中的运动问题的解题方法，会分析多解问题、临界问题、极值问题。
学习重、难点 回旋加速器的工作原理带电粒子在磁场中的运动问题
学法指导 自主学习、合作讨论、实验探究
课前预习 1．左手定则判定洛仑兹力方向：2、计算洛伦兹力的大小：（1）如果电流方向与磁场方向不垂直，设磁场与电流方向的夹角等于θ，洛伦兹力公式为__________，（2）当电荷的运动方向与磁场方向在一条直线上（v∥B），洛仑兹力为___ __ ；（3）当电荷的运动方向与磁场方向垂直时(v⊥B)，洛仑兹力最大且等于______ ___。3、洛化兹力做功特点：
预习评价 1、带电粒子以垂直于磁场的速度进入磁 ( http: / / www.21cnjy.com )场时，根据左定则粒子所受的洛伦兹力既垂直于_____方向、又垂直于________方向，即洛伦兹力垂直于速度方向、磁感应强度方向所构成的平面，没有任何力驱使粒子离开洛伦兹力和速度构成的平面．又因为洛伦兹力对带电粒子不做功，根据动能定理，粒子的动能不变，即速度大小不变，洛伦兹力仅在不断改变粒子的速度____，粒子做半径公式为___________,周期为______________的匀速圆周运动。2、粒子的_______________之比叫做比荷，比荷是带电粒子的一种基本属性，质谱仪是测定带电粒子比荷的重要仪器，利用质谱仪可以精确测定某种元素的原子量，区分同位素．3、回旋加速器原理：（1） 由于________原因 ( http: / / www.21cnjy.com )，D形金属扁盒内没有电场，粒子在D形金属扁盒内运动时不能获得加速，仅在磁场力作用下做________运动，周期为________．（2）两个D形金属扁盒缝隙中存在交变的电场，只要保证粒子每次进入电场时，都是加速电场，粒子就能获得加速．粒子在磁场中转过半圈的时间为圆周运动的半周期，这就要求交流电经过这段时间就要改变方向一次，尽管粒子的速度越来越大，但粒子的运动周期与速度_____，不计粒子通过缝隙所需要的时间，只要满足交流电的周期与粒子作圆周运动的周期_______，粒子就能不断地获得加速．D形金属扁盒的半径为R，根据Bqv=mv2/R，粒子飞出加速器时的动能为EK=mv2/2=B2R2q2/2m，它与加速电压U无关。
课堂学习流程设计 用案人自我创新
【课程导学】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的磁场中：（1）当v∥B时，带电粒子将做 运动。（2）当v⊥B时，带电粒子将做 运动。（3）当V与B的夹角为θ(θ≠00,900,1800)时, 带电粒子将做 运动。2.带电粒子在匀强磁场中的圆周运动(1)轨道半径:由于 提供向心力,则有 得到轨道半径 。（2）周期：由轨道半径与周期之间的关系 可得到周期公式 3．质谱仪（结合图3.6-4） （1）工作原理①加速： ②偏转： （2）应用：粒子的_______________之比叫做比荷，比荷是带电粒子的一种基本属性，质谱仪是测定带电粒子比荷的重要仪器，利用质谱仪可以精确测定某种元素的原子量，区分同位素．4、回旋加速器原理：（1） 由于________原因， ( http: / / www.21cnjy.com )D形金属扁盒内没有电场，粒子在D形金属扁盒内运动时不能获得加速，仅在磁场力作用下做________运动，周期为________．（2）两个D形金属扁盒缝隙中存在交变 ( http: / / www.21cnjy.com )的电场，只要保证粒子每次进入电场时，都是加速电场，粒子就能获得加速．粒子在磁场中转过半圈的时间为圆周运动的半周期，这就要求交流电经过这段时间就要改变方向一次，尽管粒子的速度越来越大，但粒子的运动周期与速度_____，不计粒子通过缝隙所需要的时间，只要满足交流电的周期与粒子作圆周运动的周期_______，粒子就能不断地获得加速．D形金属扁盒的半径为R，根据Bqv=mv2/R，粒子飞出加速器时的动能为EK=mv2/2=B2R2q2/2m，它与加速电压U无关。 【范例精析】（一）【例1】一电子以垂直于匀强磁场的速 ( http: / / www.21cnjy.com )度vA，从A处进入长为d宽为h的磁场区域如图，发生偏移而从B处离开磁场，若电量为e，磁感应强度为B，弧AB的长为L，则（B）A、电子在磁场中运动的时间为t=d/vA B、电子在磁场中运动的时间为t=L/vA C、洛仑兹力对电子做功是BevA·h D、电子在A、B两处的速度相同【解析】电子在磁场中只受洛仑兹力的作用,作匀速圆周运动,认为运动时间为t=是把电子作为类平抛运动了，圆周运动时可用t=来计算；洛仑兹力与电子的运动方向始终垂直，故一定不做功；速度是矢量，电子在A、B两点速度的大小相等，而方向并不相同。【答案】B【例2】图所示的匀强磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )中有一束质量不同、速率不同的一价正离子，从同一点P沿同一方向射入磁场，它们中能够到达屏上同一点Q的粒子必须具有（A）A、相同的动量 B、相同的速率 C、相同的质量 D、相同的动能【解析】首先要注意到对于离子这一微观粒子，重力是不计的，那么它只受洛仑兹力而作匀速圆周运动，不同的粒子能到达屏上同一点，说明它们具有相同的轨道半径，由R=可知，对于一价正离子q相同，只有mv相同，R才相同，即须有相同的动量【答案】A【例3】竖直放置的半圆形光 ( http: / / www.21cnjy.com )滑绝缘管道处在图所示的匀强磁场中，B=1.1T，管道半径R=0.8m，其直径POQ在竖直线上，在管口P处以2m/s的速度水平射入一个带电小球（可视为质点），其电量为10-4C（g取10m/s2）试求：⑴小球滑到Q处的速度为多大？⑵若小球从Q处滑出瞬间，管道对它的弹力正好为零，小球的质量为多少？【解析】⑴小球在管道中受重力、洛仑兹力和轨道的作用力，而只有重力对小球做功，由动能定理得： mg·2R=m 解得VQ= =6m/s ⑵在Q处弹力为零，则洛仑兹力和重力的合力提供向心力，有q解得m=1.2×10-5㎏（二）【例1】如图所示为质谱仪的原理图 ( http: / / www.21cnjy.com )，A为粒子加速器，电压为U1；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后，恰好通过速度选择器，进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动，求：⑴粒子的速度v⑵速度选择器的电压U2⑶粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。【解析】⑴粒子经加速电场U1加速，获得速度V，由动量定理得：qU1=mv2 解得v=⑵在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡得Eq=qvB1即U2=B1dv=B1d⑶在B2中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力，R===【例2】有一回旋加速器，它的交流电 ( http: / / www.21cnjy.com )压的频率为1.2×107Hz，半圆形D盒电极半径为0.532m，已知氘核的质量m=3.34×10-27㎏，电量q=1.6×10-19C，问：⑴D盒接上电源，但盒内不存在电场，为什么？⑵要加速氘核，所需要的磁感应强度为多大？⑶氘核能达到的最大速度是多大？最大动能是多少？【解析】⑴D盒本身是一个等势体，内部不存在电场⑵要使氘核在经D盒之间加速，粒子作圆周运动的周期（频率）应与交变电场的周期（频率）相同，即代入数据=解得B=1.57T⑶氘核从D盒中引出时应有最大速度和最大动能，圆周运动的半径为D盒的半径，有R=得v==4×107m/sEK==2.67×10-12J【例3】如图所示，在x轴上方有水平向 ( http: / / www.21cnjy.com )左的匀强电场，电场强度为E，在x轴下方有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。正离子从M点垂直于磁场方向，以速度v射入磁场区域，从N点以垂直于x轴的方向进入电场区域，然后到达y轴上的P点，若OP＝ON，求：⑴离子的入射速度是多少？⑵若离子在磁场中的运动时间为t1，在电场中的运动时间为t2，则t1： t2多大？【解析】设正离子在匀强磁场中作匀速圆周运动，从M经圆弧到N，由题意得MO=NO=R……⑴而R=……⑵在磁场中的运动时间t1=……⑶正离子垂直于电场方向进入匀强电场中后作类平抛运动，在垂直于电场方向有：OP=vt2……⑷沿电场方向有：ON=……⑸由题意得OP=ON……⑹由上述各关系可解得：v=
达标检测 （一）A类1、关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（ ）A、带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动B、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变C、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向总和运动方向垂直D、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不变2、质子和粒子在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动，由此可知，质子的动能E1和粒子的动能E2之比E1：E2等于（ ）A、4：1 B、1：1 C、1：2 D2：13、带电粒子以相同的速度分别垂直进入匀强电场和匀强磁场时，它将（ ）A、在匀强电场中做匀速圆周运动 B、在匀强磁场中做变加速曲线运动C、在匀强电场中做抛物线运动 D、在匀强磁场中做抛物线运动4、把摆球带电的单摆置于匀强磁场中，如图所示，当带电摆球最初两次经过最低点时，相同的量是（ ）A、小球受到的洛仑兹力 B、摆线的拉力C、小球的动能 D、小球的加速度5、如图所示ab是一段弯管，其中心 ( http: / / www.21cnjy.com )线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向如图所示，有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同质量，不同速度，但都是二价正离子，下列说法中正确的是（ ）A、只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管B、只有质量一定的粒子可以沿中心线通过弯管C、只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D、只有动能一定的粒子可以沿中心线通过弯管6、如图所示，比荷为e/m的电子从左侧 ( http: / / www.21cnjy.com )垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d、磁感受应强度为B的匀强磁场区域，要从右侧面穿出这个磁场区域，电子的速度至少应为（ ）A、2Bed/m B、Bed/m C、Bed/(2m) D、Bed/m7、边长为a的正方形处于有界磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )中，如图所示。一束电子以速度v0水平射入磁场后，分别从A处和C处射出，则VA:VC=1:2，所经历的时间之比tA:tB= 。8、一初速度为零的带电粒 ( http: / / www.21cnjy.com )子，经电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中，已知带电粒子的质量为m，电量为q，则带电粒子所受的洛仑兹力为 ，轨道半径为 。9、质子和粒子以相同的动能垂直于磁场方向射入同一匀强磁场，它们的运动轨迹半径之比RP：R= ，运动周期之比TP：T= 。 10、如图所示，质量为为m、电量为q的带 ( http: / / www.21cnjy.com )电粒子，经电压为U加速，又经磁感应强度为B的匀强磁场后落到图中D点，求A、D间的距离和粒子在磁场中运动的时间。 11、如图所示，一个带负电的粒子 ( http: / / www.21cnjy.com )以速度v由坐标原点射入磁感应强度为B的匀强磁场中，速度方向与x轴、y轴均成45°。已知该粒子电量为-q，质量为m，则该粒子通过x轴和y轴的坐标分别是多少？ 12、带电液滴从H高处自由下落， ( http: / / www.21cnjy.com )进入一个既有电场又有磁场的区域，已知磁场方向垂直纸面，电场与磁场垂直，电场强度为E，磁感应强度为B，若液滴在此区域内正好做匀速圆周运动，则圆周的半径为多大？B类1、质子（H）和粒子（He）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内都做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期的关系是（ ）A、RP：R=1：2，TP：T=1：2 B、RP：R=2：1，TP：T=2：1C、RP：R=1：2，TP：T=2：1 D、RP：R=1：4，TP：T=1：42、在竖直放置的光滑绝缘 ( http: / / www.21cnjy.com )圆环中，套有一个带电量为-q、质量为m的小环，整个装置放在如图所示的正交电磁场中，已知E=mg/q。当小环从大环顶无初速下滑时，在滑过什么弧度时所受洛仑兹力最大（ ）A、/4 B、/2 C、3/4 D、3、如图所示，带电粒子进入匀强 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场，垂直穿过均匀铝板，如果R1=20cm，R2=19cm，求带电粒子能穿过铝板多少次。（设铝板对粒子的阻力恒定，粒子的电量不变）4、串列加速器是用来产生高能离 ( http: / / www.21cnjy.com )子的装置，图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地（电势为零）。现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小。这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为B的匀强磁场 中，在磁场中做半径为R的圆周运动，已知碳离子的质量m=2.0×10-26㎏，U=7.5×105V，B=0.50T，n=2，基元电荷e=1.6×10-19C ,求R。（二）A类1、处在匀强磁场内部的两电子A和B分别以速率v和2v垂直射入匀强磁场，经偏转后，哪个电子先回到原来的出发点（ ）A、同时到达 B、A先到达 C、B先到达 D、无法判断2、下列关系回旋加速器的说法中，正确的是（ ）A、电场和磁场交替使带电粒子加速B、电场和磁场都能使带电粒子速度加速C、不带电的粒子也能用回旋加速器加速D、磁场的作用是使带电粒子做圆周运动，获得多次被加速的机会3、在回旋加速器内，带电粒子在半圆形盒内经过半个圆周所需的时间与下列哪个量有关（ ）A、带电粒子运动的速度 B、带电粒子运动的轨道半径C、带电粒子的质量和电量 D、带电粒子的电量和动量4、如图所示，匀强电场方向与匀强磁 ( http: / / www.21cnjy.com )场方向互相垂直，已知磁感应强度为0.1T，两板间的距离为2cm，若速度为3×106m/s的电子穿过正交的电场和磁场时，不改变方向，则：（ ）A、上板带正电 B、下板带正电C、两板间的电压6×103V D、两板间的电压1.5×103V5、用回旋加速器分别加速粒子和质子时，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、1：36、如图所示，空间存在正交的电场和磁场， ( http: / / www.21cnjy.com )一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，由静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动过程的最低点，忽略重力，则 （ ）这离子一定带正电荷A点B点位于同一高度离子在C点时速度最大离子到达B点后，将沿原曲线返回到A点7、带电量为q的粒子，自静止起经 ( http: / / www.21cnjy.com )电压U加速进入磁感应强度为B的匀强磁场中做半径为r的圆周运动，如不计粒子的重力，该粒子的速率为 粒子运动的周期为 。8、一束粒子通过一匀强磁场和匀强电场区域，两场的方向互相垂直，如图所示，电场强度E=2×104V/m，磁感应强度B=0.2T，电场和磁场的水平宽度d=0.2m，则每个粒子从该区域左侧射入、右侧射出的过程中，所增加的动能是 eV。9、一回旋加速器，当外加磁场一定时，可把质子加速到v，使它获得动能EK，不考虑相对论效应，则：（1）、它能把粒子加速到的最大速度为 (2)、能使粒子获得的最大动能为 （3）、加速粒子的交变电场的频率与加速质子的交变电场的频率之比为 10、图所示是质谱仪示意图，它可以测定 ( http: / / www.21cnjy.com )单个离子的质量，图中离子源S产生带电量为q的离子，经电压为U的电场加速后垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，沿半圆轨道运动到记录它的照片底片P上，测得它在P上位置与A处相距为d，求该离子的质量m。 11、用一回旋加速质子，半圆形D盒电极半 ( http: / / www.21cnjy.com )径为0.532m，盒内磁感应强度B=1.64T，已知质子的质量m=1.67×10-27㎏，电量q=1.6×10-19C。试求：⑴所需高频交流电压的频率为多少？⑵质子能达到的最大能量是多少？12、如图所示，回旋加速器D ( http: / / www.21cnjy.com )型盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B，高频电场的电压为U，So为粒子源，S’为引出口。若被加速粒子的质量为m，电荷量为q，设粒子加速时质量不变，且不考虑粒子从粒子源出来时具有的能量。求：⑴外加电场的变化周期为多少？⑵粒子从加速器中射出时所具有的能量？⑶粒子在加速器中被加速的时间共为多少？ B类1、一束含有不同带电粒子的粒子流垂直射入一匀强磁场中，在磁场中回转半径相同的是（ ）A、动量大小相同的氘核和粒子 B、动能相同的质子和粒子C、动量大小相同的氘核和质子 D、角速度之比为1：12、回旋加速器中两D形盒所接的高频电源的周期应等于（ ）A、被加速带电粒子做匀速圆周运动的周期B、被加速带电粒子做匀速圆周运动周期的1/2C、被加速带电粒子做匀速圆周运动周期的1/4D、高频电源的周期与被加速带电粒子做匀速圆周运动的周期无关3、有一回旋加速器，其匀强磁场的磁感应强度为B，所加速的带电粒子质量为m，带电量为q，⑴试证明：回旋加速器所加高频交流电压的频率f=⑵如果D形盒半圆周的最大 ( http: / / www.21cnjy.com )半径R=0.6m，用它来加速质子，在把质子（质量m=1.67×10-27㎏，电量q=1.6×10-19C）从静止加速到具有4.0×107eV的能量，求所需匀强磁场的磁感应强度B。 4、电子感应加速器是利用变化磁场产生的电 ( http: / / www.21cnjy.com )场加速电子的。在圆形磁铁的两极之间有一真空室，用交变电流励磁的电磁铁的在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的电场，使电子加速，被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动，在10-1ms内电子已经获得很高的能量了，最后把电子收入靶室，进行实验工作。北京正负电子对撞机的环形室周长L=240m，加速后的电子在环中做圆周运动的速率接近光速，其等效电流大小I=8mA，则环中约有多少个电子在运行？（已知电子的电量e=1.6×10-19C ,真空中的光速c=3.0×108m/s）
学习反思课题 3.2《磁感应强度》
学习目标 （1）知识与技能 1．理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。2．能用磁感应强度的定义式进行有关计算。（2）过程与方法通过观察、类比（与电场强度的定义的类比）以便理解和掌握磁感应强度的概念，为形成物理概念奠定了坚实的基础。（3）情感态度与价值观培养探究物理现象的兴趣，提高综合学习能力。
学习重、难点 磁感应强度概念的建立是本节的重点（仍至本章的重点），也是本节的难点。
学法指导 自主学习、合作讨论、实验探究
课前预习 1、在电场中的不同位置电场的方向和强弱往往不同，在磁场中的不同位置场强又有什么特点呢？2、用什么物理量来描述磁场的强弱？（磁感应强度的物理意义？）如何来描述磁场的方向和大小？3、磁铁除了对磁体有力的作用，还对哪些物体有力的作用呢？4、磁场对通电导线的作用力可能和哪些因素有关呢？采用什么方法研究呢？5、如何理解磁感应强度B 比值法定义物理量有什么特点？
预习评价 1、有关磁场的概念，下列说法中错误的是 （ ）A．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量B．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关C．磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关D．磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小2、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所受的磁场力F的增大而增大C．通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度不一定为零D．放置在磁场中1m长的通电导线，通过1A的电流，受到的安培力为1N，则该处的磁感应强度就是1T．3、磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导 ( http: / / www.21cnjy.com )线，它的电流强度是2.5A，导线长1cm，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？
课堂学习流程设计 用案人自我创新
【课程导学】1、本节通过研究磁场对通电导 ( http: / / www.21cnjy.com )线的作用力来定义磁感应强度。本节中用控制变量的方法来研究磁场对通电导线的作用力，这是物理学研究的常用方法。通过学习应正确理解磁感应强度B的定义、单位、矢量性和决定因素。会用公式F=BIL解答有关问题．2、磁感应强度：将一小段通 ( http: / / www.21cnjy.com )电直导线垂直磁场放置时，其受到的磁场力F与电流强度I成____、与导线的长度L成______，其中F/IL是与通电导线长度和电流强度都______的物理量，它反映了该处磁场的______，定义F/IL为该处的___________.其单位为_______，方向为该点的磁感线的_________,也是小磁针在该处静止时N极的_______ 【范例精析】例1、一小段通电直导线放在空间某个区域中不受到安培作用，能否说导线所在的区域的磁感应强度为零？ 解析： 根据安培力的计算公式F=BILs ( http: / / www.21cnjy.com )inα，导致安培力等于零的可能有两种：（1）该处的磁感应强度为零；（2）导线与磁感线平行（α=00或1800），因此不能肯定该处的磁感应强度一定为零． 拓展： 在电场中某点电荷不受电场力，可以肯定 ( http: / / www.21cnjy.com )该点的电场强度等于零；磁场力比电场力复杂，通电导线与磁感线平行时是不受到安培力的，真是由于这一缘故，我们不能从安培力为零来推证磁感应强度也一定为零． 例2、 试比较电场强度的定义E=F/q和磁感应强度的定义B=F/IL有什么相似之处。 解析： 电场强度和磁感应强度都是按照比值法来 ( http: / / www.21cnjy.com )定义的，它们都体现了比值与试探电荷（或一小段通电直导线）无关的本质，比值的大小和方向完全有电场或磁场本身决定。 拓展： 物理学中用比值法来定 ( http: / / www.21cnjy.com )义的物理量很多，例如：物质的密度、物质的比热容、电容器的电容、导体的电阻等等，凡是用比值来定义的物理量遵循同样的规律，比值与分子、分母所代表的物理量的具体大小无关，因此不能单纯从数学角度来理解这些物理概念，如不能理解为电场强度E与试探电荷受到的电场力F成正比，与试探电荷的电量成反比。
达标检测 A类1、关于磁感线和电场线，下列 ( http: / / www.21cnjy.com )说法中正确的是（ ）A、磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线B、磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C、磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷 D、磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向2、关于磁感应强度和磁感线，下列说法中错误的是（ ）A、磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感线强度的方向B、磁感线的疏密表示磁感应强度的大小C、匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行D、磁感就强度是只有大小、没有方向的标量3、一束电子流沿水平面自西向东运动，在电子流的正上方有一点P，由于电子运动产生的磁场在P点的方向为（ ）A、竖直向上 B、竖起向下 C、水平向南 D、水平向北4、安培分子电流假说可用来解释（ ）A、运动电荷受磁场力作用的原因 B、两通电导体有相互作用的原因C、永久磁铁具有磁性的原因 D、软铁棒被磁化的现象5、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（ ）A、全向里 B、全向外 C、a向里，b、c向外 D、a、c向外，b向里6、如图所示，两根非常靠近且互相 ( http: / / www.21cnjy.com )垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的（ ）A、区域Ⅰ B、区域Ⅱ C、区域Ⅲ D、区域Ⅳ7、如图所示，一面积为S的长方形线圈abc ( http: / / www.21cnjy.com )d有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，这时穿过线圈的磁通量为 Wb，当线圈以ab为轴从图中位置转过60°的瞬间，穿过线圈的磁通量为 。8、如图所示S1与S2分别是半径为r1 ( http: / / www.21cnjy.com )和r2的同心圆环，磁感应强度为B的匀强磁场方向与环面垂直，范围以S1为边界，则穿过环S1的磁通量为 ，穿过环S2的磁通量为 。9、大致画出图中各电流的磁场磁感线的分布情况10、在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应的磁场的电流方向11、一球冠处于磁感应强度为B的匀 ( http: / / www.21cnjy.com )强磁场中，如图所示，若球冠的底面大圆半径为r，磁场方向与球冠方向与球冠底面垂直，则穿过整个球冠的磁通量是多少？ 12、一个面积是40㎝2的导线框 ( http: / / www.21cnjy.com )，垂直地放在匀强磁场中，穿过它的磁通量为0.8Wb，则匀强磁场的磁感应强度多大？若放入一个面积为100㎝2的导线框于该磁场中，并使线框的平面与磁场方向成30°角，则穿过该线框的磁通量多大 B类1、如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流 ( http: / / www.21cnjy.com )取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是（ ）A、两棒均显磁性 B、两棒均不显磁性C、甲棒不显磁性，乙棒显磁性 D、甲棒显磁性，乙棒不显磁性甲 乙2、关于磁通量，下列说法中正确的是（ ）A、穿过某个平面的磁通量为零，该处磁感应强度一定为零B、穿过任何一个平面的磁通量越大，该处磁感应强度一定越大C、匝数为n的线圈放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈面积为S，且与磁感线垂直，则穿过该线圈的磁通量为BSD、穿过垂直于磁感应强度方向的某个平面的磁感线的数目等于穿过该面的磁通量3、下列关于磁通量和磁感应强度的说法中，正确的是（ ）A、穿过某一个面的磁通量越大，该处磁感应强度也越大B、穿过任何一个面的磁通量越大，该处磁感应强度也越大C、穿过垂直于磁感应强度方向的某面积的磁感线的条数等于磁感应强度D、当平面跟磁场方向平行时，穿过这个面的磁通量必定为零4、有一个圆形线框面积为S，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，⑴为使通过此线框的磁通量最大，线框应如何放置？磁通量的最大值是多少？⑵为使通过此线框的磁通量最小，线框应如何放置，磁通量的最小值是多少？
学习反思课题 3.4 《通电导线在磁场中受到的力》
学习目标 会用左手定则来判断安培力的方向，通过磁感应强度的定义得出安培力的计算公式，应会用公式F=BIL解答有关问题、 知道磁电式电流表的工作原理。
学习重、难点 用左手定则判定安培力方向；用安培力公式计算
学法指导 自主学习、合作讨论、实验探究
课前预习 1．磁感应强度的定义式： 单位： 2．磁通量计算式： 单位： 3．磁通密度是指： 计算式为 。
预习评价 一、安培力的方向1．安培力：通电导线在________中受的力．2．决定安培力方向的因素：________和磁感应强度方向．3．左手定则：如图1所示，伸开左手， ( http: / / www.21cnjy.com )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________从掌心进入，并使四指指向________，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受________的方向．4．安培力的特点F⊥B，F⊥I，即F垂直于______决定的平面．5．平行通电导线间的作用力：电流方向相同，两导线相互________________，电流方向相反，两导线相互________．二、安培力的大小1．当通电导线垂直磁场方向放置时所受安培力的大小为：F＝________.2．当磁感应强度B的方向与通电导线平行时，导线受力F＝________.3．当磁感应强度B的方向与通电导线方向成θ角时，F＝________.θ为B与I的夹角．三、磁电式电流表1．原理：通电线圈在磁场中受到____ ( http: / / www.21cnjy.com )____而偏转．线圈偏转的角度越大，被测电流就________．根据线圈________，可以知道被测电流的方向．2．构造：________、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．3．特点：两磁极间的极靴和极靴中间的铁质 ( http: / / www.21cnjy.com )圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿________方向，保证线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直．使线圈平面总与磁场方向________，使表盘刻度均匀，如图2所示．4．优点：灵敏度高，可以测出________的电流．缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱.
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【课程导学】安培力的方向（1）左手定则：伸开左手，使拇指与其余 ( http: / / www.21cnjy.com )四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向 ，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受 。（2）安培力的方向特点：尽管磁场与电流方向可 ( http: / / www.21cnjy.com )以不垂直，但安培力肯总是直于电流方向、同时也垂直于磁场方向，即垂直于_____方向和_______方向所构成的平面．2、安培力的大小：（1）当长为L的直导线，垂直于磁场B放置，通过电流为I时，F= ，此时电流受力最 。（2）当磁场与电流平行时，安培力F= 。（3）当磁感应强度B的方向与通电导线的方向成θ时，F= 说明：以上是在匀强磁场中安培力 ( http: / / www.21cnjy.com )的计算公式，非匀强磁场可以看成是很多个大小、方向不同的匀强磁场的组合，通电导线在非匀强磁场中受到的安培力，是每一小段受到的安培力的合力．3、磁电式电流表：（1）用途： 。（2）依据原理： 。（3）构造： 。（4）优缺点：电流表的灵敏度很高，是指通过很小的电流时，指针就可以偏转较大的角度。在使用电流表时，允许通过的电流一般都很小，使用时应该特别注意。【范例精析】【例1】如图所示，有一通电直导线放 ( http: / / www.21cnjy.com )在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（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【解析】用安培定则判断通电蹄 ( http: / / www.21cnjy.com )形电磁铁的极性，通电直导线在蹄形磁铁的磁场中，它的受力情况用电流无法进行判断，如图所示把直线电流等效为AO、OO/、O/B三段，其中OO/为极短的电流元。画出电磁铁的磁感线，可知OO/段电流元不受安培力的作用，AO段受垂直于纸面向外的安培力，O/B段受一垂直于纸面向里的安培力，故从上往下看，导线以OO/段为轴逆时针转动。再用特殊位置法，假设导线转过90°，如图所示，则导线受力的受力方向应竖直向下。实际上导线的运动应是上述两种运动的合成。【答案】C【例2】一根均匀粗导线的两端用柔软导线拉入电 ( http: / / www.21cnjy.com )路，用用两根弹簧测力计悬挂起来，使导线MN保持水平，如图所示，在导线MN处加水平向里的磁场，并通以自M向N的电流，弹簧测力计的示数为F，若要使弹簧测力计示数增大，可以采用的做法是（ACD）A、只减小电流 B、只增加电流C、只改变电流方向 D、只改变磁场方向【解析】对通电导体进行受力分析，由左手定则 ( http: / / www.21cnjy.com )，确定安培力F安方向向上，如图所示，设弹簧测力计的示数为T，则有T+F安=mg 即T=mg-F安，要使T增大，方法1、可使F安减小，F安=BIL可知，通过减小I，可达到目的。方法2、可使F安反向，可通过改变电流方向或改变磁场方向来实现。【答案】A、C、D【例3】如图所示，在与水平方向成60°的光滑 ( http: / / www.21cnjy.com )金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。求：（1）匀强磁场的磁感应强度B；（2）ab棒对导轨的压力。T 6N 【解析】先将原图改画为侧视图，对导体棒受力分析，如图所示，导体棒恰好能静止，应有Nx=F安Ny=G因为tan60°= 所以F安= tan60°Ny=G又F安=BIL所以B=导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力N大小相等。N==
达标检测 A类1、关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（ ）A、F、B、I的三者必定均相互垂直B、F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于IC、B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于ID、I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B2、如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是（ ）A、ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动B、ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动C、ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动D、ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动3、如图所示，均匀绕制的螺线管 ( http: / / www.21cnjy.com )水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是（ ）A、水平向左 B、水平向右 C、竖直向下 D、竖直向上4、如图所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用 ( http: / / www.21cnjy.com )导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零（ ）A、适当增大电流 B、使电流反向并适当减小C、保持电流 I不变，适当增大B D、使电流I反向，适当减小5、一只电压表读数偏小，为纠正这一偏差，可以采取的措施是（ ）A、减少表头线圈的匝数B、增大表内的串联电阻C、增强表头的永久磁铁的磁性D、转紧表内的螺旋弹簧6、如图所示两根平行放置的 ( http: / / www.21cnjy.com )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、F1-F2 C、F1+F2 D、2F1-F2二、填空题：7、如图所示，通有电流的导体A可以自由运动，判断导线A受安培力的情况及在安培力作用下导线将如何运动。 ( http: / / www.21cnjy.com )8、在匀强磁场中，有一段5 ( http: / / www.21cnjy.com )㎝的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场人作用力是0.1N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T，导线受到的安培力F= N。9、长为L的水平通电直导线放在倾角为的光滑的斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，若磁场方向竖直向上，则电流为I1时导线平衡，若磁场方向垂直于斜面向上，则电流为I2时导线平衡，那么样I1：I2= 。三、计算题：10、质量为0.5㎏的金属杆在相距1 ( http: / / www.21cnjy.com )m的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I=4A的恒定电流，如图所示，匀强磁场B垂直轨道平面，金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2，求匀强磁场的磁感应强度B的大小。 ( http: / / www.21cnjy.com )11、在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流为I、长为L、质量为m的导体棒，如图所示，试求：⑴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⑵欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，应加匀强磁场B的最小值和方向 12、电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原 ( http: / / www.21cnjy.com )理如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦） ( http: / / www.21cnjy.com )B类1、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线（ ）A、受到竖直向上的安培力 B、受到竖直向下的安培力C、受到由南向北的安培力 D、受到由西向东的安培力2、质量为m的金属导体棒置于倾角为 的导轨上，棒与导轨间的摩擦系数为，当导体棒通电时，恰能在导轨上静止，如图所示的四个图中标出了四种可能的匀强磁场的磁感应强度 B的方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是（ ） ( http: / / www.21cnjy.com )3、质量为m的一段直导线弯成N形后 ( http: / / www.21cnjy.com )放到光滑水平面上，具体尺寸如图所示，磁感受应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过N形导线平面，当N形导线通入电流I的瞬间，导线的加速度大小为 。 ( http: / / www.21cnjy.com )4、有一金属棒ab，质量为m，电阻不计，可在两条轨道上滑动，如图所示，轨道间距为L，其平面与水平面的夹角为，置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属棒与轨道的最大静磨擦力为其所受重力的k倍，回路中电源电动势为E，内阻不计，问：滑动变阻器R调节在什么阻值范围内，金属棒能静止在轨道上？ ( http: / / www.21cnjy.com )
学习反思课题 3.3《几种常见的磁场》
学习目标 （一）知识与技能1．知道什么叫磁感线。2．知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流、环形电流、通电螺线管）及磁感线分布的情况3．会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。4．知道安培分子电流假说，并能解释有关现象5．理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场6．理解磁通量的概念并能进行有关计算（二）过程与方法通过实验和学生动手（运用安培定则）、类比的方法加深对本节基础知识的认识。（三）情感态度与价值观1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力.2.培养学生的空间想象能力.
学习重、难点 1．会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向.2．正确理解磁通量的概念并能进行有关计算
学法指导 磁场概念比较抽象，学生对此难以理解，但前面已经学习过了电场，可采用类比的方法引导学生学习
课前预习 1.磁感线是一些有方向的 ，每一点的切线方向都跟该点的 相同。磁感线 的地方磁场强，磁感线稀疏地地方磁场弱。磁感线为 ，在磁体的外部磁感线由N极 ，回到S极。在磁体的内部磁感线则由 指向N极。两条磁感线不能 。磁感线也不 。2. 如果磁场的某一区域里，磁感应强度 ( http: / / www.21cnjy.com )的 处处相同，这个区域的磁场叫 。距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场。3．磁感应强度B与垂直磁 ( http: / / www.21cnjy.com )场方向的面积S的乘积，叫做穿过这个面的 ，简称磁通。公式 ，单位是 。磁场中穿过某个面积磁感线的总条数 穿过该面积的的磁通量的大小。磁感应强度B为垂直磁场方向单位面积的磁通量，故又叫 。4．安培认为磁性起源是在分子、原子等物质微粒内存在一种使每个物质微粒成为一个微小的磁体的 ，它的两侧相当于两个 。
预习评价 1、关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（ ）A、磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线B、磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C、磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷 D、磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向2、关于磁感应强度和磁感线，下列说法中错误的是（ ）A、磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感线强度的方向B、磁感线的疏密表示磁感应强度的大小C、匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行D、磁感就强度是只有大小、没有方向的标量3、一束电子流沿水平面自西向东运动，在电子流的正上方有一点P，由于电子运动产生的磁场在P点的方向为（ ）A、竖直向上 B、竖起向下 C、水平向南 D、水平向北4、安培分子电流假说可用来解释（ ）A、运动电荷受磁场力作用的原因 B、两通电导体有相互作用的原因C、永久磁铁具有磁性的原因 D、软铁棒被磁化的现象
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【课程导学】.1、磁场的叠加 ( http: / / www.21cnjy.com ) 磁感强度是矢量，空间某点的磁场的叠加遵循平行四边形法则。2、安培分子电流假说安培的分子电流假说是用来 ( http: / / www.21cnjy.com )解释磁铁为什么能产生磁场的，在这个假说中安培认为：原子和分子等物质微粒内部，存在一种___________（也叫做分子电流），每一个__________产生的磁场使物体微粒成为一个________，如图3-3-1所示，利用这一假说可以很好地解释磁化现象、温度对磁性的影响。安培分子电流假说指出，磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的_______产生的． ( http: / / www.21cnjy.com )3、磁通量在匀强磁场中，如果有一个与磁感应强 ( http: / / www.21cnjy.com )度B垂直的平面，其面积为S，定义Φ=________为穿过这个平面的磁通量，单位是 ，简称 ，符号为 。 如果平面与磁感应强度方向不垂直，如何计算穿过它的磁通量呢？一种方法是：考虑到磁感应强度是矢 ( http: / / www.21cnjy.com )量，可以分解为平行于平面的分量和垂直于平面的分量，如图3-3-2所示，由于平行于平面的分量并不穿过平面，所以磁通量数值上等于垂直于平面的分量与面积的乘积，Φ=Bsinα·S=BSsinα。另一种方法是：磁感应强度不分解，将平面的面积做投影，磁通量数值上等于磁感应强度与投影面积的乘积，Φ=B⊥S= BSsinα。不管用哪种方法来计算磁通量的值，必须保证Φ=BS中的磁感应强度与平面垂直。4、磁通密度穿过单位面积的磁通量称为磁通密度， ( http: / / www.21cnjy.com )根据这一定义，磁通密度与磁感应强度数值上是等价的，即B=_______。磁感线越密处（磁通密度越大），磁场的磁感应强度越大，磁感线越稀疏处，（磁通密度越小），磁场的磁感应强度越小。【范例精析】例1、在纸面上有一个等边三 ( http: / / www.21cnjy.com )角形ABC，在B、C顶点处都通有相同电流的 两根长直导线，导线垂直于纸面放置，电流方向如图3-3-3所示，每根通电导线在三角形的A点产生的磁感应强度大小为B，则三角形A点的磁感应强度大小为 .方向为 .若C点处的电流方向反向，则A点处的磁感应强度大小为 ，方向为 . ( http: / / www.21cnjy.com )答案：1.7 B、水平向右 ，B 、 竖直向下 例2、一根软铁棒被磁化是因为 ( ) A．软铁棒中产生了分子电流B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章C．软铁棒中分子电流消失了D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同解析：磁化结果是使材料中分子电流的取向大致相同，这是分子电流假说对于磁化现象的解释，所以本题的正确选项是D． 拓展：分子电流起源于原子核外的电子绕原子核运动而形成的环电流，因而任何材料中都存在分子电流，没有外加磁场时，由于热运动的缘故，分子电流取向是杂乱无章的，有了外加磁场，分子电流取向变得大致一致，从而使软铁产生了磁性．
达标检测 1．安培分子电流假说,可 ( http: / / www.21cnjy.com )以用来解释( ) A．两通电直导线间有相互作用的原因B．通电线圈产生磁场的原因C．永久磁体产生磁场的原因D．铁质物体被磁化而具有磁性的原因2．一根长直导线中有恒定电流,下列说法中正确的是（ ）A．此直线电流周围的磁场不是匀强磁场B．此磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆,磁感线的疏密程度一样C．直线电流的方向与它的磁感线的方向之间的关系可以用安培定则来判定D．直线电流周围的磁场是匀强磁场3．一根软铁棒在磁场中被磁化.是因为( )A．软铁棒中产生了分子电流B．软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章C．软铁棒中分子电流消失了D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同4．如图为某磁场中的磁感线．则 （ ）A．a、b两处磁感应强度大小不等，Ba>BbB．a、b两处磁感应强度大小不等，Ba学习反思
第1题
第6题
z
x
v
O
y
P．
第7题
第9题
第11题
第12题
第13题
