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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1-75,*,一、磁场的产生？磁场的基本性质,？,二、磁场的描述:1、磁感应强度B,？,2、磁感线？几种 典型磁场的磁感线分布,？,三、安培力F安：大小？方向,？,四、洛仑兹力f 大小？方向,？,基本知识,磁场 知识、题型、方法,基本题型,一、通电导体在磁场中受力运动问题,1、定性判定,例:,（,4、5、7、15,）2、定量计算,例,（,16,）,二、带电粒子在匀强磁场中圆周运动问题,例,（,1721,）,三、带电粒子在（电场、磁场、重力场）复合场中受 力运动问题,例,（,22,）,四、典型应用事例：质谱仪、回旋加速器、速度选择器,磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应,例,（,11、12、13、20,）,一、磁场的产生？磁场的基本性质？基本知识磁场 知识、题型、,1、磁场的产生,磁体的周围存在磁场（与电场一样是一种特殊物质）,电流（运动电荷）周围存在磁场,奥斯特实验,南北放置,导线通电后发生偏转,电流产生磁场,电荷运动产生磁场,变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。,一磁场的产生和性质,1、磁场的产生磁体的周围存在磁场（与电场一样是一种特殊物质,2、磁场的基本性质,对放入其中的磁体、电流（运动电荷）有力的作用,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,磁体对电流的作用,电流对电流的作用,2、磁场的基本性质对放入其中的磁体、电流（运动电荷）有力的作,3、磁现象的电本质,安培分子电流假说：,在原子、分子等物质微粒内部存在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。,解释磁化、消磁现象,不显磁性,显磁性,磁化,消磁,总结：一切磁现象都是由电荷的运动产生的,3、磁现象的电本质安培分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内,二、磁场的描述：1、磁感应强度B,磁感应强度B：,描述磁场的强弱与方向的物理量,定义：在磁场中,垂直,磁场方向的通电导线，受到的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值。,表达式：,特斯拉 T,矢量：方向为该点的磁场方向，即通过该点的,磁感线的切线方向,磁场的方向：,规定在磁场中任一点，小磁针静止时N极指向（即N极的受力方向）就是该点的磁场方向。（注意：不是电流的受力方向）,（4）叠加：B=B1+B2 平行四边形定则,二、磁场的描述：1、磁感应强度B磁感应强度B：描述磁场,2、磁感线,用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的,假想,曲线,磁感线上每一点的,切线方向,就是该点的,磁场方向,，即小磁针N极在该点的受力方向或静止时的指向,磁感线的,疏密表示磁场的强弱,磁感线是,封闭曲线,（和静电场的电场线不同）,2、磁感线用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的磁感,几种磁场的磁感线：,几种磁场的磁感线：,安培定则,（,右手,螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。,安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行,通电直导线,判断方法：,立体图,纵截面图,横截面图,环形电流,判断方法：,立体图,横截面图,纵截面图,通电直导线判断方法：立体图纵截面图横截面图环形电流判断方,通电螺线管,判断方法,电流,安培定则（二）,立体图,横截面图,纵截面图,地磁场,地磁场的极在地球的南端（东经度，南纬度的南极洲威尔斯附近；极在地球的北端西经度，东经度的北美洲帕里群岛附近；,水平分量从南到北，竖直分量北半球垂直地面向下，南半球垂直地面向上；,赤道平面，距离地面高度相等的点的大小和方向相同,通电螺线管判断方法电流安培定则（二）横截面图纵截面图地磁,电流磁场方向的判断,在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针,N,极向东偏转，由此可知（）,A一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的,N,极靠近小磁针,B一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的,S,极靠近小磁针,C可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过,D,可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过,C,电流磁场方向的判断在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状,一束电子流沿,x,轴正方向高速运动，如图所示，则电子流产生的磁场在,z,轴上的点,P,处的方向是（）,A沿,y,轴正方向 B沿,y,轴负方向,C沿,z,轴正方向 D,沿,z,轴负方向,A,一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，则电子流,下列说法中正确的是（）,A磁感线可以表示磁场的方向和强弱,B磁感线从磁体的,N,极出发，终止于磁体的,S,极,C磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场,D放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的,N,极一定指向通,电螺线管的,S,极,磁感线,AC,下列说法中正确的是（）磁感线AC,磁感应强度的定义,关于磁感应强度，下列说法中错误的是（）,A由,B,=F/IL可知，,B,与,F,成正比，与,IL,成反比,B由B=F/IL可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场,C通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强,D,磁感应强度的方向就是该处电流受力方向,ABCD,磁感应强度的定义关于磁感应强度，下列说法中错误的是（,磁感应强度的矢量性,两根长直通电导线互相平行，电流方向相同.它们的截面处于一个等边三角形,ABC,的,A,和,B,处.如图所示，两通电导线在,C,处的磁场的磁感应强度的值都是,B,，则,C,处磁场的总磁感应强度是（）,A2,B,BB C,0 D,B,D,磁感应强度的矢量性两根长直通电导线互相平行，电流方向相同,安培力磁场对电流的作用,1、大小：F,安,=ILB （,当IB时）,当IB时，通电导体不受安培力,当IB时，所受安培力最大,当I与B成,角时，F,安,=ILBsin,2、方向：用左手定则判断。注意有：F,B 且FI,电流方向,电流方向,安培力方向,安培力磁场对电流的作用1、大小：F安=ILB,判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向,有效长度L？,判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向 有效长度L？,通电导线在安培力作用下运动的定性判断,通电导线在安培力作用下运动的定性判断,3、电流在安培力作用下的定量计算问题,如图，相距20cm的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为=37,0,，上面放着质量为80g的金属杆,ab,，整个装置放在,B,=0.2T的匀强磁场中.,(1)若磁场方向竖直向下，,要使金属杆静止在导轨上，,必须通以多大的电流.,(2)若磁场方向垂直斜,面向下，要使金属杆静止在,导轨上，必须通以多大的电流。,3、电流在安培力作用下的定量计算问题如图，相距20cm的两,磁场对运动电荷的作用,一、洛仑兹力,1、大小,：F,洛,=Bqv,当Bv时，电荷不受洛仑兹力,当Bv时，电荷所受洛仑兹力最大,当B与v成,角时，F,洛,=Bqvsin,2、方向,：用,左手定则,判断,F,洛,+,v,注意：,四指的方向为,正电荷,的运动方向，或,负电荷,运动的,反方向,。,3、特点,：洛仑兹力始终与电荷运动方向垂直，,只改变,速度的,方向,，而,不改变,速度的,大小,，所以洛仑兹力,不做功,。,4、洛仑兹力与安培力的关系,洛仑兹力是安培力的,微观本质，,安培力是洛仑兹力的,宏观体现,磁场对运动电荷的作用一、洛仑兹力1、大小：F洛=Bqv当B,洛仑兹力提供向心力,轨道半径：,周期：,与v、r无关,带电粒子（不计重力）垂直射入匀强磁场做圆周运动,圆心的确定：,a、两个速度方向垂直线的交点。,b、一个速度方向的垂直线和一条弦的中垂线的交点,半径r的确定：物理式和几何式,运动时间,V,O,物理规律,画图，研究几何关系,（圆心O、半径r、圆弧、圆心角、,磁场边界线）,例：1921,洛仑兹力提供向心力轨道半径：周期：与v、r无关带电粒子,4、带电粒子在有界磁场中运动问题分类解析,O,B,S,V,P,图1,一、带电粒子在半无界磁场中的运动,M,N,O,L,A,O,图3,P,二、带电粒子,在圆形磁场中,的运动,B,A,B,d,V,V,30,0,O,图5,三、带电粒子在,长足够大的长方,形磁场中的运动,l,l,r,1,O,V,+q,V,图6,四、带电粒子在正方形磁场中的运动,五、带电粒子在环状磁场中的运动,4、带电粒子在有界磁场中运动问题分类解析OBSVP图1一、,知识要点,1.复合场：,在同一空间有电场、磁场和重力场并存或某两场复合.,2、三个场力特点：,电场力、重力往往不变，能做功,且做功与路径无关.,洛伦兹力始终与速度方向垂直,洛伦兹力永不做功。,3、三类运动：,带电粒子（体）在复合场中匀速直线运动问题。,应用力平衡求解 如：,速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计,带电体在复合场（重力、电场力、,洛伦兹力作用下）,匀速圆周运动问题,特点：mg=qE 相抵消；qvB=mv,2,/r,带电粒子（体）在复合场中的复杂曲线运动问题,特点：,洛伦兹力大小、方向变化，但不做功。,应用动能定理求解。,例,：22,知识要点1.复合场：在同一空间有电场、磁场和重力场并存或某,（1）,质谱仪,可以用来测定带电粒子的荷质比。也可以在已知电量的情况下测定粒子质量。,带电粒子质量,m,，电荷量,q,，由电压,U,加速后垂直进入磁感应强度为,B,的匀强磁场，设轨道半径为,r,，有：,组合场（电场与磁场没有同时出现在同一区域）,例20,（1）质谱仪 带电粒子质量m，电荷量q，由电压U加速,U,q,S,S,1,x,P,B,例2：质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S,1,的距离为x，可以判断(),A、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大,B、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小,C、只要x相同，则离子质量一定相同,D、只要x相同，则离子的荷质比一定相同,AD,UqSS1xPB,(二).回旋加速器,1.加速电场的周期与带电粒子在D型盒中圆周运动周期相等。,2.设D型盒最大半径,R,，则回旋加速器所能达到的最大动能为：,(二).回旋加速器1.加速电场的周期与带电粒子在D型盒中圆周,（二）、回旋加速器,V,0,V,1,V,2,V,3,V,4,V,5,1、带电粒子在两D形盒中回旋周期等于两盒狭缝之间高频电场的变化周期，粒子每经过一个周期，被电场加速二次,2、将带电粒子在狭缝之间的运动首尾连接起来是一个初速度为零的匀加速直线运动,3、带电粒子每经电场加速一次，回旋半径就增大一次，每次增加的动能为,所有各次半径之比为：,4、对于同一回旋加速器，其粒子的回旋的最大半径是相同的。,5、回旋加速器的出现，使人类在获得具有较高能量的粒子的方面前进了一 大步，了解其它类型的加速器：,直线加速器、同步加速器、电子感应加速器、串列加速器、电子对撞机等,例11,28,1-75,（二）、回旋加速器V0V1V2V3V4V51、带电粒子在两D,小结：,回旋加速器利用两,D,形盒窄缝间的电场使带电粒子加速，利用,D,形盒内的磁场使带电粒子偏转，带电粒子所能获得的最终能量与,B,和,R,有关，与,U,无关,29,1-75,小结：回旋加速器利用两D形盒窄缝间的电场使带电粒子加速,例1：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,CD,30,1-75,例1：关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，,四.速度选择器,在正交电、磁场中，若不计重力，则：,1.,速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关；,2.,注意电场和磁场的方向搭配。,31,1-75,四.速度选择器在正交电、磁场中，若不计重力，则：1.速度选择,速度选择器：,（1）由一个,正交,的匀强磁场和匀强电场组成速
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