课件13张PPT。第一节 磁现象和磁场第三章 磁场东汉王充在《论衡》中写道：“司南之杓,投之于地,其柢指南”人们最早发现的天然磁石是含Fe3O4的矿物。1.磁性：能够吸引铁质物体的性质2.磁体：具有磁性的物体叫磁体3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极小磁针静止时
指南的磁极叫做南极,又叫S极;
指北的磁极叫做北极,又叫N极4.磁极间的相互作用:
同名磁极相斥，异名磁极相吸5.变无磁性物体为有磁性物体叫磁化,
变有磁性物体为无磁性物体叫退磁复习回顾【问题】
磁体之间是通过什么发生相互作用的呢?【联想】
电荷之间是通过什么发生相互作用的呢?电荷之间的相互作用是通过电场发生的磁体之间的相互作用是通过磁场发生的电场和磁场一样都是一种物质一、磁场【问题】
是否只有磁铁周围才存在磁场? 磁体磁体磁场1.磁体周围空间存在的一种特殊物质。磁场和电场一样都是一种客观物质,是客观存在的,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。二、电流的磁效应实验现象：当给导线通电时,与导线平行放置的小磁针发生转动实验结论:通电导线周围存在磁场,即电流可以产生磁场演示：结论： 磁体对通电导体有力的作用2.磁场与电流之间的相互作用1.电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场.磁铁不是磁场的唯一来源.演示：问题： 磁体和通电导体之间的相互作用力是通过什么发生的呢？磁体电流磁场 磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。 （磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）三、磁场的基本性质四、磁性的地球1.地球是一个巨大的磁体2.地球周围空间存在的磁场叫地磁场3.地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近,但两者并不完全重合,它们之间的夹角称为磁偏角4.磁偏角的数值在地球上不同地方是不同的小结：1.磁现象：磁性；磁体；磁极；磁化；退磁
2.磁场：磁体间的相互作用，磁体与电流间相互作用，电流与电流间的相互作用。
3.电流的磁效应
4.磁场的基本性质
5.地磁场1.下列关于磁场的说法中,正确的是 ( )
A．磁场跟电场一样,是人为假设的
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 BCD课堂练习2.下列说法中正确的是 （ ）
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．磁场是客观存在的一种物质 AD课件11张PPT。第二节 磁感应强度第三章 磁场电场的基本特性是什么？对放入其中的电荷有电场力的作用磁场的基本特性是什么？对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用电场强度:
试探电荷所受电场力与电荷量的比值如何描述电场的强弱？如何描述磁场的强弱？是否类似电场的研究方法,分析磁体或电流在磁场中所受的力,找出表示磁场强弱和方向的物理量?复习回顾问题：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究？不能.因为N极不能单独存在.小磁针静止时是所受的合力为零,因而不能用测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小一、磁感应强度的方向磁感应强度的物理意义：反映磁场的强弱和方向的物理量物理学规定：把小磁针的N极（北极）受力方向或者小磁针静止时N极的指向规定为该点的磁场方向,亦即磁感应强度的方向 在物理学中,把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元二、磁感应强度的大小磁场不仅能对磁体有作用力,还对通电导体有作用力.能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱?实验方法:控制变量法（1）先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。（2）然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。结论：电流越大，通电导线受力越大结论：长度越长，电流越大通电导体所受到的磁力跟磁场方向、通电电流、导体长度有何关系?我们如何来研究?演示：精确的实验表明,通电导线与磁场方向垂直时,它受力的大小既与导线的长度L成正比,又与导线中的电流I成正比,即与I和L的乘积成正比用公式表示为 F=BIL式中B为比例系数（2）I、L不变,但在不同的磁场中,比值B是不同的（1）在同一磁场中的某一固定位置,不管I、L如何改变,比值B总是不变的磁感应强度1、定义：3、单位：4、方向：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是T1T=1N/A·m磁感应强度是矢量,方向与该点磁场的方向一致2、定义式：1.磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同,但绝非电流的受力方向2.磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的,和小磁针,电流的存在与否无关对公式B＝F／IL的几点说明3.B是由磁场本身决定的,在电流I、导线长度L相同的情况下,电流所受的力越大,比值B越大,表示磁场越强不一定是指向, 为什么?
1、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（ ）
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D2、下列说法中错误的是（ ）
A．磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值
B．一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场
C．一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在B处大，则A处磁感应强度比B处的磁感应强度大
D．因为B =F/IL，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比ABCD0.1T3、一根导线长0.2m，通过3A的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是6×10-2N，则该处的磁感应强度B的大小是______；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是_____。 0.1T课件17张PPT。第三节 几种常见的磁场第三章 磁场一、磁感线(1)目的：为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线(2)特点：
a.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向
b.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱
c. 磁感线是封闭曲线
d. 任何两条磁感线都不相交磁场和电场、磁感线和电场线的异同1、磁场的方向：小磁针北极受力的方向（或小磁针静止时北极所指的方向）
2、磁感线
（1）为形象描述磁场而假想的曲线，实际不存在
（2）疏密表示强弱，切线方向表示磁场方向
（3）磁铁外部从N极到S极，内部从S极到N极，形成闭合曲线
（4）不相交二、几种常见磁场的磁感线分布磁感线方向
外部：从N极到S极，内部：从S极到N极2).电流的磁场 1).磁体的磁场①直线电流的磁感线直线电流的磁感线方向用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：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磁感线的环绕方向(图乙)．图甲表示直线电流磁场的磁感线分布情况．直线电流 ②.环形电流的磁场
方向：用安培定则（也叫右手螺旋定则）判断环形电流 一个通电的线圈的磁场与小磁针相似，故可看成小磁针来处理③.通电螺线管的磁感线 通电螺线管的磁感线方向－－也可用安培定则来判定通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似.一个通电螺线管产生的磁场与条形磁铁相似。 三、安培分子环流假说1.分子电流假说
任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释：未被磁化的铁棒磁化后的铁棒3.磁现象的电本质四、匀强磁场：1、定义： 如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场. 2、产生方法 ： 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、磁感线的特点 ：匀强磁场的磁感线是间距相等的平行直线 1、定义：磁感应强度B与垂直磁场方向
的平面面积S的乘积叫穿过这
个面积的磁通量适用条件：匀强磁场、S⊥B一般计算式：磁通量可理解为穿过一个面的磁感线的条数。如图：五、磁通量2、定义式：φ=BSφ=BSsinθ 或： φ=BS⊥4、磁通密度：由公式φ=BS知，磁通密度即为B。3、标量，单位：韦伯（Wb）
1Wb=1Tm2垂直磁场的单位面积上的磁通量φ/S称为磁通密度。思考1：哪些情况可以引起磁通量的变化？思考2：如上图，若磁感应强度为B，面积为S，则以cd为轴转过900，磁通量变化量为多少？转过1800磁通量变化量是多少？转过3600磁通量变化量为多少？练习： 一个200匝，面积20cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面成300角，磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中穿过线圈的磁通量变化是 ，磁通量的变化率是 。 课件18张PPT。第四节 磁场对通电导线的作用力第三章 磁场安培力：通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向按照右图所示进行实验。
1、改变导线中 电流的方向，观察受力方向是否改变。
2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。
通过这两种情况的分析，我们实际上已经了解了导线受力的方向与磁场方向、电流方向的关系。你能用简洁的方法表示这个关系吗？实验演示：安培力方向垂直于电流和磁场方向，即垂直于电流和磁场所在的平面。判定以下通电导线所受安培力的方向问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验你的预测。电流方向相同时，将会吸引;
电流方向相反时，将会排斥。?演示：分析：电流方向相同电流方向相反问题：在匀强磁场B中，通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线上的电流为I，导线所受安培力F应怎样求？ （1） 在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。 即： F=ILB平行呢？（2）平行时：F＝0如果既不平行也不垂直呢？二、安培力的大小：把磁感应强度B分解为两个分量：
一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ
另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定。
即F=ILB1，将B1=Bsinθ代入得：
F=ILBsinθB2B1θ安培力的大小：
（1） 在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。 即： F=ILB（2）平行时：F＝0（3）公式：F=I L B sinθθ表示磁场方向与电流方向间的夹角? 在中学阶段，F=I L B sinθ仅适用于匀强磁场三、磁电式电流表1、磁电式电流表由哪些基本部分组成？最基本的是哪些部分？
2、这些基本组成部分哪些是可以动的？哪些是固定的？
3、各个部分起到什么作用？
4、你可以简述磁电式电流表的工作原理吗？
1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。最基本的是磁铁和线圈。铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
关于电流表的工作原理，请思考 ①线圈的转动是怎样产生的?
②线圈为什么不一直转下去？
③为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?
④如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向?
⑤使用时要特别注意什么?2、电流表的工作原理 1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其 大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。3、磁电式电流表的特点1、表盘的刻度均匀，θ∝I。
2、灵敏度高，但过载能力差。
3、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。例题：长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中，电流的强度为1A，受到磁场作用力的大小为2N，则磁感应强度B： （ ）A、B＝10T B、B≥10T
C、B≤10T D、不能确定B例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法： ( )（A）、适当增大电流I
（ B）、将电流反向并适当改变大小
（C）、适当增大磁场
（D）、将磁场反向并适当改变大小AC例题：如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为0.1kg的金属棒MN，此时弹簧伸长10cm，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？MN课件14张PPT。第五节 磁场对运动电荷的作用力第三章 磁场回顾复习：1、安培力的定义：磁场对通电导线的作用力方向的判断：左手定则大小的计算：2、电流是如何形成的？3、猜想:磁场是不是可能对运动电荷有力的作用？电流是由电荷的定向移动形成的演示：阴极射线在磁场中的偏转电子束的偏转.wmv1 、没有磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象。
2、光束实质上是什么？
3、若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现象？
4、改变磁场的方向，通过观查从而判断运动的电子在各个方向磁场中的受力方向。一、探究洛伦兹力的方向：安培力是磁场对电流的作用力电流是电荷的定向移动形成的 洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力 1.安培力是洛伦兹力的宏观表现．
2.洛伦兹力是安培力的微观本质洛伦兹力的方向可以用左手定则判定 实验验证：理论推导：推理与猜想：磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力洛伦兹力：二、洛伦兹力的方向-------左手定则1、 伸开左手，使大拇指和其余四
指垂直且处于同一平面内，把手放
入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向 2、若四指指向负电荷运动的反方
向，那么拇指所指的方向就是负电
荷所受洛伦兹力的方向垂直纸面向外 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 1、可见：以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的洛伦兹力方向相反。2、安培力方向由左手定则判断。我们知道安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，同样也用左手定则判断洛伦兹力f的方向也既垂直于磁场B的方向又垂直于电荷运动速度v的方向练一练： 试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。洛伦兹力方向
垂直纸面向里洛伦兹力方向
垂直纸面向外三、探究洛伦兹力的表达式： 设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求
（1）电流强度I。
（2）通电导线所受的安培力。
（3）这段导线内的自由电荷数。
（4）每个电荷所受的洛伦兹力。如果通电导线不和磁场方向垂直，怎么办？(适用条件：速度方向与磁场方向垂直)速度v与磁场B的方向夹角为θ时I=nqsvF安＝ILB＝（nqsv）LB总电荷数：nsLf洛＝ｑVB1、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四、洛伦兹力的特点（1）、洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于速度方向，即垂直于磁场和速度所组成的平面。（2）、洛伦兹力对电荷不做功，即不改变速度的大小，只改变速度的方向。五、电视显像管的工作原理主要构造:电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等【思考与讨论】1．若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的Ａ点，偏转磁场应该沿什么方向？2．若要使电子束打在Ｂ点，磁场应该沿什么方向？3．若要使电子束打在荧光屏上的位置由Ｂ逐渐向Ａ点移动，偏转磁场应该怎样变化？原理：应用电子束磁偏转的道理小结：１、洛伦兹力的方向２、洛伦兹力的大小３、洛伦兹力的特点４、电视显像管的工作原理课件14张PPT。第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动第三章 磁场复习：1、洛伦兹力产生的条件？2、洛伦兹力的大小和方向如何确定？3、洛伦兹力有什么特点？射入匀强磁场中的带电粒子将做怎样的运动呢？思考：一、带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态？ （重力不计）问题1：问题2：带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态？ （重力不计）匀速直线运动1、理论推导（1） 时 ，洛伦兹力的方向与速度方向（2）带电粒子仅在洛伦兹力的作用下，粒子的速率变化么？能量呢？（3）洛伦兹力如何变化？（4）从上面的分析，你认为垂直于匀强磁场方向射入的带电粒子，在匀强磁场中的运动状态如何？垂直理论推导沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动问题3：推导粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径r和运动周期T，与粒子的速度v和磁场的强度B的关系表达式1）、圆周运动的半径2）、圆周运动的周期2、实验验证（1）洛伦兹力演示仪③励磁线圈（亥姆霍兹线圈）：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场②加速电场：作用是改变电子束出射的速度①电子枪：射出电子（2）实验演示a、不加磁场时观察电子束的径迹b、给励磁线圈通电，观察电子束的径迹c、保持初射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化d、保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电子束径迹的变化（3）实验结论①沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。②磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径也增大。③粒子射入速度不变，磁场强度增大，轨道半径减小。例1、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t=?提示:关键是画出匀速圆周运动的 轨迹,利用几何知识找出圆心及相 应的半径,从而找到圆弧所对应的 圆心角2dBe/v πd/3v例2.一个质量为m、电荷量为q的粒子,从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为零,然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上.
(1)求粒子进入磁场时的速率
(2)求粒子在磁场中运动的轨道半径（一）、质谱仪质谱仪.swf测量带电粒子的质量分析同位素二、实际应用（二）、回旋加速器1、作用：产生高速运动的粒子2、原理回旋加速器的原理.asx1）、两D形盒中有匀强磁场无电场，盒间缝隙有交变电场。2）、交变电场的周期等于粒子做匀速圆周运动的周期。3）、粒子最后出加速器的速度大小由盒的半径决定。3、注意1、带电粒子在匀强磁场中的运动周期 跟运动速率和轨道半径无关，对于一定的带电粒子和一定的磁感应强度来说，这个周期是恒定的。2、交变电场的往复变化周期和粒子的运动周期T相同，这样就可以保证粒子在每次经过交变电场时都被加速。3、由于狭义相对论的限制，回旋加速器只能把粒子加速到一定的能量。例3.关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是( )
A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用
B、电场和磁场是交替地对带电粒子做功的
C、只有电场能对带电粒子起加速作用
D、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动C D第三章 单元测试题
一、选择题
1、超导是当今高科技的热点，当一块磁体靠近超导体会产生强大的电流，对磁体有排斥作用．这种排斥力可使磁体悬浮空中，磁悬浮列车采用了这种技术，磁体悬浮的原理是（ ）
A．超导体电流的磁场方向与磁体相同 B．超导体电流的磁场方向与磁体相反
C．超导体使磁体处于失重状态 D．超导体产生的磁力与磁体重力平衡
2、下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法中，正确的是（ ）
A．安培力的大小只和磁场的强弱、电流大小有关
B．安培力的方向与磁场方向垂直，同时又与电流方向垂直
C．若通电导线所受磁场力为零，则导线所在处磁感应强度为零
D．若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线必与磁场方向垂直
3、把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它组成如图1-2所示的电路，当电键S接通后，将看到的现象是( )
A．弹簧向上收缩 B．弹簧被拉长
C．弹簧上下跳动 D．弹簧仍静止不动
4、在匀强磁场中，一个带电粒子正在做匀速圆周运动．如果突然将它的速率增大到原来的2倍，那么粒子运动的（ ）
A．轨迹半径不变，周期是原来的一半 B．轨迹半径是原来的2倍，周期不变
C．轨迹半径和周期都是原来的2倍 D．轨迹半径是原来的4倍，周期不变
5、两个带电粒子，它们的荷质比q/m相同，电量不同，q1＝2q2，m1v1＝4m2v2，则它们在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比和周期之比分别为（ ）
A．1∶2和2∶1
B．2∶1和1∶1
C．4∶1和1∶2
D．1∶4和1∶1
6．地球赤道地区，宇宙射线中一颗带负电的粒子竖直射向地面，它受到地球磁场力的方向为 ( )
A．向东 B．向西
C．向南 D．向北
7.在竖直向下的匀强电场和水平方向的匀强磁场垂直相交的区域里，一带电粒子从点由静止开始沿曲线运动到点时，速度又变为零，点是运动中能够到达的最高点，如图所示；若不计重力，下列说法中正确的是（ ）
A.粒子肯定带负电，磁场方向垂直于纸面向里
B.、点处在同一条水平线上
C.粒子通过点时速率最大
D.粒子到达点后将沿原路经返回到点
8．如图所示，三个完全相同的带负电的小球，从一高度开始自由落下，其中a直接落地，b下落过程中经过一个水平方向的匀强电场区，c下落时经过一个水平方向的匀强磁场区，不计空气阻力，设它们落地的速度大小分别为va、vb、vc，则（ ）
A．va=vb =vc B．va > vb > vc
C．va < vb = vc D．va =vc < vb
9.如图所示，用绝缘细线悬挂的单摆，摆球带正电，悬挂于点，摆长为，当它摆过竖直线时便进入或离开一个匀强磁场，磁场方向垂直于单摆摆动的平面，、点分别是最大位移处，下列说法中正确的是（ ）
A.点和点处于同一水平面
B.在点和点处线上的拉力大小相等
C. 单摆向右或向左摆过点时，线上的拉力是不相等的
D.单摆向右或向左摆过点时，线上的拉力是相等的
10.如图所示，两条直导线互相垂直，但相隔一段距离，其中的一条是固定的，另一条能自由移动．当两导线分别通入如图所示的电流时，导线将（ ）
A.顺时针转动，同时靠近 B.逆时针转动，同时离开
C.顺时针转动，同时离开 D.逆时针转动，同时靠近
11.如图所示，为垂直于纸面向里的匀强磁场，小球带负电荷，
让小球从点开始以初速度向左水平射出，并落在水平地面上，
历时，落地点距点水平距离为；然后撤去磁场，让小球仍从
点开始以初速度水平抛出，落在水平地面上，历时，落地点距点水平距
离为，则（ ）
A. B.
C.两次落地速度相同 D.两次落地动能相同
12.如图所示，一条型磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以图示方向的电流时（ ）
A.磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力
B.磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力
C.磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力
D.磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力
13.磁电式电流表的灵敏度高，所谓灵敏度就是指针转过的角度（即线圈转过的角度）和电流的比值，这个比值越大，电表的灵敏度就越高，现要提高磁电式电流表的灵敏度，办法有（ ）
A.增加线圈匝数 B.增加永久磁铁的磁感应强度
C.换用扭转系数较大的弹簧 D.增加线圈面积
二、填空题
14、?如图所示，匀强磁场B中，有一长直导线垂直磁感线方向放置，导线中电流方向垂直纸面向外，在以导线为圆心的一个圆上，一直径A'B'垂直磁感线，直径C'D'平行磁感线，在A'、B'、C'、D'四点中，磁感应强度可能为零的点为______点．
15、如图1-9所示，载有电流I2的长直导线穿过载有电流I1的金属圆环的中心，且垂直于圆环平面，导线和圆环内电流方向已在图中标出，则直导线
和金属环之间的作用力为_______，这是因为_____________________．
16、质子和α粒子以相等的动能垂直进入同一匀强磁场，它们做圆周运动的周期之比是______；轨迹半径之比是_______．
17、质量为m、带电量为q的粒子以速度v垂直射入匀强磁场B中，磁场宽度为d，如图6所示．粒子要穿过磁场区域，粒子速度v必须满足的条件是______．
18．摆线长为L，摆球质量为m，带正电量q的单摆从如图1所示位置A摆下，到最低处时便在一个磁感应强度为B的匀强磁场中运动，摆动平面垂直磁场，若图甲中α=60o，摆球从A起第一次到最低处时，摆线上的拉力为 ．
19．如图乙所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直纸面向里，质量为m，带电量为 q的粒子以速度v与磁场垂直，与电场成45°角射入恰能做匀速直线运动．则电场强度E的大小为 ，磁感应强度B的大小 ．
20．如图丙所示，质量为m的带正电的小球能沿着竖直墙竖直滑下，磁感应强度为B的匀强磁场，方向水平并与小球运动方向垂直，若小球带正电量q，球与墙面的动摩擦因数为μ，则小球下落的最大速度为 ．
21.一质量为、电荷量为的带电粒子在磁感应强度为的匀强磁场中做圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流的电流强度 ．
22.如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面三角形框架，三边的长度分别为、和，电阻丝长度的电阻为．该框架与一电动势为、内阻为的电源相连通，垂直于框架平面有磁感应强度为的匀强磁场，则框架受到的磁场力大小为 ，方向是 ．
23.如图所示，一带正电，质量为的粒子，以速度沿与磁场边界成的夹角从点射入磁场，，已知磁感应强度为，磁场范围足够大，则粒子在磁场中运动的时间 ，粒子在磁场中运动时离点的最远距离 ．
24.如图所示，质量为，电量为带正电荷的小物块从半径为的光滑圆槽顶点由静止下滑，整个装置处于电场强度为，磁感应强度为的区域内，则小物块滑到底端时对轨道的压力为 ．
25.如图所示，水平放置厚度均匀的薄铅板，带电粒子自点进入磁场中，沿半径为的圆弧运动到点，当带电粒子垂直地穿过铅板后沿半径为的圆弧继续运动，且，则此粒子在该匀强磁场中能穿过铅板的次数 ．
三、计算题
26、如图所示， 质量为m、长度为L的水平金属棒ab通过两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向外偏转α角而重新平衡，如图所示，则磁感应强度的方向如何？棒所受的磁场力的大小为多少？
27、如图所示，在水平向右的匀强电场E和水平向里的匀强磁场B并存的空间中，有一个足够长的水平光滑绝缘面MN．面上O点处放置一个质量为m、带正电q的物块，释放后物块自静止开始运动．求物块刚要离开水平面时的速度和相对于出发点O的位移．
28．在以坐标原点 O为圆心、半径为 r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示． 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x轴的交点 A处以速度 v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与 y轴的交点 C处沿+y方向飞出．
（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m ；
（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为，该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60°角，求磁感应强度多大？此次粒子在磁场中运动所用时间 t是多少？
29.如图所示，是一个正方形的盒子，在边的中点有一个小孔，盒子中存在着沿方向的匀强电场．一粒子源不断地从处的小孔沿方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为，经电场作用后恰好从处的小孔射出．现撤去电场，在盒中加一方向垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出），粒子仍恰好从孔射出（粒子的重力和粒子间的相互作用力均可忽略），则
（1）所加磁场的方向如何？
（2）电场强度与磁感应强度的比值为多大？
30.在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，有倾角为的足够光滑 的绝缘斜面，磁感应强度为，方向水平向外，电场强度为，（E大小未知）方向竖直向上，有一质量为，带电量为的小滑块，静止在斜面顶端时对斜面的压力恰好为零，如图所示．
如果迅速把电场方向转为竖直向下，求小滑块能在斜面上连续滑行的最远距离．
参考答案
1.BD 2.BD 3.C 4.B 5.B 6. B 7. ABC 8. D 9.ABC 10.D 11.BD 12.C 13.ABD
14. A’
15. 0,电流方向与磁场方向平行
16、1∶2； 1∶1
17、v>Bqd/m
18．2mg+qB
19．，
20．
21.
22.、垂直于斜向上
23.、
24.
25.
26. 解析 设棒所受的磁场力为F．根据分析，棒受重力G，绳的拉力F1，磁场力F．
根据平衡条件，可以判断受到的磁场力方向为从纸内指向纸外，根据左手定则可以判断磁感应强度的方向为竖直向上,根据力的平衡可得：F＝mgtanα，
即棒所受的磁场力F为mgtanα．
27、解析 物块在电场力作用下向右加速，获得速度后又受到洛伦兹力，物块刚要离开水平面时，N=0，此时mg=qvB
∴v=mg／qB
物块离开水平面之前，只有电场力做功，由动能定理得
∴
28、解析（1）由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷． 粒子由 A点射入，由 C点飞出，其速度方向改变了 90°，则粒子轨迹半径 又 ，则粒子的比荷
（2）粒子从 D 点飞出磁场速度方向改变了60°角，故 AD 弧所对圆心角 60°，粒子做圆周运动的半径 又 所以
粒子在磁场中飞行时间
29、解析 （1）根据粒子在电场中的偏转方向，可知粒子带正电，再根据左手定
则判断，磁场方向垂直于纸面向外．
（2）设粒子的电量为，质量为，盒子的边长为，在电场中
， ， 解得：
粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力为向心力，设轨道半径为，则有：
，则得
由右图中的几何关系可得：
，得：
解得： ， 可得：
30.解析：由滑块对斜面的压力恰好为零可知，场强大小不变，设转为竖直向下时，滑块沿斜面连续下滑的最大距离为，根据动能定理有：
，即
当滑块刚离开斜面时有：，即
联立解得：
第一节 磁现象和磁场
教学目标：
（一）知识与技能
1．了解磁现象，知道磁性、磁极的概念。
2．知道电流的磁效应、磁极间的相互作用。
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.知道地球具有磁性。
（二）过程与方法
利用类比法、实验法、比较法使学生通过对磁场的客观认识去理解磁场的客观实在性。
（三）情感态度与价值观
通过类比的学习方法，培养学生的逻辑思维能力，体现磁现象的广泛性。
教学重点：电流的磁效应和磁场概念的形成
教学难点：磁现象的应用
教学方法：探究、讲授、实验
教学用具：多媒体、条形磁铁、直导线、小磁针若干、投影仪
教学过程：
（一）引入新课
介绍生活中的有关磁现象及本章所要研究的内容。在本章，我们要学习磁现象、磁场的描述、磁场对电流的作用以及对运动电荷的作用，知识主线十分清晰。
［问题］初中学过磁体有几个磁极？［学生答］磁体有两个磁极：南极、北极。
［问题］磁极间相互作用的规律是什么？［学生答］同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
［问题］两个不直接接触的磁极之间是通过什么发生相互作用的？［学生答］磁场。
［过渡语］磁场我们在初中就有所了解，从今天我们要更加深入地学习它。
（二）新课教学
1．磁现象
（1）通过介绍人们对磁现象的认识过程和我国古代对磁现象的研究、指南针的发明和作用来认识磁现象
（2）可以通过演示实验(磁极之间的相互作用、磁铁对铁钉的吸引)和生活生产中涉及的磁体(喇叭、磁盘、磁带、磁卡、门吸、电动机、电流表)来形象生动地认识磁现象。
【板书】磁性、磁体、磁极：能吸引铁质物体的性质叫磁性。具有磁性的物体叫
磁体，磁体中磁性最强的区域叫磁极。
2．电流的磁效应
（1）介绍人类电现象和磁现象的过程。
（2）演示奥斯特实验：让学生直观认识电流的磁效应。做实验时可以分为四种情形观察并记录现象：水平电流在小磁针的正上方时，让电流分别由南向北流和由北向南流；水平电流在小磁针的正下方时，让电流分别由南向北和由北向南流。在认识电流的磁效应的同时，也为地磁场和通电直导线的磁场的教学埋下伏笔，也可以留下问题让学生思考。
了解电流的磁效应的发现过程，体现物理思想(电与磁有联系)和研究方法(奥斯特实验)，认识到奥斯特实验在电磁学中的重要意义(打开了电磁学的大门)，为后来法拉第的研究工作(电能生磁、磁也可以生电)奠定了基础。
【板书1】磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。（与电荷类比）
【板书2】电流的磁效应：电流通过导体时导体周围存在磁场的现象(奥斯特实验)。
3．磁场
演示：磁场对电流的作用，电流与电流的作用，类比于库仑力和电场，形成磁场的概念，应说明磁场虽然看不见、摸不着，但是和电场一样都是客观存在的一种物质，我们可以通过磁场对磁体或电流的作用而认识磁场。
【板书1】磁场的概念：磁体周围存在的一种特殊物质（看不见摸不着，是物质
存在的一种特殊形式）。
【板书2】磁场的基本性质：对处于其中的磁极和电流有力的作用。
【板书3】磁场是媒介物：磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的。
4．磁性的地球
明白地理的南北极和地磁的南北极的区别，了解磁偏角，介绍沈括对磁偏角的研究。用一个条形磁铁来模拟地磁场，说明小磁针静止时为什么会指向地理的南北极。
【板书1】地球是一个巨大的磁体，地球周围存在磁场---地磁场。地球的地理两极与地磁两极不重合（地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近），其间存在磁偏角。
地磁体周围的磁场分布情况和条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
宇宙中的许多天体都有磁场。月球也有磁场。
（三）对本节知识做简要的小结
（四）作业：1.让学生复习课本内容。
2.指导学生阅读STS
3.完成问题与练习（作练习）
第二节 磁感应强度
教学目标：
（一）知识与技能
1、理解磁感应强度B的定义及单位；
2、知道什么叫匀强磁场；
3、知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小。
（二）过程与方法
1、通过演示磁场对电流作用的实验，培养学生总结归纳物理规律的能力。
（三）情感、态度与价值观
通过对本节的学习，使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力，还需要严谨细密的科学态度。
教学重点：理解磁感应强度B的定义及单位
教学难点：探究磁感应强度大小的实验过程
教学方法：探究、提问、讲授、实验
教学用具：磁铁、导线、小磁针、滑动变阻器
教学过程：
１、哪些物质的周围有磁场？你是怎样理解磁场的？（特殊物质；基本性质）
２、磁场是否有强弱之分,怎样才能认识和描述磁场的强弱?(分析它的基本性质)
（一）磁感应强度（描述磁场强弱的物理量）
1、方向：小磁针静止时Ｎ极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，---磁场方向。
教师：你能描述地磁场的方向吗？直线电流的磁场方向如何？
2、决定安培力大小的因素有哪些？
利用演示实验装置，研究安培力大小与哪些因素有关
（1）与电流的大小有关；
保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下，通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小。
请学生观察实验现象。导线摆动的角度大小随电流的改变而改变，电流大，摆角大；电流小，摆角小。
实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到磁场的作用力的大小跟导线中电流的大小有关，电流大，作用力大；电流小，作用力也小。
（2）与通电导线在磁场中的长度有关。
保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变，电流大小也不变，改变通电电流部分的长度。学生观察实验现象。导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变，导线长、摆角大；导线短，摆角小。
实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场的作用力的大小跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长、作用力大；导线短，作用力小。
（3）与导线在磁场中的放置方向有关。
保持电流的大小及通电导线的长度不变，改变导线与磁场方向的夹角，当夹角为0°时，导线不动，即电流与磁场方向平行时不受安培力作用；当夹角增大到90°的过程中，导线摆角不断增大，即电流与磁场方向垂直时，所受安培力最大；不平行也不垂直时，安培力大小介于和最大值之间。
总结归纳以上实验现象，用L表示通电导线长度，I表示电流，保持电流和磁场方向垂直，通电导线所受的安培力大小F∝IL
用B表示这一比值，有。B的物理意义为：通电导线垂直置于磁场同一位置，B值保持不变；若改变通电导线的位置， B值随之改变。表明B值的大小是由磁场本身的位置决定。对于电流和长度相同的导线，放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁场强。放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁场弱。因而我们可以用比值来表示磁场的强弱，把它叫做磁感应强度。
推理：IL相同，在不同磁场中受F不同。怎样检验空间中某点磁场的强弱？
（二）磁感应强度的大小
Ｂ＝（适用条件；比值定义法）
１、定义：垂直于磁场方向的通电直导线，所受的力与导线的长和电流的乘积的比值叫Ｂ
２、单位：Ｔ（特斯拉）１Ｔ＝
磁感应强度Ｂ是矢量，为什么？
３、常见磁场Ｂ的大小。
常见的地磁场磁感应强度大约是，永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是
（三）对本节知识做简要的小结
（四）作业：1.复习课本内容。
2.阅读STS
3.完成问题与练习
第三节 几种常见的磁场
教学目标：
（一）知识与技能
1、知道什么是磁感线。
2、知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的分布情况。
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是如何提出的。
5、会利用安培假说解释有关的现象。
6、理解磁现象的电本质。
7、知道磁通量定义，知道Φ =BS的适用条件，会用这一公式进行计算。
（二）过程与方法
1、通过模拟实验体会磁感线的形状，培养学生的空间想象能力。
2、由电流和磁铁都能产生磁场，提出安培分子电流假说，最后都归结为磁现象的电本质。
3、通过引入磁通量概念，使学生体会描述磁场规律的另一重要方法。
（三）情感、态度与价值观
1、通过讨论与交流，培养对物理探索的情感。
2、领悟物理探索的基本思路，培养科学的价值感。
教学重点：会用安培定则判断磁感线方向，理解安培分子电流假说。
教学难点：安培定则的灵活应用即磁通量的计算。
教学方法：类比法、实验法、比较法
教学用具：条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、学生电源
教学过程：（一）引入新课
教师：电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？
学生：磁场可以用磁感线形象地描述？
教师：那么什么是磁感线？又有哪些特点呢？这节课我们就来学习有关磁感线的知识。
（二）进行新课
1、磁感线
教师：什么是磁感线呢？
学生阅读教材，回答：所谓磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。
［演示］在磁场中放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”，轻敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动。
［现象］铁屑静止时有规则地排列起来，显示出磁感线的形状。如图3.3-1所示：
［用投影片出示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况］
如图所示：
［问题］磁铁周围的磁感线方向如何？
［学生答］磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来，进入磁铁的南极。
［教师补充］磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从北极出来，回到磁铁的南极，内部是从南极到北极。
［用投影片出示通电直导线周围的磁感线分布情况］如图3.3-2所示：
［问题］通电直导线周围的磁感线如何分布？
［学生答］直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。
［问题］直线电流周围的磁感线分布和什么因素有关系？
［学生答］直线电流周围的磁感线方向和电流方向有关系。
［问题］直线电流的方向跟电的磁感线方向之间的关系如何判断呢？
［出示投影片］直线电流的方向和电的磁感线方向之间的关系可用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：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磁感线的环绕方向。
［出示投影片］环形电流的磁场。如图3.3-3所示：
［教师引导学生得］
环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。
［出示投影片］通电螺线管的磁场。如图3.3-4所示：
［问题］通电螺线管外部的磁场和什么相似？
［学生答］通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似，一端相当于南极，一端相当于北极。
［问题］通电螺线管内部的磁场如何？
［学生答］通电螺线管内部的磁感线和螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线。
［问题］通电螺线管的磁感线方向和什么因素有关系？
［学生答］通电螺线管的磁感线方向和螺线管的电流方向有关。
［问题］如何判断通电螺线管的极性？
［学生回忆得］通电螺线管的电流方向和它的磁感线方向之间的关系，也可用安培定则来判定：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。
［问题］磁感线和电场线有何区别？
［教师引导学生分析得］
（1）电场线是电场的形象描述，而磁感线是磁场的形象描述。
（2）电场线不是闭合曲线，而磁感线是闭合曲线。
（3）电场线上每一点的切线方向都是跟该点的场强方向一致，磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度方向一致。
（4）电场线的疏密程度表示电场强度的大小。磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小。
［问题］电流磁场和天然磁铁相比有何特点？
［学生答］（1）电流磁场的有无可由通断电来控制。
（2）电流磁场的极性可以由电流方向变换。
（3）电流磁场的强弱可由电流的大小来控制。
［问题］电流的磁场有何用途？
［学生答］电流的磁场用途很广泛，如电磁起重机、电话、电动机、发电机以及在自动控制中得到普遍应用的电磁继电器。
2、安培分子电流假说
教师：磁铁和电流都能产生磁场。它们的磁场是否有什么关系呢？我么已经知道，通电螺线管和条形磁铁的磁场分布十分相似，安培由此受到启发，提出了著名的分子电流假说。
教师：分子电流假说的内容是什么呢？
学生回答：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，这就是分子电流假说。
［投影片出示课本图3.3-6］以进一步理解安培分子电流假说。
教师：用安培假说可以解释磁现象
让学生阅读课文，回答以下问题。
［问题］一根铁棒在未被磁化时为什么对外界不显磁性？
［学生答］铁棒未被磁化时，内部各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性。
［问题］什么是磁化？如何去理解磁化和磁极？
［学生答］使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化。
在有外界磁场的作用时，某些物质内部各分子电流的取向会变得大致相同，这个过程就是磁化，这些物质被磁化后，各分子电流的磁场互相叠加，对外界显示出较强的磁作用，在两端形成磁极。
［问题］永磁体为什么具有磁性？
［学生答］永磁体之所以具有磁性，是因为它内部的环形分子电流本来就排列整齐。
［问题］永磁体如何失去磁性？
［学生答］永磁体受到高温或猛烈的敲击会失去磁性，这是因为在激烈的热运动或机械振动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱无章了。
［问题］为什么无论把磁棒折成多小的一段，它总有两个磁极？
［学生答］每个环形分子电流的两个侧面必定同时出现，一面相当于N极，另一面相当于S极。
教师：安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质
［问题］分子电流是如何形成的？
［学生答］分子电流是由原子内部电子的运动形成的。
教师随后引导学生分析得出结论：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
3、匀强磁场
教师：前面我们学过匀强电场，现在大家回忆一下以下问题：
（1）什么是匀强电场？
（2）匀强电场的产生条件是什么？
（3）匀强电场的电场线有何特点？
学生答：
（1）在电场的某一区域，如果场强的大小和方向都相同，这个区域的电场叫做匀强电场。
（2）两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。
（3）匀强电场的电场线是距离相等的平行直线。
在同学回答完问题后，教师紧接着提问：什么是匀强磁场？它的产生条件是什么？匀强磁场的磁感线又有什么特点？
［实物投影课本图3.3-7、图3.3-8
［教师引导学生得出结论］
匀强磁场
①定义：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。
②产生方法
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磁感线的特点
匀强磁场的磁感线是间距相等的平行直线。
4、磁通量
教师：研究电磁现象时，有时需要研究穿过某一面积的磁场和它的变化，为此，物理学上引入了一个新的物理量——磁通量。
阅读教材，说出磁通量的定义、公式、单位以及物理意义。
学生阅读教材，解决以上问题。
师生互动、总结：
（1）定义：
一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。
（2）公式：Ф=B·S
（3）单位：韦伯（Wb）? 1Wb=1T·1m2=1V·s
（4）物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁场越强，穿过它的磁感线条数越多，磁通量就越大。当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零。
注意：当平面跟磁场方向不垂直时，穿过该平面的磁通量等于B与它在磁场垂直方向上的投影面积的乘积．即Ф=B·Ssinθ，（θ为平面与磁场方向之间的夹角）（如图所示）
教师：将磁通量的定义式Ф=B·S变形得：B=，这个比值反映了什么意义？单位是什么？
学生：B为垂直磁场方向单位面积上的磁通量，反映磁场的强弱。又叫磁通密度。单位Wb/m2
（三）课堂总结、点评
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）实例探究
安培定则的应用
【例1】一细长的小磁针，放在一螺线管的轴线上，N极在管内，S极在管外。若此小磁针可左右自由移动，则当螺线管通以图所示电流时，小磁针将怎样移动？
解析：正确解题思路是：当螺线管通电后，根据右手螺旋定则判定出管内、外磁感线方向如图所示，管内外a、b两处磁场方向向右，管内b处磁感线分布较密，管处a处磁感线分布较稀。
根据磁场力的性质知：小磁针N极在b处受力方向向右，且作用力较大；小磁针S极在a处受力向左，且作用力较小，因而小磁针所受的磁场力的合力方向向右。
点评：“同名磁极相斥、异名磁极相吸”只适合于磁体间外部相互作用的情形，适用情形存在局限性；而磁场力的性质：“磁体N极受力方向与所在处磁场方向相同”对于磁极间内部或外部作用总是普遍适用的.
【例2】如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是_______
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
解析：小磁针的N极指向读者，说明小磁针所在处的磁场方向是指向读者，由安培定则可确定出带电粒子形成的电流方向向左，这向左的电流可能是向左飞行的正离子形成，也可能是向右飞行的负离子形成，故正确答案为B、C
答案：BC
对安培分子电流假说的理解
【例3】关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是_______
A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁
B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动
C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的
D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此，任何磁体都不会失去磁性
解析：磁与电是紧密联系的，但“磁生电”“电生磁”都有一定的条件，运动的电荷产生磁场，但一个静止的点电荷的周围就没有磁场，分子电流假说揭示了磁现象的电本质，磁铁的磁场和电流的磁场一样都是由运动电荷产生的，磁体内部只有当分子电流取向大体一致时，就显示出磁性，当分子电流取向不一致时，就没有磁性，所以本题的正确答案为B。
答案：B
作业：
1、课下阅读课本第94页科学漫步《有趣的右螺旋》
2、完成P95“问题与练习”第1、2、3题。书面完成第4题。
第四节 磁场对通电导线的作用力
教学目标：
（一）知识与技能
1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断----左手定则。知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题。
2、会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL。
3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。
（二）过程与方法
通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算。培养学生的想像能力。
（三）情感态度与价值观
使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系。
教学重点：安培力的方向确定和大小的计算。
教学难点：左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）。
教学方法：讲授、实验、探究、讨论
教学教具：磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。
教学过程：
（一）复习引入
让学生回忆在在第二节中通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关。
过渡：本节我们将对安培力做进一步的讨论。
（二）新课教学
安培力：磁场对电流的作用力。
安培力是以安培的名字命名的，因为他研究磁场对电流的作用力有突出的贡献。
1．安培力的方向
【演示】按照P85图3.1—3所示进行演示。
（1）改变电流的方向，观察发生的现象。
［现象］导体向相反的方向运动。
（2）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向，观察发生的现象。
［现象］导体又向相反的方向运动
［教师引导学生分析得出结论］
（1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。
（2）安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。（P96图3.4-1）
如何判断安培力的方向呢？
人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律—左手定则。
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，把手放人磁场中，让磁感线从掌心穿入，并使伸开的四指指向电流方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向。（如图）。
【说明】左手定则是一个难点，涉及三个物理量的方向，涉及三维空间，而学生的空间想像力还不强，所以教师应引导学生如何将三维图形用二维图形表达(侧视图、俯视图和剖面图等等)，还要引导学生如何将二维图形想像成三维图形。可将右图从侧视图、俯视图和剖面图一一引导学生展示。
一般情形的安培力方向法则介绍…
结论：电流和磁场可以不垂直，但安培力必然和电流方向垂直，也和磁场方向垂直，用左手定则时，磁场不一定垂直穿过手心，只要不从手背穿过就行。
至于大小法则，如果电流和磁场不垂直，则将磁场进行分解，取垂直分量代入公式即可；从这个角度不难理解—如果电流和磁场平行，那么安培力是多少？[学生]为零。
引导学生分析判断P99第一题
补充练习：判断下图中导线A所受磁场力的方向.
【演示】平行通电直导线之间的的相互作用（P97图3.4—3）。
引导学生区别安培定则和左手定则，并且用这两个定则去解释“平行通电导线之间的相互作用”这一演示实验，解释时应明白左边的通电导线受到的安培力是右边的通电导线所产生的磁场施加的，反之亦然。
2、安培力的大小
通电导线（电流为I、导线长为L）和磁场（B）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：F = BIL（最大）
两种特例：即F = ILB(I⊥B)和F = 0(I∥B)。
一般情况：当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，有F = ILBsinθ
【注意】在推导公式时，要让学生明确两点：一是矢量的正交分解体现两个分量与原来的矢量是等效替代的关系，二是从特殊到一般的归纳的思维方法。（具体推导见P97）
还应该注意的是：尽管公式F=ILB是从公式B=F/IL变形而得的，但两者的物理意义却有不同。①公式B=F/IL是根据放置于给定磁场中的给定点上的检验电流(电流元)受力情况，来确定这一位置的磁场的性质，它对任何磁场中的任何点都是适用的。②公式F=ILB则是在已知磁场性质的基础上，确定在给定位置上给定的一小段通电直导线的受力情况，在中学阶段，它只适用于匀强磁场。教师应该给学生指出：物理公式在作数学的等价变形时，其物理意义和适用范围将会发生变化。这是应用数学知识解决物理问题时所要引起注意的问题，但却往往被人们所忽视。
应该提醒学生注意安培力与库仑力的区别。电荷在电场中某一点受到的库仑力是一定的，方向与该点的电场方向要么相同，要么相反。而电流在磁场中某处受到的磁场力，与电流在磁场中放置的方向有关，电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL，一般情况下的安培力大于零，小于BIL，方向与磁场方向垂直。
3、磁电式电流表
（1）电流表的组成及磁场分布
请同学们阅读课文，让学生先看清楚磁铁、铝框、线圈、螺旋弹簧、极靴、指针、铁质圆柱等构件，了解它们之中哪些是固定的，哪些是可动的。然后回答.：电流表主要由哪几部分组成的？
数分钟后，教师出示实物投影并课件演示---图1
［学生答］电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成.
电流表的组成：永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘.（最基本的是磁铁和线圈）
教师提示注意： a、铁芯、线圈和指针是一个整体；b、蹄形磁铁内置软铁是为了（和铁芯一起）造就辐向磁场；c、观察——铁芯转动时螺旋弹簧会形变。
［实物投影课本图2］
［问题］电流表中磁场分布有何特点呢？
［教师讲解］电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.
［问题］什么是均匀辐向分布呢？
［教师进一步讲解］所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度.该磁场并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B的大小是相等的。
（2）电流表的工作原理-------引导学生弄清楚以下几点：（并请学生自己归纳P98）
①线圈的转动是怎样产生的?
②线圈为什么不一直转下去？
③为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?
④如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向?
⑤使用时要特别注意什么?
（三）对本节要点做简要小结.
（四）巩固新课： 1、复习本节内容
2、做一做（P98）
3、完成“问题与练习”2、4练习，3作业。
第五节 磁场对运动电荷的作用力
教学目标：
（一）知识与技能
1、通过本课时的学习使学生知道磁场对电流的作用（安培力）实质是磁场对运动电荷作用（洛伦兹力）的宏观表现。
2、理解洛伦兹力的方向由左手定则判定，能根据安培力的表达式F=BIL推导洛伦兹力的表达式f=qvB。
3、培养学生的思维能力、分析能力以及逻辑推理能力，使学生体会由宏观量描绘微观量的科学思想。
（二）过程与方法
通过观察演示实验认识并验证带电粒子在匀强磁场中的受力情况，借此培养学生观察、分析问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
引导学生用分析、猜想、实验（观察）、理论验证的科学方法探求新知识，增强他们的能力。
教学重点：
1、由安培力的方向导出判定洛伦兹力方向的判定方法———左手定则。
2、根据安培力的表达式（宏观量）导出洛伦兹力（微观量）的表达式。
教学难点：建立相关物理模型，导出公式f=qvB。
教学方法：启发、实验观察结合讲解、讨论。
教学用具：阴极射线管、学生低压电源、感应圈（高压）、蹄形磁体、导线和开关以及投影仪、投影片、投影屏幕。
教学过程：
一、引入新课
1、安培力的启示（导课）：磁场对电流具有磁场力的作用（安培力），电流是由于电荷定向运动形成的，由此可猜想：磁场对电流的作用是磁场对运动电荷作用的宏观体现？
2、演示实验、验证猜想：①介绍（简介）阴极射线管及工作原理。
②观察阴极射线（电子束）在磁场中发生明显的偏转现象。
教师提问：这一现象表明什么？
师生总结：阴极射线（电子束）在磁场中偏转，说明电子束在磁场中确实受到某种力的作用，这个力就是今天我们要学习的洛伦兹力。
二、新课教学
（一）洛伦兹力
物理学中把磁场对运动电荷的作用力（磁场力）称为洛伦兹力（物理学家洛伦兹最先提出这一观点）。
（二）洛伦兹力的方向
1、由安培力的方向导出洛伦兹力方向的特点
（1）洛伦兹力的方向跟磁场方向垂直；
（2）洛伦兹力的方向跟电荷运动方向垂直。
2、用左手定则确定洛伦兹力的方向（便于记忆）
教师示范：伸开左手，使大拇指跟其于四个手指垂直，且处于同一水平面内，将左手放入磁场中，让磁感线从手心穿进，四指指向正电荷的运动方向，那么大拇指所指的方向就是正电荷受洛伦兹力的方向（在黑板上画出示意图）。
教师提问：如果是负电荷在磁场中运动，洛伦兹力的方向如何？为什么？
启发学生思考，师生共同按如下思路分析：①负电荷定向运动形成电流方向如何？受到的安培力的方向如何？②由此得出负电荷受洛伦兹力方向的判定方法（在黑板上画出示意图）。③以阴极射线束在磁场中的偏转加以验证，使学生体会这一方法的应用。
（三）洛伦兹力的大小
1、教师提出问题，学生分析讨论：如何定量描述洛伦兹力的大小？
2、建立物理模型，引导学生思考，师生共同推导：设导线长L，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线中电流大小为I，电流方向跟磁场方向垂直，由此可知：
F安=BIL················································①
设形成电流的电荷是相同的正电荷，电量为q，以等速v作定向运动（为研究的方便而设定如此情形，跟实际效果相同），导体横截面积为S，单位体积内的电荷数目为 n，由此可见：
I=nqvS·················································②
从微观角度看，导体中运动的电荷受洛伦兹力作用，所有运动电荷受洛伦兹力的总体效应表现为导线受的安培力，设每个运动电荷的洛伦兹力为f，由此必然有：
（LSn）f=F安············································③
由①②③得：f=qvB
3、引导学生分析f=qvB的适用条件
教师提问：①运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用吗？为什么？
②f=qvB的适用条件如何？
师生共同总结：①当电荷运动方向与磁场方向平行时，运动电荷虽然在磁场中，但不受洛伦兹力作用（为什么？）。
②当电荷运动方向与磁场方向垂直时，运动电荷受洛伦兹力最大fmax=qvB。
三、小结
1、对学生强调洛伦兹力方向的特点：①洛伦兹力方向跟磁场方向垂直；②洛伦兹力方向跟电荷运动方向垂直。
2、应用左手定则时，对正电荷与负电荷的不同点（四指指向不同）和相同点（四指指向电流的方向）。
3、洛伦兹力大小的描述。
四、思考与讨论（用投影仪打出思考题，供学生课后思考和讨论）
1、当导线中无电流时，导线放在磁场中，但不受安培力作用。可是导线中的自由电荷却在不停地做无规则的（热）运动，速率非常大，可见每个电荷要受洛伦兹力作用，即是说从微观角度看导线应该（好象）受安培力的作用，对此你作何解释？
2、带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？为什么（为下节课的学习埋下伏笔）？
五、作业
1.阅读课本“电视显像管的工作原理”部分
2.完成问题与练习1、2、3、4、5
第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动
教学目标：
（一）知识与技能
1、理解洛伦兹力对粒子不做功。
2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动.
3、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，并会用它们解答有关问题， 知道质谱仪的工作原理。
4、知道回旋加速器的基本构造、工作原理 、及用途 。
（二）过程与方法
通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场（电场、磁场）中的问题，培养学生的分析推理能力。
（三）情感态度与价值观
通过对本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新历程。
教学重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析有关问题。
教学难点：1.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。
2.综合运用力学、电磁学知识解决带电粒子在复合场中的问题。
教学用具：洛伦兹力演示仪、感应线圈、电源、多媒体等
教学过程：
（一）引入新课
［问题1］什么是洛伦兹力？［磁场对运动电荷的作用力］
［问题2］带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？［不一定，洛伦兹力的计算公式为F=qvBsinθ，θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当θ=90°时，F=qvB;当θ=0°时，F=0。］
［问题3］带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？今天我们来学习—带电粒子在匀强磁场中的运动
（二）新课教学
【演示】先介绍洛伦兹力演示仪的工作原理，由电子枪发出的电子射线可以使管内的低压水银蒸气发出辉光，显示出电子的径迹，后进行实验。（并说明相关问题104-105页）
教师进行演示实验.
［实验现象］在暗室中可以清楚地看到，在没有磁场作用时，电子的径迹是直线；在管外加上匀强磁场（这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的），电子的径迹变弯曲成圆形。
［教师引导学生分析得出结论］
当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
带电粒子垂直进入匀强磁场中的受力及运动情况分析（动态课件）。
一是要明确所研究的物理现象的条件----在匀强磁场中垂直于磁场方向运动的带电粒子。二是分析带电粒子的受力情况，用左手定则明确带电粒子初速度与所受到的洛伦兹力在同一平面内，所以只可能做平面运动。三是洛伦兹力不对运动的带电粒子做功，它的速率不变，同时洛伦兹力的大小也不变。四是根据牛顿第二定律，洛伦兹力使运动的带电粒子产生加速度(向心加速度)
［出示投影］
①电子受到怎样的力的作用？这个力和电子的速度的关系是怎样的？（电子受到垂直于速度方向的洛伦兹力的作用.）
②洛伦兹力对电子的运动有什么作用？（洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小）
③有没有其他力作用使电子离开磁场方向垂直的平面？（没有力作用使电子离开磁场方向垂直的平面）
④洛伦兹力做功吗？（洛伦兹力对运动电荷不做功）
1．带电粒子在匀强磁场中的运动
（1）运动轨迹：沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，粒子在垂直磁场方向的平面内做匀速圆周运动，此洛伦兹力不做功。
【注意】带电粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供。
通过“思考与讨论”（ 105页），使学生理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，的轨道半径r和周期T与粒子所带电量、质量、粒子的速度、磁感应强度有什么关系。
［出示投影］
一带电量为q，质量为m ,速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其半径r和周期T为多大？
［问题1］什么力给带电粒子做圆周运动提供向心力？［洛伦兹力给带电粒子做圆周运动提供向心力］
［问题2］向心力的计算公式是什么？［F=mv2/r］
［教师推导］粒子做匀速圆周运动所需的向心力F=m是由粒子所受的洛伦兹力提供的，所以 qvB=mv2/ r由此得出r= T=可得T=
（2）轨道半径和周期
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径及周期公式.
1、轨道半径r = 2、周期T =2πm/ qB
【说明】：
（1）轨道半径和粒子的运动速率成正比.
（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率无关。
【讨论】：在匀强磁场中如果带电粒子的运动方向不和磁感应强度方向垂直，它的运动轨道是什么样的曲线？
分析：当带电粒子的速度分别为垂直于B的分量v1和平行于B的分量v2，因为v1和B垂直，受到洛伦兹力qv1B，此力使粒子q在垂直于B的平面内做匀速圆周运动，v1和B平行，不受洛伦兹力，故粒子在沿B方向上做匀速曲线运动，可见粒子的运动是一等距螺旋运动.
再用洛伦兹力演示仪演示
［出示投影课本例题］
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射入电势差为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，最后打到底片D上。
(1)粒子进入磁场时的速率；
(2)求粒子在磁场中运动的轨道半径。
解：（1）粒子在S1区做初速度为零的匀加速直线运动.由动能定理知，粒子在电场中得到的动能等于电场对它所做的功，即
由此可得v=。
（2）粒子做匀速圆周运动所需的向心力是由粒子所受的洛伦兹力提供，即qvB=m
所以粒子的轨道半径为 r=mv/qB=
［教师讲解］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或算出质量。
例题在处理上，可以让学生自己处理，教师引导总结。为了加深对带电粒子在磁场中的运动规律的理解，可以补充例题和适量的练习。注意：在解决这类问题时，如何确定圆心、画出粒子的运动轨迹、半径及圆心角，找出几何关系是解题的关键。
例题给我们展示的是一种十分精密的仪器------质谱仪
补充例题: 如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，已知∠AOB=120°，求该带电粒子在磁场中运动的时间。
分析：首先通过已知条件找到所对应的圆心O′，画出粒子的运动轨迹并画出几何图形。
解：设粒子在磁场中的轨道半径为R，粒子的运动轨迹及几何图形如图所示。
粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，
有qvB=mv2/R ①
由几何关系有：R = r tan60o ②
粒子的运动周期T =2πR/v0 ③
由图可知θ=60°，得带电粒子在磁场中运动的时间 t = T/6 ④
联立以上各式解得：t=rπ/3v0
（3）质谱仪
阅读课文及例题，回答以下问题：
1.试述质谱仪的结构；
2.试述质谱仪的工作原理；
3.什么是同位素？
4.质谱仪最初是由谁设计的？
5.试述质谱仪的主要用途。
阅读后学生回答：
1.质谱仪由静电加速极、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成。
2.电荷量相同而质量有微小差别的粒子，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。
3.质子数相同而质量数不同的原子互称为同位素。
4.质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计。
5.质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。
2．回旋加速器
（1）直线加速器
①加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电的粒子动能增加，即qU =ΔEk
②直线加速器的多级加速：教材图3．6—5所示的是多级加速装置的原理图，由动能定理可知，带电粒子经N级的电场加速后增加的动能，ΔEk=q（U1+U2+U3+U4+…Un）
③直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间内制造直线加速器受到一定的限制。
（2）回旋加速器
①由美国物理学家劳伦斯于1932年发明。
②其结构教材图3．6—6所示。核心部件为两个D形盒（加匀强磁场）和其间的夹缝（加交变电场）
③加速原理：通过“思考与讨论”让学生自己分析出带电粒子做匀速圆周运动的周期公式T = 2πm/q B，明确带电粒子的周期在q、m、B不变的情况下与速度和轨道半径无关，从而理解回旋加速器的原理。
在学生思考之后，可作如下的解释：如果其他因素(q、m、B)不变，则当速率v加大时，由r=mv/qB得知圆运动半径将与v成正比例地增大，因而圆运动周长也将与v成正比例地增大，因此运动一周的时间(周期)仍将保持原值。
最后提到了回旋加速器的效能(可将带电粒子加速，使其动能达到25 MeV～30 MeV)，为狭义相对论埋下了伏笔。
老师再进一步归纳各部件的作用：（如图）
磁场的作用：交变电场以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其周期在q、m、B不变的情况下与速度和轨道半径无关，带电粒子每次进入D形盒都运动相等的时间（半个周期）后平行电场方向进入电场加速。
电场的作用：回旋加速器的的两个D形盒之间的夹缝区域存在周期性变化的并垂直于两个D形盒正对截面的匀强电场，带电粒子经过该区域时被加速。
交变电压的作用：为保证交变电场每次经过夹缝时都被加速，使之能量不断提高，须在在夹缝两侧加上跟带电粒子在D形盒中运动周期相同的交变电压。
带电粒子经加速后的最终能量：（运动半径最大为D形盒的半径R）
由R=mv/qB有 v=qBR/m所以最终能量为 Em=mv2/2 = q2B2R2/2m
讨论：要提高带电粒子的最终能量，应采取什么措施？（可由上式分析）
例：1989年初，我国投入运行的高能粒子回旋加速器可以把电子的能量加速到2.8GeV；若改用直线加速器加速，设每级的加速电压为U =2.0×105V，则需要几级加速？
解：设经n级加速,由neU=E 有 n=E/eU=1.4×104（级）
（三）对本节要点做简要小结。
（四）巩固新课：1、复习本节内容；
2、“问题与练习”2、4练习，3作业。
