高中物理磁场超牛.ppt

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1、磁场13.1磁现象和磁场2东汉王充在东汉王充在论衡论衡中写道：中写道：“司南之杓司南之杓,投之于地投之于地,其柢指南其柢指南”最初发现的磁体是被最初发现的磁体是被称为称为“天然磁石天然磁石”的的矿物矿物,其中含有主要成其中含有主要成分为分为FeFe3 3OO4 4,能吸引其能吸引其他物体他物体,很像磁铁很像磁铁31.1.磁性：能够吸引铁质物体的性质磁性：能够吸引铁质物体的性质2.2.磁体：具有磁性的物体叫磁体磁体：具有磁性的物体叫磁体3.3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极小磁针静止时小磁针静止时 指南的磁极叫做指南的磁极叫做南极南极,又叫又叫S S极极;指北的

2、磁极叫做指北的磁极叫做北极北极,又叫又叫N N极极4.4.磁极间的相互作用磁极间的相互作用:同名磁极相斥，异名磁极相吸同名磁极相斥，异名磁极相吸5.5.变无磁性物体为有磁性物体叫变无磁性物体为有磁性物体叫磁化磁化,变有磁性物体为无磁性物体叫变有磁性物体为无磁性物体叫退磁退磁复习回顾5【问题问题】磁体之间是通过什么发生相互作用磁体之间是通过什么发生相互作用的呢的呢?【联想联想】电荷之间是通过什么发生相互作用电荷之间是通过什么发生相互作用的呢的呢?电荷之间的相互作用是通过电场发生的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体之间的相互作用是通过磁场磁场发生的发生的电场和磁场一样都

3、是一种物质电场和磁场一样都是一种物质6一、磁场一、磁场【问题问题】是否只有磁铁周围才存在磁场是否只有磁铁周围才存在磁场?磁体磁体磁体磁体磁场磁场1.1.磁体周围空间存在的一种特殊物质。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7二、电流的磁效应二、电流的磁效应奥斯特实验奥斯特实验8奥斯特实验奥斯特实验、实验装置如图、实验装置如图、实验现象、实验现象当给导线通电时当给导线通电时,与导线平行放置的小磁针发与导线平行放置的小磁针发生转动生转动、注意事项：导线应沿、注意事项

4、：导线应沿南北南北方向方向水平水平放置放置、实验结论、实验结论:通电导线周围存在磁场通电导线周围存在磁场,即电流可以产生磁场即电流可以产生磁场因为通电直导线产生的磁场分布在一族以导线为轴的同心圆柱面上（磁场方向可用右手定则判断，大拇指指电流方向，四指弯曲指向磁场方向），小磁针自然静止时是指向南北方向的，如果导线沿东西方向放的话产生的磁场对小磁针的力矩为零，不会观察到小磁针偏转的现象。只有当导线南北放置时，导线产生的磁场对小磁针的力矩不为零才有可能观察到小磁针偏转的现象。91.1.磁体周围空间存在的一种特殊物质。磁体周围空间存在的一种特殊物质。一、磁场一、磁场磁体磁体磁体磁体磁场磁场2.2.电流

5、的磁效应：电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场.磁铁不磁铁不是磁场的唯一来源是磁场的唯一来源.10结论：结论：磁体对通电导体有力的磁体对通电导体有力的作用作用问题：问题：磁体和通电导体之间磁体和通电导体之间的相互作用力是通过什么的相互作用力是通过什么发生的呢？发生的呢？3.3.磁场与电流之间的相互作用磁场与电流之间的相互作用11问题：问题：磁体和通电导体之间的相互作用力是通过磁体和通电导体之间的相互作用力是通过什么发生的呢？什么发生的呢？磁体磁体电流电流磁场磁场12问题：问题：电流与电流之间是否有力的作用？电流与电流之间是否有力的作用？结论结论:同向电流相互吸引。同向

6、电流相互吸引。结论结论:反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。问题：问题：电流和电流之间的相互作用力是电流和电流之间的相互作用力是通过什么发生的呢？通过什么发生的呢？电流的磁效应：电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场.电流电流电流电流磁场磁场13 磁场对放入其中的磁体或通电导磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。体会产生磁力作用。（磁体之间、磁体与通电导体之（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）作用都是通过磁场发生的）三、磁场的基本性质三、磁场的基本性质14四、地磁场四、地磁场1.1.

7、地球是一个巨大的磁体地球是一个巨大的磁体2.2.地球周围空间存在的磁场叫地磁场地球周围空间存在的磁场叫地磁场3.3.地磁的北极在地理的地磁的北极在地理的南极附近南极附近,地磁的南极在地磁的南极在地理的北极附近地理的北极附近,但两者但两者并不完全重合并不完全重合,它们之间它们之间的夹角称为磁偏角的夹角称为磁偏角4.4.磁偏角的数值在地球上磁偏角的数值在地球上不同地方是不同的不同地方是不同的15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 BCDBCD16下

8、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 ADADADAD173.2磁感应强度18电场的基本性质是什么？电场的基本性质是什么？电场的基本性质是什么？电场的基本性质是什么？对放入其中的电荷有电场力的作用对放入其中的电荷有电场力的作用磁场的基本性质是什么？磁场的基本性质是什么？对放入其中的

9、磁体或通电导体有磁力的作用对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用电场强度电场强度:试探电荷所受电场力跟电荷量的比值试探电荷所受电场力跟电荷量的比值 正试探电荷的受力方向正试探电荷的受力方向如何描述电场的强弱和方向？如何描述电场的强弱和方向？如何描述电场的强弱和方向？如何描述电场的强弱和方向？如何描述磁场的强弱和方向？如何描述磁场的强弱和方向？如何描述磁场的强弱和方向？如何描述磁场的强弱和方向？是否类似电场的研究方法是否类似电场的研究方法,分析磁体或电流在磁场中分析磁体或电流在磁场中所受的力所受的力,找出表示磁场强弱和方向的物理量找出表示磁场强弱和方向的物理量?复习类比复习类比19如何如何描述磁

10、场的强弱和方向呢描述磁场的强弱和方向呢?电场电场电场力电场力FF/q表示电场的强弱表示电场的强弱电荷电荷电荷电荷q q q q磁场磁场磁场力磁场力F磁场的强弱磁场的强弱电流电流电流电流磁体磁体磁体磁体电场强度电场强度E磁场强度磁场强度磁感应强度磁感应强度描述磁场的强弱和方向描述磁场的强弱和方向20电场电场电场电场正试探电荷的受力方向正试探电荷的受力方向正试探电荷的受力方向正试探电荷的受力方向磁场磁场磁场磁场磁体或电流的受力方向磁体或电流的受力方向磁体或电流的受力方向磁体或电流的受力方向小磁针小磁针小磁针小磁针N N极的受力方向极的受力方向极的受力方向极的受力方向一、磁感应强度的方向一、磁感应强

11、度的方向物理学规定：物理学规定：小磁针小磁针N极极(北极北极)的受力方向的受力方向或或小磁针小磁针静止静止时时N极的指向，规定为该点的极的指向，规定为该点的磁场方向磁场方向,即即磁感应强度的方向磁感应强度的方向观察小磁针北极指向归纳方向21电流元：电流元：很短的一段通电导线中的电流很短的一段通电导线中的电流I与导线长度与导线长度L的的乘积乘积IL.方法：用方法：用检验电流元检验电流元来研究磁场强弱来研究磁场强弱 思思考考：通通电电导导线线受受到到的的磁磁场场力力与与哪哪些因素有关些因素有关?导导线线长长度度、电电流流大大小小、磁磁场场的的不不同同、放放置置的的位位置置（导导线线与与磁磁场场方方

12、向向平平行行、垂直及任意夹角受力情况不同）垂直及任意夹角受力情况不同）（演示方向问题）（演示方向问题）实验实验方案方案二、磁感应强度的大小二、磁感应强度的大小理想模型理想模型实验方法实验方法:控制变量法控制变量法221、保持磁场和通电导线的长度不变，、保持磁场和通电导线的长度不变，改改变电流变电流的大小。的大小。2、保持磁场和导线中的电流不变，、保持磁场和导线中的电流不变，改变改变通电导线的通电导线的长度长度。实验方案设计实验方案设计结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越大，导线所受的安培力就越大。大，导线所受的安培力就越大。结论：在通电导线的电流

13、和磁场不变时，导线越长，结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长，导线所受的安培力就越大。导线所受的安培力就越大。现象：电流越大，导线的偏角越大。现象：电流越大，导线的偏角越大。探究实验探究实验探究实验探究实验逻辑推理逻辑推理逻辑推理逻辑推理23逻辑推理逻辑推理逻辑推理逻辑推理F F F F L L L LF F F F I I I IF F F F ILILILILF F=BILBIL精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向垂直垂直时，时，它受力的大小既与导线的长度它受力的大小既与导线的长度L 成正比，又与导线中成正比，又与导线中的电流的电流I 成正比

14、，即与成正比，即与I和和L的乘积的乘积 IL 成正比。成正比。（2 2）不同磁场中，比值不同磁场中，比值不同磁场中，比值不同磁场中，比值F/ILF/ILF/ILF/IL一般不同一般不同一般不同一般不同;（1 1）同一磁场中同一磁场中同一磁场中同一磁场中 ，比值，比值，比值，比值F/ILF/ILF/ILF/IL为恒量；为恒量；为恒量；为恒量；F F F F ILILILIL24磁感应强度磁感应强度1、定义：、定义：3、单位：、单位：4、方向：方向：在磁场中在磁场中垂直于磁场方向垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场的通电导线，所受的磁场力力F跟电流跟电流I和导线长度和导线长度L的乘积的乘积IL的比

15、值叫磁感应的比值叫磁感应强度强度在国际单位制中在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉磁感应强度的单位是特斯拉,简称特简称特,国际符号是国际符号是T1T=1N/Am磁感应强度是矢量磁感应强度是矢量,方向与该点磁场的方向一致方向与该点磁场的方向一致2、定义式：、定义式：2526有有人人根根据据B=F/IL提提出出：磁磁场场中中某某点点的的磁磁感感应应强强度度B跟跟磁磁场场力力F成成正正比比，跟跟电电流流强强度度I和和导导线线长长度度L的的乘乘积积IL成成反反比比，这这种种提法有什么问题？错在哪里？提法有什么问题？错在哪里？答：这种提法不对答：这种提法不对.因为实验证明，因为实验证明，F和和IL的

16、乘积成正比，故比值（的乘积成正比，故比值（F/IL）在磁）在磁场中某处是一个恒量，它反映了磁场本场中某处是一个恒量，它反映了磁场本身的特性，不随身的特性，不随F及及IL的变化而变化的变化而变化.思考思考291、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（、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

17、电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导线受力的大小和方向无关D例题例题302、下列说法中错误的是（、下列说法中错误的是（）A磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流流I、长为、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场的一小段导线放在该处时所受磁场力力F与与I、L的乘积的比值的乘积的比值B一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，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则该处一定没有磁场C一小段通电导线放在磁场中一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力处时受磁场力比放在比放在B处大，则处大，则A处磁感应强度比处磁感应强度比

18、B处的磁感处的磁感应强度大应强度大D因为因为B=F/IL，所以某处磁感应强度的大小，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比乘积成反比ABCD310.1T3、一根导线长、一根导线长0.2m，通过，通过3A的电流，的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是垂直放入磁场中某处受到的磁场力是610-2N，则该处的磁感应强度，则该处的磁感应强度B的大的大小是小是_；如果该导线的长度和电；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流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是的大小是_.0.1T323.3几种常见的磁场34复习：复习：在学习电场时为了在学习

19、电场时为了形象形象的描述电场强度的描述电场强度E E的大的大小和方向，小和方向，我们引入了什么物理量？我们引入了什么物理量？（1）电场线的疏密代表场强的强弱电场线的疏密代表场强的强弱（2）电场线的切线方向代表场强的方向）电场线的切线方向代表场强的方向 (3）在电场中电场线不相交）在电场中电场线不相交（4）电场线始于正电荷，终止于负电荷）电场线始于正电荷，终止于负电荷,不闭合不闭合曲线曲线（5）电场线是假想线，实际不存在）电场线是假想线，实际不存在电场线电场线 电场线有那些电场线有那些特点特点35几种常见磁场磁感线分布几种常见磁场磁感线分布3839安培定则：安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇

20、指所指的方向跟电流的方向一用右手握住导线，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。致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。直线电流的磁场的磁感线直线电流的磁场的磁感线40I侧视图侧视图俯视图俯视图直线电流的磁场的磁感线直线电流的磁场的磁感线由直到曲41课堂训练课堂训练1、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小、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，能使小磁针磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的的N极转向同学们，那么这束带电粒子可能是极转向同学们，那么这束带电粒子可能是 （）A.向右飞行的正离子束向右飞行的正离

21、子束 B.向左飞行的正离子束向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束向右飞行的负离子束D.向左飞行的负离子束向左飞行的负离子束BC42环形电流周围环形电流周围磁感线磁感线安培定则：安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，让右手弯曲的四指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伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。轴线上磁感线的方向。432、如图所示，环形导线周围有三只如图所示，环形导线周围有三只小磁针小磁针a、b、c，闭合开关，闭合开关S后，三后，三只小磁针只小磁针N极的偏转方向是（极的偏转方向是（）A、全向里、全向里 B、全向外、全向外 C、a向里，向

22、里，b、c向外向外 D、a、c向外，向外，b向里向里课堂训练课堂训练D44通电螺旋管周围通电螺旋管周围磁感线磁感线等效等效安培定则：安培定则：用右手握住螺旋管，让弯用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。（大拇指指感线的方向。（大拇指指向螺旋管北极）向螺旋管北极）45练习练习3 3：如图所示，当开关闭合时：如图所示，当开关闭合时：(1)判断通电螺线管的磁极；判断通电螺线管的磁极；46练习练习3 3：如图所示，当开关闭合时：如图所示，当开关闭合时：(1)判断通电螺线管的磁

23、极；判断通电螺线管的磁极；（2）指出每个小磁针的）指出每个小磁针的N、S极。极。NS甲甲乙乙丙丙丁丁SNNNN47练习练习4 4：如图所示，根据小磁针所指方向及如图所示，根据小磁针所指方向及电流方向，画出通电螺线管的绕线情况。电流方向，画出通电螺线管的绕线情况。NN48练习练习4 4：根据图中所示，小磁针所指方向，根据图中所示，小磁针所指方向，画出通电螺线管的绕线情况。画出通电螺线管的绕线情况。NN491 1磁感线是假想的，不是真实的。磁感线是假想的，不是真实的。2 2磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向的方向。3 3磁感线是闭合曲线。磁感线是闭合

24、曲线。4 4磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线的疏密表示磁场的强弱。5 5磁感线不能相交或相切。磁感线不能相交或相切。思考：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场思考：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场思考：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场思考：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否有什么联系？是否有什么联系？是否有什么联系？是否有什么联系？磁感线的特点磁感线的特点53安培定则（右手螺旋定则）安培定则（右手螺旋定则）1判断直线电流周围的磁场：判断直线电流周围的磁场：大拇指方向大拇指方向-电流方向电流方向四指弯曲方向四指弯曲方向-周围磁感线环绕方向周围磁感线环绕方向542判断环形电流判断环形电流

25、周围的磁场：周围的磁场：四指弯曲方向四指弯曲方向电流方向电流方向环形电流中心磁场方向环形电流中心磁场方向大拇指方向大拇指方向553判断载流螺线判断载流螺线管的磁场：管的磁场：四指弯曲方向四指弯曲方向-电流方向电流方向大拇指方向大拇指方向载流螺线管中心载流螺线管中心磁场方向磁场方向56安培分子电流假说安培分子电流假说安培分子电流假说安培分子电流假说磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的1.1.分子电流假说分子电流假说分子电流假说分子电流假说 任任何何物物质质的的分分子子中中都都存存在在环环形形电电流流分分子子电电流流，分分子子电电流流使使每每个个分分子子

26、都都成为一个微小的磁体。成为一个微小的磁体。2.2.安培分子环流假说对安培分子环流假说对安培分子环流假说对安培分子环流假说对一些磁现象的解释一些磁现象的解释一些磁现象的解释一些磁现象的解释：未被磁化的铁棒未被磁化的铁棒磁化后的铁棒磁化后的铁棒571 1、定定义义：在在磁磁感感应应强强度度为为B B的的匀匀强强磁磁场场中中，有有一一个个与与磁磁场场方方向向垂垂直直的的平平面面，面面积积为为S S，我我们们把把B B与与S S的的乘乘积积叫叫做做穿穿过过这这个个面面积积的的磁磁通通量量，简简称称磁磁通通。用用字字母母表表示示磁通量。磁通量。2 2、在匀强磁场中，公式为、在匀强磁场中，公式为 =BS

27、BS S S表示某一面积在垂直于磁场方表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面向上的投影面磁通量磁通量3 3、物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感、物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。线条数。由点到面58课堂训练课堂训练v1.如图，线圈平面与水平方向成角，磁感应线竖直向下，设匀强磁场的磁感应强度为B，线圈面积为S，则_dbcaBBScos594 4、单位：在、单位：在SISI制中是韦伯，简称韦，符号制中是韦伯，简称韦，符号WbWb5 5、磁通量是有正负的，若在某个面积有方向相反的、磁通量是有正负的，若在某个面积有方向相反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵消以后所磁场通过，求磁通量，应

28、考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和-标量标量磁通量磁通量601 1磁通量变化磁通量变化2 21 1是某两个时刻穿是某两个时刻穿过某个平面过某个平面S S的的磁通量之差，即磁通量之差，即取决于取决于末状态的磁通量末状态的磁通量2 2与初状态磁通量与初状态磁通量1 1的代的代数差。数差。2 2不能用不能用 (BB)()(SS)磁通量的变化磁通量的变化61 1 1、磁场强弱、方向处处相同的磁场、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2 2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直

29、线同、疏密均匀的直线匀强磁场匀强磁场亥姆霍兹线圈亥姆霍兹线圈亥姆霍兹线圈亥姆霍兹线圈62课堂训练课堂训练4.如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿y轴正向运动，则由此产生的在轴正向运动，则由此产生的在z轴上轴上A点和点和x轴上轴上B点的磁场方向是（点的磁场方向是（）A.A点磁场沿点磁场沿x轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿z轴负方向轴负方向B.A点磁场沿点磁场沿x轴负方向，轴负方向，B点磁场沿点磁场沿z轴正方向轴正方向C.A点磁场沿点磁场沿z轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿x轴负方向轴负方向D.A点磁场沿点磁场沿x轴正方向，轴正方向，B点

30、磁场沿点磁场沿z轴正方轴正方向向A633.4磁场对通电导线的作用力64安培力安培力安培力安培力磁场对电流的作用力称为安培力。磁场对电流的作用力称为安培力。一一一一.安培力的方向安培力的方向安培力的方向安培力的方向左手定则：左手定则：左手定则：左手定则：伸伸开开左左手手，使使拇拇指指与与四四指指在在同同一一个个平平面面内内并并跟跟四四指指垂垂直直，让让磁磁感感线线垂垂垂垂直直直直穿穿穿穿入入入入手手心心，使使四四指指指指向向电电流流的的方方向向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。65【例题例题例题例题1 1】画出图中第三者的方向。画出图中第三

31、者的方向。【答案答案答案答案】由左手定则作答。由左手定则作答。由左手定则作答。由左手定则作答。【注意注意注意注意】安培力的方向永远与导线垂直。安培力的方向永远与导线垂直。安培力的方向永远与导线垂直。安培力的方向永远与导线垂直。66【例题例题例题例题2 2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。画出图中通电导线棒所受安培力的方向。【答案答案答案答案】由左手定则作答。由左手定则作答。由左手定则作答。由左手定则作答。【注意注意注意注意】安培力的方向永远与导线垂直。安培力的方向永远与导线垂直。安培力的方向永远与导线垂直。安培力的方向永远与导线垂直。671.当电流与磁场方向垂直时，当电流与磁场方向垂直时，

32、F=ILB2.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角时，角时，F=ILBsin二二二二.安培力的大小安培力的大小安培力的大小安培力的大小68B1B2F=ILBsin69【例例例例题题题题3 3】如如图图所所示示，两两平平行行光光滑滑导导轨轨相相距距0.2m，与与水水平平面面夹夹角角为为450，金金属属棒棒MN的的质质量量为为0.1kg，处处在在竖竖直直向向上上磁磁感感应应强强度度为为1T的的匀匀强强磁磁场场中中，电电源源电电动动势势为为6V，内内阻阻为为1，为为使使MN处处于于静静止止状状态态，则则电阻电阻R应为多少？应为多少？(其他电阻不计其他电阻不计)【答案答案】R=0.2ILBcos45

33、=mgsin456/(1+R)=I70如如图图所所示示，条条形形磁磁铁铁放放在在水水平平桌桌面面上上，在在其其正正中中央央的的上上方方固固定定一一根根直直导导线线MN，导导线线与与磁磁场场垂垂直直，给给导线通以由导线通以由N向向M的电流，则：的电流，则：A.磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力作用B.磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用D.磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用F

34、71三三三三.磁电式电表磁电式电表磁电式电表磁电式电表【说明说明说明说明】由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。72如如图图所所示示，在在倾倾角角为为30o的的斜斜面面上上，放放置置两两条条宽宽L0.5m的的光光滑滑平平行行导导轨轨，将将电电源源、滑滑动动变变阻阻器器用用导导线线连连接接在在导导轨轨上上，在在导导轨轨上上横横放放一一根根质质量量为为

35、m0.2kg的的金金属属棒棒ab，电电源源电电动动势势E12V，内内阻阻r0.3，磁磁场场方方向向垂垂直直轨轨道道所所在在平平面面，B0.8T。欲欲使使棒棒ab在在轨轨道道上上保保持持静静止止，滑滑动动变变阻阻器器的的使使用用电电阻阻R应应为为多多大大？（g取取10m/s2，其其它它电电阻阻不计）不计）BE rRa30bBGFNF73课堂练习课堂练习1、图、图16-3所示的四种情况，所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力的是（通电导线不受安培力的是（）743.5磁场对运动电荷的作用力75复习回顾复习回顾方向：方向：IB30IB运用左手定则

36、判断安培力的方向运用左手定则判断安培力的方向安培力安培力:1 1、磁场对通电导线的作用力、磁场对通电导线的作用力为为B B和和I I之间的夹角之间的夹角 大小：大小：FF左手定则左手定则为什么磁场对通电导线有作用力？为什么磁场对通电导线有作用力？76大小：大小：安培力安培力:2 2、通电导线中的通电导线中的电流是怎样形成的呢电流是怎样形成的呢?【思考思考】:既然磁场对电流有力的作用既然磁场对电流有力的作用,而电流是由电荷而电流是由电荷的定向移动形成的的定向移动形成的.那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢?电荷的定向移动形成的电荷的定向移动形成的1 1、磁场对通电

37、导线的作用力、磁场对通电导线的作用力方向：方向：左手定则左手定则复习回顾复习回顾77电子射线管的原理：电子射线管的原理：从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。实验现象：实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。结论：磁场对运动电荷

38、有作用。结论：磁场对运动电荷有作用。78运动电荷在磁场中受到的作用力叫做运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力洛伦兹力安培力是洛伦兹力的安培力是洛伦兹力的宏观表现宏观表现洛伦兹力是安培力的洛伦兹力是安培力的微观本质微观本质磁场对电流有安培力的作用磁场对电流有安培力的作用,而电流是由电荷定向运而电流是由电荷定向运动形成的动形成的,且磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用且磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用.所以磁场所以磁场对电流的安培力就是磁场对运动电荷的洛伦兹力的宏观表对电流的安培力就是磁场对运动电荷的洛伦兹力的宏观表现现一、洛伦兹力一、洛伦兹力为什么磁场对通电导线有作用力？为什么磁场对通电导线有作用力

39、？79如果是如果是负电荷负电荷,我们应如何判定洛伦兹力的方向我们应如何判定洛伦兹力的方向?二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向左手定则：左手定则：伸开左手伸开左手,使大拇指和其余四指垂直且处于同使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内一平面内,把手放入磁场中把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心让磁感线垂直穿过手心,若四若四指指向正电荷运动的方向指指向正电荷运动的方向,那么拇指所指的方向就使正电那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向荷所受洛伦兹力的方向 FFvqv-q80vFvFBvBB垂直于纸面垂直于纸面向外向外垂直于纸面垂直于纸面向外向外Bv1 1、以相同速度进入同一磁场的、以相同速度

40、进入同一磁场的正、负正、负电荷电荷 受到的洛伦兹力方向受到的洛伦兹力方向相反相反2 2、洛伦兹力的方向、洛伦兹力的方向垂直垂直于于v v和和B B组成的平面组成的平面B B F洛v v甲乙丙丁训练加固：训练加固：试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的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洛伦兹力的方向 心得体会心得体会心得体会心得体会81【思考思考】:洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关：的大小跟三个因素相关：1.1.磁感应强度磁感应强度B B2.2.

41、电荷量电荷量q q3.3.电荷运动快慢电荷运动快慢v v三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小82IFvvvv（1 1）通电导线中的电流）通电导线中的电流（2 2）通电导线所受的安培力）通电导线所受的安培力（3 3）这段导线内的自由电荷数）这段导线内的自由电荷数（4 4）每个电荷所受的洛伦兹力）每个电荷所受的洛伦兹力设有一段长为设有一段长为L L，横截面积为，横截面积为S S的直导线，单位体积内的自的直导线，单位体积内的自由电荷数为由电荷数为n n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q q，自由电荷定向移动的，自由电荷定向移动的速率为速率为v v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为

42、。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B B的匀强的匀强磁场中，求磁场中，求三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小83电荷量为电荷量为q q的粒子以速度的粒子以速度v v运动时运动时,如果速如果速度方向与磁感应强度方向度方向与磁感应强度方向垂直垂直,那么粒子所受那么粒子所受的洛伦兹力为的洛伦兹力为(v(v垂直垂直B B）问题问题:若带电粒子不垂直射入磁场若带电粒子不垂直射入磁场,电子电子受到的洛伦兹力又如何呢受到的洛伦兹力又如何呢?B BB BF洛v vB BB B为为B B和和v v之间的夹角之间的夹角 V VB BB B三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小84(vB(vB）(vB(vB）特例特例

43、:当运动电荷的速度当运动电荷的速度v v方向与磁感应强度方向与磁感应强度B B方方向的夹角为向的夹角为，电荷所受的洛伦兹力大小为，电荷所受的洛伦兹力大小为 上式中各量的单位：F F洛洛为为N N，q q为为C C，v v为为m/sm/s，B B为为T T三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小85F F洛洛=qvB=qvB =1.6010 =1.6010-19-193103106 60.10N0.10N =4.810 =4.810-14-14N N 电子的速率电子的速率v v=310=3106 6m/s,m/s,垂直射入垂直射入B B=0.10T=0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？的匀强

44、磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？课课 堂堂 练练 习习 解：因为解：因为v v垂直垂直B B，所以所受洛伦兹力大小，所以所受洛伦兹力大小86 当一带正电当一带正电q q的粒子以速度的粒子以速度v v沿螺线管中轴沿螺线管中轴线进入该通电螺线管线进入该通电螺线管,若不计重力若不计重力,则（则（）A A带电粒子速度大小改变带电粒子速度大小改变B B带电粒子速度方向改变带电粒子速度方向改变C C带电粒子速度大小不变带电粒子速度大小不变D D带电粒子速度方向不变带电粒子速度方向不变CDCDB课课 堂堂 练练 习习87 电荷量为电荷量为q q的粒子在匀强磁场中运动，下列的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确

45、的是说法正确的是()()A A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B B如果把如果把q q改为改为-q-q，且速度反向，大小不变，则，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小方向不变洛伦兹力的大小方向不变C C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场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方向一定与电荷运动方向垂直D D粒子的速度一定变化粒子的速度一定变化B课课 堂堂 练练 习习88思考与讨论：思考与讨论：1.1.带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？对带电粒子是否做功？2.2.带电粒子在

46、磁场中运动时受洛伦兹力带电粒子在磁场中运动时受洛伦兹力.而带电粒子在电场中受电场力而带电粒子在电场中受电场力.那么洛伦兹力那么洛伦兹力与电场力有何区别？与电场力有何区别？89洛伦兹力的特点洛伦兹力的特点 ：1.1.洛伦兹力的方向既垂直于磁场洛伦兹力的方向既垂直于磁场,又垂直于速度又垂直于速度,即垂直于即垂直于v v和和B B所组成的平面所组成的平面2.2.洛伦兹力只改变速度的方向洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小不改变速度的大小3.3.洛伦兹力对电荷不做功洛伦兹力对电荷不做功90洛伦兹力和电场力的区别：洛伦兹力和电场力的区别：1.1.电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无电荷

47、在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用。场力作用。2.2.大小：大小：F F电电Eq,FEq,F洛洛=Bqvsin=Bqvsin。3.3.电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于运动方向。运动方向。4.4.电场力要对运动电荷做功（电荷在等

48、势面上运动除外）电场力要对运动电荷做功（电荷在等势面上运动除外）；而电荷在磁场中运动时，磁场力一定不会对电荷做功。；而电荷在磁场中运动时，磁场力一定不会对电荷做功。91课课 堂堂 练练 习习在图所示的平行板之间在图所示的平行板之间,电场强度电场强度E E和磁感应强度和磁感应强度B B相互相互垂直垂直,具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同不同.这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以所以叫做速度选择器叫做速度选择器.若带正电粒子入射速度若带正电粒子入射速度 ,则下列说法则下列说法正确的是

49、正确的是()()A.A.粒子动能一定增加粒子动能一定增加,电场力做正功电场力做正功B.B.粒子所受洛伦兹力一定增大粒子所受洛伦兹力一定增大,洛伦兹力做正功洛伦兹力做正功C.C.粒子动能一定减少粒子动能一定减少,洛伦兹力不做功洛伦兹力不做功D.D.电场力不做功电场力不做功,洛伦兹力做正功洛伦兹力做正功+-BE+qA A92主要构造:电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等四、电视显像管的工作原理四、电视显像管的工作原理1.1.若要使电子束在水平方向偏离中心若要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的打在荧光屏上的A A点点,偏转磁场应该沿什么方向偏转磁场应该沿什么方向?2.2.若要使电子束打在点若要

50、使电子束打在点,磁场应该沿什么方向磁场应该沿什么方向?3.3.若要使电子束打在荧光屏上的位置由若要使电子束打在荧光屏上的位置由B B逐渐向逐渐向A A点移动点移动,偏偏转磁场应该怎样变化转磁场应该怎样变化?【思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论】93原理：原理：应用电子束磁偏转的道理应用电子束磁偏转的道理四、电视显像管的工作原理四、电视显像管的工作原理94思考与讨论：思考与讨论：沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场的带沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场的带电粒子电粒子,在磁场中将做什么运动在磁场中将做什么运动?953.6带电粒子在匀强磁场中的运动961）、圆周运动的半径）、圆周运动的半径2）、圆周运动的周期）、圆周运动的周期97例题：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，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（如图）（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。9899Thank you!101