磁場(共100張PPT)

1、第三章第三章 磁場磁場第三節(jié) 幾種常見的磁場1. 為描述磁場的強弱和方向，我們引入了什么物理量？為描述磁場的強弱和方向，我們引入了什么物理量？磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度 B3. 電場線可以形象的描述電場強度電場線可以形象的描述電場強度 E 的大小和方向，那的大小和方向，那么我們怎樣形象地描述磁感應(yīng)強度的大小和方向呢？么我們怎樣形象地描述磁感應(yīng)強度的大小和方向呢？將一個小磁針放在磁場中某一點，小磁針靜止時，北極將一個小磁針放在磁場中某一點，小磁針靜止時，北極 N 所指的方向，就是該點的磁場方向。所指的方向，就是該點的磁場方向。2. 磁場中各點的磁場方向如何判定呢磁場中各點的磁場方向如何判定呢? 1.

2、定義：磁場中畫出一系列有方向的閉合曲線，定義：磁場中畫出一系列有方向的閉合曲線， 且使曲且使曲線上每一點的切線方向與該點的磁場方向一致。線上每一點的切線方向與該點的磁場方向一致。注：磁感線是注：磁感線是“人為引入人為引入”的對磁場形象的描述，實際上并的對磁場形象的描述，實際上并不存在。不存在。（在磁體外部：（在磁體外部：N 極極 S 極；在磁體內(nèi)部極；在磁體內(nèi)部 S 極極 N 極）極）一、磁感線一、磁感線3（1）磁感線某點的切線方向表示該點的磁場方向）磁感線某點的切線方向表示該點的磁場方向 。（2）磁感線的疏密可以反映磁場的強弱，在沒畫磁感線的）磁感線的疏密可以反映磁場的強弱，在沒畫磁感線的地

3、方，并不表示沒有磁場存在。地方，并不表示沒有磁場存在。 （3）磁感線都是閉合曲線。在磁體外，磁感線都是由）磁感線都是閉合曲線。在磁體外，磁感線都是由 N 極極出發(fā)，進入出發(fā)，進入 S 極；在磁體內(nèi)部，磁感線由極；在磁體內(nèi)部，磁感線由 S 極指向極指向 N 極。極。（4）任何兩條磁感線都不相交。）任何兩條磁感線都不相交。2. 磁感線特點：磁感線特點：ABC磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則( ) A. a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，BaBb B. a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，BaBb C. 同一通電導(dǎo)

4、線放在同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在處受力一定比放在b處受力小處受力小 D. a處沒有磁感線，所以磁感應(yīng)強度為零處沒有磁感線，所以磁感應(yīng)強度為零BC1. 下列關(guān)于磁感線的敘述，正確的是下列關(guān)于磁感線的敘述，正確的是 () A. 磁感線是真實存在的，細鐵屑撒在磁鐵附近，我磁感線是真實存在的，細鐵屑撒在磁鐵附近，我們看到的就是磁感線們看到的就是磁感線 B. 磁感線始于磁感線始于 N 極，終于極，終于 S 極極 C. 磁感線和電場線一樣，不能相交磁感線和電場線一樣，不能相交 D. 沿磁感線方向磁場減弱沿磁感線方向磁場減弱比較內(nèi)容比較內(nèi)容磁感線磁感線電場線電場線不同點不同點閉合曲閉合曲線線不閉合，

5、起始于正電荷不閉合，起始于正電荷或無限遠，終止于負電或無限遠，終止于負電荷或無限遠荷或無限遠相相似似點點引入目的引入目的為形象描述場而引入的假想線，為形象描述場而引入的假想線，實際不存在實際不存在疏密疏密場的強弱場的強弱切線方向切線方向場的方向場的方向是否相交是否相交不能相交不能相交(電場中無電荷空間不相電場中無電荷空間不相交交) 電場和磁場、磁感線和電場線它們有何相同電場和磁場、磁感線和電場線它們有何相同和區(qū)別和區(qū)別? ? 磁場的磁感線磁場的磁感線分布是三維的，立分布是三維的，立體的。體的。二、幾種常見磁場二、幾種常見磁場1. 磁體的磁場磁體的磁場2. 地球的磁場地球的磁場安培定則：用右手握

6、住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向安培定則：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。（也叫右手螺旋定則）環(huán)繞方向。（也叫右手螺旋定則）3. 直線電流周圍磁場直線電流周圍磁場磁感線為以導(dǎo)線上的各點為圓心的同心圓，且在跟導(dǎo)線垂磁感線為以導(dǎo)線上的各點為圓心的同心圓，且在跟導(dǎo)線垂直的平面上。直的平面上。例例2. 畫出如圖直線電流的磁場的立體圖、俯視圖、畫出如圖直線電流的磁場的立體圖、俯視圖、側(cè)視圖。側(cè)視圖。立體圖立體圖俯視圖俯視圖側(cè)視圖側(cè)視圖4. 環(huán)形電流周圍磁場環(huán)形電流周圍磁場安培定則：讓右手

7、彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸安培定則：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向。方向。環(huán)形電流的磁場可等效為小磁針或條形磁鐵。環(huán)形電流的磁場可等效為小磁針或條形磁鐵。5. 通電螺旋管周圍磁場通電螺旋管周圍磁場等效等效安培定則：用右手握住螺旋管，讓彎曲的四指所指的安培定則：用右手握住螺旋管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管方向跟電流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管內(nèi)部磁感線的方向。內(nèi)部磁感線的方向。三種常用的電流磁場三種常用的電流磁場安培定則安培定則立

8、體圖立體圖橫截面圖橫截面圖 縱截面圖縱截面圖直直線線電電流流 以導(dǎo)線上任意點為圓心的同心圓，越向外以導(dǎo)線上任意點為圓心的同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱越稀疏，磁場越弱環(huán)環(huán)形形電電流流內(nèi)部磁場比環(huán)外強，磁感線越向外越稀疏內(nèi)部磁場比環(huán)外強，磁感線越向外越稀疏通通電電螺螺線線管管內(nèi)部為勻強磁場，且比外部強，方向由內(nèi)部為勻強磁場，且比外部強，方向由 S 極指向極指向 N 極；外部類似條形磁鐵，由極；外部類似條形磁鐵，由 N 極極指向指向 S 極極例例3. 如圖所示，環(huán)形導(dǎo)線周圍有三只小磁針如圖所示，環(huán)形導(dǎo)線周圍有三只小磁針 a、b、c，閉，閉合開關(guān)合開關(guān) S 后，三只小磁針后，三只小磁針 N 極的偏轉(zhuǎn)

9、方向是極的偏轉(zhuǎn)方向是( ) A. 全向里全向里 B. 全向外全向外 C. a 向里，向里，b、c 向外向外 D. a、c 向外，向外，b 向里向里D三、勻強磁場三、勻強磁場1. 定義：磁場強弱、方向處處相同的磁場。定義：磁場強弱、方向處處相同的磁場。2. 磁感線分布特點磁感線分布特點:一些間隔相同的平行直線。一些間隔相同的平行直線。3. 常見的勻強磁場常見的勻強磁場:（1）相隔很近的兩個異名磁極之間的磁場）相隔很近的兩個異名磁極之間的磁場（2）通電螺線管內(nèi)部的磁場）通電螺線管內(nèi)部的磁場I（3）相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電時，其中間區(qū)）相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電時，其中間區(qū)域的

10、磁場。域的磁場。例例4. 下列各圖中，分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁下列各圖中，分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁場中某處小磁針場中某處小磁針 N 極的指向或磁感線方向。請畫出對極的指向或磁感線方向。請畫出對應(yīng)的磁感線應(yīng)的磁感線(標上方向標上方向)或電流方向?；螂娏鞣较?。磁鐵接觸或者靠近鐵棒可以使鐵棒磁化，使鐵棒也具有磁磁鐵接觸或者靠近鐵棒可以使鐵棒磁化，使鐵棒也具有磁性。性。3. 磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場，本質(zhì)上都是運動磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場，本質(zhì)上都是運動電荷產(chǎn)生的。電荷產(chǎn)生的。四、安培分子環(huán)流假說四、安培分子環(huán)流假說2. 安培分子環(huán)流假說對一些磁現(xiàn)象的解釋安培分子環(huán)流假說對

11、一些磁現(xiàn)象的解釋未被磁化的鐵棒未被磁化的鐵棒磁化后的鐵棒磁化后的鐵棒分子電流實際上是由核外電子繞核運動形成的。分子電流實際上是由核外電子繞核運動形成的。1. 分子電流假說分子電流假說任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電流任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電流 分子電流，分子電流使每個分子都成分子電流，分子電流使每個分子都成為一個微小的磁體。為一個微小的磁體。例例5. 利用安培分子電流假說，可以解釋下列哪些利用安培分子電流假說，可以解釋下列哪些現(xiàn)象現(xiàn)象( ) A. 永久磁鐵的磁場永久磁鐵的磁場 B. 直線電流的磁場直線電流的磁場 C. 環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流的磁場 D. 軟鐵被磁化產(chǎn)生的磁場軟鐵被磁化產(chǎn)生的磁場

12、AD五、磁通量五、磁通量1. 定義：磁感應(yīng)強度定義：磁感應(yīng)強度 B 與垂直磁場方向面積與垂直磁場方向面積 S 的乘積的乘積 。 2. 物理意義：表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)。物理意義：表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)。3. 磁通密度：垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù)。磁通密度：垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù)。 = BScos (標量標量) = BS 單位：單位：Wb 1 Wb= 1 Tm2 = 1 Vs = 1 kgm2/(As2) B = /SSBBSabdc1. 哪些情況可以引起磁通量的變化？哪些情況可以引起磁通量的變化？2. 如圖，若磁感應(yīng)強度為如圖，若磁感應(yīng)強度為 B，面積為，面積為 S，則以，

13、則以 cd 為軸為軸轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過90，磁通量變化量為多少？轉(zhuǎn)過，磁通量變化量為多少？轉(zhuǎn)過 180 磁通量變化磁通量變化量是多少？轉(zhuǎn)過量是多少？轉(zhuǎn)過 360 磁通量變化量為多少？磁通量變化量為多少？ B 改變，改變， S改變，或者改變，或者 B 和和 S都改變都改變BS 2BS 0幾種常見的磁場幾種常見的磁場磁感線：為了形象地研究磁場的強弱和方向而人為磁感線：為了形象地研究磁場的強弱和方向而人為假想的曲線，它能反映磁場的某些特性假想的曲線，它能反映磁場的某些特性磁體：條形磁鐵、蹄形磁鐵磁體：條形磁鐵、蹄形磁鐵電流（運電流（運動電荷）動電荷）直線電流直線電流環(huán)形電流環(huán)形電流螺線管螺線管磁感線方向的判定

14、：磁感線方向的判定：安培定則安培定則磁場的方向：小磁針磁場的方向：小磁針 N 極受力方向，過某點磁感線極受力方向，過某點磁感線的切線方向的切線方向磁感線的概念及常見磁體、電流的磁感線安培分子磁感線的概念及常見磁體、電流的磁感線安培分子電流假說及其應(yīng)用電流假說及其應(yīng)用磁通量的概念磁通量的概念磁通量的計算：磁通量的計算： = BS 磁感應(yīng)強度：磁感應(yīng)強度： 磁場的磁場的產(chǎn)生產(chǎn)生磁通量磁通量1. 將小磁針分別放入將小磁針分別放入 A、B、C 處時，請指出小磁針處時，請指出小磁針 N 極的指向。極的指向。垂直紙面向里垂直紙面向里A：平行螺線管向右：平行螺線管向右B：平行螺線管向左：平行螺線管向左C：平

15、行螺線管向左：平行螺線管向左AAC B2如圖所示，水平直導(dǎo)線如圖所示，水平直導(dǎo)線 ab 通有向右的電流通有向右的電流 I，置于，置于導(dǎo)線正下方的小磁針導(dǎo)線正下方的小磁針 S 極將極將() A. 向紙外偏轉(zhuǎn)向紙外偏轉(zhuǎn) B. 向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) C. 在紙面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過在紙面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過 90 D. 不動不動A3. 面積面積 S 0.5 m2 的閉合金屬圓線圈處于磁感應(yīng)強度的閉合金屬圓線圈處于磁感應(yīng)強度 B = 0.4 T 的勻強磁場中，當磁場與環(huán)面垂直時，穿過的勻強磁場中，當磁場與環(huán)面垂直時，穿過環(huán)面的磁通量是環(huán)面的磁通量是 _；當金屬圓環(huán)轉(zhuǎn)過；當金屬圓環(huán)轉(zhuǎn)過 90，環(huán)，環(huán)面與磁場平行時，穿過

16、環(huán)面的磁通量是面與磁場平行時，穿過環(huán)面的磁通量是 _ 。0.2 Wb04. 如圖所示，套在條形磁鐵外的三個線圈，其面積如圖所示，套在條形磁鐵外的三個線圈，其面積 之之間的關(guān)系為間的關(guān)系為 S1 S2 = S3 ，且，且 “3”線圈在磁鐵的正中線圈在磁鐵的正中間。設(shè)各線圈中的磁通量依次為間。設(shè)各線圈中的磁通量依次為 1 、 2 、 3 則它們則它們的大小關(guān)系是（的大小關(guān)系是（ ） A. 1 2 3 B. 1 2 = 3 C. 1 2 3 D. 1 2 = 3CNS123BIBIBIBIF安安F安安F安安F安安1、上下交換磁場的位置以改變磁場的方向。、上下交換磁場的位置以改變磁場的方向。2、改變電

17、路的正負接線柱以改變導(dǎo)線中、改變電路的正負接線柱以改變導(dǎo)線中 電電流的方向。流的方向。2通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向可以用通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向可以用左手左手定定則來判定：則來判定：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直垂直，并且，并且都與手掌都與手掌在同一個平面內(nèi)在同一個平面內(nèi)；讓磁感線讓磁感線從掌心進入從掌心進入，并使并使四指四指指向指向電流電流的方向，的方向，這時這時拇指拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受所受安培力安培力的方向。的方向。 B IIF安安F安安BI BIBII與與 B斜交斜交 I B I / B

18、把一段通電直導(dǎo)線放在磁場中把一段通電直導(dǎo)線放在磁場中 ，實驗表明：，實驗表明： 當導(dǎo)線與磁場方向當導(dǎo)線與磁場方向垂直垂直時，導(dǎo)線受到的安培力時，導(dǎo)線受到的安培力最大最大； 當導(dǎo)線與磁場方向當導(dǎo)線與磁場方向平行平行時，導(dǎo)線受到的安培力時，導(dǎo)線受到的安培力等于零等于零； 當導(dǎo)線方向與磁場方向斜交時，導(dǎo)線所受的安培力介于當導(dǎo)線方向與磁場方向斜交時，導(dǎo)線所受的安培力介于最大值最大值和和最小值最小值之間；之間； 安培力的大小還與安培力的大小還與電流的大小電流的大小、導(dǎo)線的長短導(dǎo)線的長短有關(guān)。有關(guān)。F安安最大最大F安安=00F 安安最大值最大值安培力的大?。?）問題問題4：將長度為：將長度為20cm、通有

19、、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強磁電流的直導(dǎo)線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強度為場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強度為1T。試。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小。求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小。 F安安=0F安安=BIL=0.02NF安安=BIL=0.02NF安安=BILcos30ABABIABIABFBFBFBFBBIIBIBIB問題問題2：（：（1）畫出下列通電導(dǎo)體所受安培力的方向。）畫出下列通電導(dǎo)體所受安培力的方向。（2）畫出下列通電導(dǎo)線中的電流方向。）畫出下列通電導(dǎo)線中的電流方向。判斷以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向。判斷以下通電導(dǎo)線所受安培

20、力的方向。baBbaBBab問題問題3：平行通電直導(dǎo)線之間的的相互作用：平行通電直導(dǎo)線之間的的相互作用（1）實驗現(xiàn)象：）實驗現(xiàn)象：電流的方向相同時：兩平行導(dǎo)線相互電流的方向相同時：兩平行導(dǎo)線相互吸引吸引。電流的方向相反時：兩平行導(dǎo)線相互電流的方向相反時：兩平行導(dǎo)線相互排斥排斥。（2）請用學(xué)過的知識（安培定則和左手定則）分析）請用學(xué)過的知識（安培定則和左手定則）分析解釋上面的實驗現(xiàn)象：解釋上面的實驗現(xiàn)象： 【針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練】 1畫出圖中各磁場對通電導(dǎo)線的安培力的方向畫出圖中各磁場對通電導(dǎo)線的安培力的方向 F安安F安安F安安F安安2如圖所示，電流強度為如圖所示，電流強度為I的一段通電直導(dǎo)線處于勻

21、強的一段通電直導(dǎo)線處于勻強磁場中，受到的安培力為磁場中，受到的安培力為F，圖中正確標示，圖中正確標示I和和F方向的方向的是是( ) 若導(dǎo)線靜止，導(dǎo)線與軌道間摩擦力為零的可能是？若導(dǎo)線靜止，導(dǎo)線與軌道間摩擦力為零的可能是？F安安F安安F安安AABD【針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練】3關(guān)于安培力的說法中正確的是關(guān)于安培力的說法中正確的是( )A通電導(dǎo)線在磁場中一定受安培力的作用通電導(dǎo)線在磁場中一定受安培力的作用B安培力的大小與磁感應(yīng)強度成正比，與電流成正比，而與安培力的大小與磁感應(yīng)強度成正比，與電流成正比，而與其他量無關(guān)其他量無關(guān)C安培力的方向總是垂直于磁場和通電導(dǎo)線所構(gòu)成的平面安培力的方向總是垂直于磁場和通電

22、導(dǎo)線所構(gòu)成的平面D安培力的方向不一定垂直于通電直導(dǎo)線安培力的方向不一定垂直于通電直導(dǎo)線C4一段通電的直導(dǎo)線平行于勻強磁場放入磁場中，如圖所示一段通電的直導(dǎo)線平行于勻強磁場放入磁場中，如圖所示導(dǎo)線上電流由左向右流過當導(dǎo)線以左端點為軸在豎直平面內(nèi)導(dǎo)線上電流由左向右流過當導(dǎo)線以左端點為軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過90的過程中，導(dǎo)線所受的安培力（的過程中，導(dǎo)線所受的安培力（ ） A大小不變，方向也不變大小不變，方向也不變B大小由零漸增大，方向隨時改變大小由零漸增大，方向隨時改變C大小由零漸增大，方向不變大小由零漸增大，方向不變D大小由最大漸減小到零，方向不變大小由最大漸減小到零，方向不變C【鞏固訓(xùn)練鞏固訓(xùn)練

23、】1在一根長為在一根長為0.2 m的直導(dǎo)線中通入的直導(dǎo)線中通入2 A的電流，將的電流，將導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強度為導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強度為0.5 T的勻強磁場中，則導(dǎo)線受的勻強磁場中，則導(dǎo)線受到的安培力的大小可能是到的安培力的大小可能是()A0.4 NB0.2 NC0.1 ND02關(guān)于磁場對通電直導(dǎo)線的作用力關(guān)于磁場對通電直導(dǎo)線的作用力(安培力安培力)，下列說，下列說法中正確的是法中正確的是()A通電直導(dǎo)線在磁場中一定受到安培力的作用通電直導(dǎo)線在磁場中一定受到安培力的作用B通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟磁通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟磁場方向垂直場方向垂直C通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培

24、力的方向一定跟電通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟電流方向垂直流方向垂直D通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向垂直于通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向垂直于B和和I所確定的平面所確定的平面 BCDBCD問題問題6：如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離：如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L0.40m，金屬，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角37，在導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)，分，在導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強度布著磁感應(yīng)強度B0.50 T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢場金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E4.5V、內(nèi)阻、內(nèi)阻r0.50的

25、直流的直流電源。現(xiàn)把一個質(zhì)量電源。現(xiàn)把一個質(zhì)量m0.040kg的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R02.5，金屬導(dǎo)軌電阻不計，金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取取10 m/s2。已知。已知 sin370.60，cos370.80，求：，求：(1)導(dǎo)體棒受到的安培力大小；導(dǎo)體棒受到的安培力大小；(2)導(dǎo)體棒受到的摩擦力。導(dǎo)體棒受到的摩擦力。 解：解：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律根據(jù)閉合電路歐姆定律ArREI5 . 1導(dǎo)體棒受到的安

26、培力導(dǎo)體棒受到的安培力F安安BIL0.30 N(2)將重力正交分解，設(shè)導(dǎo)體棒所受重力沿斜面將重力正交分解，設(shè)導(dǎo)體棒所受重力沿斜面的分力為的分力為F1，則，則F1mgsin370.24 N所以所以F1F安安，導(dǎo)體棒受力如圖，根據(jù)平衡條件，導(dǎo)體棒受力如圖，根據(jù)平衡條件有有mgsin37FfF安安解得解得Ff0.06 N，方向沿斜面向下，方向沿斜面向下（1）兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相）兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥互吸引，反向電流相互排斥（2）兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平行且方向）兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平行且方向相同的趨勢相同的趨勢 BFF2構(gòu)造：

27、構(gòu)造：蹄形磁鐵蹄形磁鐵、線圈、螺旋彈簧、指針、線圈、螺旋彈簧、指針、極靴。極靴。 1原理：通電線圈在磁原理：通電線圈在磁場中受到場中受到安培力安培力而偏轉(zhuǎn)。而偏轉(zhuǎn)。線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，被測電流就被測電流就越大越大。根據(jù)。根據(jù)線圈線圈偏轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)方向，可以知，可以知道被測電流的方向。道被測電流的方向。 3特點：兩磁極間的極靴和極靴中間的鐵質(zhì)圓柱，特點：兩磁極間的極靴和極靴中間的鐵質(zhì)圓柱，使極靴與圓柱間的磁場都沿使極靴與圓柱間的磁場都沿半徑半徑方向，保證線圈轉(zhuǎn)方向，保證線圈轉(zhuǎn)動時，安培力的大小不受磁場影響，電流所受安培動時，安培力的大小不受磁場影響，電流所受安培力的方向總與線圈

28、平面垂直。使線圈平面總與磁場力的方向總與線圈平面垂直。使線圈平面總與磁場方向方向平行平行，使表盤刻度均勻，如圖所示。，使表盤刻度均勻，如圖所示。 4優(yōu)點：靈敏度高，可以測出優(yōu)點：靈敏度高，可以測出很弱很弱的電流；的電流；缺點：線圈導(dǎo)線很細，允許通過的電流很弱。缺點：線圈導(dǎo)線很細，允許通過的電流很弱。 【鞏固訓(xùn)練鞏固訓(xùn)練】8如圖所示，通電導(dǎo)體棒如圖所示，通電導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為質(zhì)量為m、長為、長為L，水平，水平放置在傾角為放置在傾角為的光滑斜面上，通以如圖示方向的電流，的光滑斜面上，通以如圖示方向的電流，電流強度為電流強度為I，欲使導(dǎo)體棒，欲使導(dǎo)體棒ab靜止在斜面上。靜止在斜面上。(1)若磁場方向豎

29、直向上，則磁感應(yīng)強度若磁場方向豎直向上，則磁感應(yīng)強度B為多大？為多大？(2)若要求磁感應(yīng)強度最小，求磁感應(yīng)強度的大小和方若要求磁感應(yīng)強度最小，求磁感應(yīng)強度的大小和方向。向。 問題問題5：把一根通電的硬直導(dǎo)線：把一根通電的硬直導(dǎo)線ab放在磁場中，導(dǎo)線所放在磁場中，導(dǎo)線所在區(qū)域的磁感線呈弧形，如圖所示。導(dǎo)線可以在空中在區(qū)域的磁感線呈弧形，如圖所示。導(dǎo)線可以在空中自由移動和轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線中的電流方向由自由移動和轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線中的電流方向由a向向b。（1）描述導(dǎo)線的運動情況。）描述導(dǎo)線的運動情況。（2）虛線框內(nèi)產(chǎn)生以上弧形磁感線的磁場源，它可能）虛線框內(nèi)產(chǎn)生以上弧形磁感線的磁場源，它可能是條形磁體、蹄形磁體、

30、通電螺線管、直線電流。請是條形磁體、蹄形磁體、通電螺線管、直線電流。請你分別按每種可能考慮，大致畫出它們的安放位置。你分別按每種可能考慮，大致畫出它們的安放位置。兩電流之間的相互作用I1I2I1I2I1I2自由自由固定固定通電導(dǎo)線與磁鐵的相互作用NSF（1 1）桌面對磁鐵的支持力）桌面對磁鐵的支持力_（2 2）桌面對磁鐵的摩擦力）桌面對磁鐵的摩擦力_(_(有有, ,無無).).（3 3）繩子拉力）繩子拉力_ ( (變大變大, ,變小變小, ,不變不變) )變大變小無FNSF桌面對磁鐵的摩擦力桌面對磁鐵的摩擦力 _(_(有有, ,無無) ) 方向方向_._.有水平向右B磁鐵（通電線圈）與通電線圈

31、的相互作用A BNN 質(zhì)量為質(zhì)量為m=0.02kg的通電細桿的通電細桿ab置于傾角置于傾角=37的的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度d=0.2m，桿，桿ab與與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù) =0.4，磁感應(yīng)強度，磁感應(yīng)強度B=2T的的勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖所示，勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖所示，現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭，試求出為使桿現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭，試求出為使桿ab靜止靜止不動，通過不動，通過ab桿的電流范圍為多少？桿的電流范圍為多少？BRba洛倫茲力方向的判定及大小的計算洛倫茲力方向的判定及大小的計算在圖所示的各圖中，勻強磁場的磁

32、感應(yīng)強度在圖所示的各圖中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度均為均為B，帶電粒子的速率均為，帶電粒子的速率均為v，帶電荷量均為，帶電荷量均為q.試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并指試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并指出洛倫茲力的方向出洛倫茲力的方向(1)qvB垂直垂直v斜向左上方斜向左上方(2)0.5qvB垂直紙面向里垂直紙面向里(3)不受洛倫不受洛倫茲力茲力(4)qvB垂直垂直v斜向上斜向上【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】(1)用左手定則判斷洛用左手定則判斷洛倫茲力方向時，要特別注意運動電荷倫茲力方向時，要特別注意運動電荷的正負，四指應(yīng)指向正電荷運動的方的正負，四指應(yīng)指向正電荷運動的方向，或指向負電荷運動

33、的反方向向，或指向負電荷運動的反方向(2)計算洛倫茲力的大小時，應(yīng)注意弄計算洛倫茲力的大小時，應(yīng)注意弄清清v與磁感應(yīng)強度與磁感應(yīng)強度B的方向關(guān)系當?shù)姆较蜿P(guān)系當vB時，洛倫茲力時，洛倫茲力FqvB；當；當vB時，時，F(xiàn)0；當；當v與與B成成角角(090)時，應(yīng)將時，應(yīng)將v(或或B)進行分解取它們垂直進行分解取它們垂直的分量計算的分量計算變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1陰極射線管中粒子流向陰極射線管中粒子流向由左向右，其上方放置一根通有如由左向右，其上方放置一根通有如圖所示電流的直導(dǎo)線，導(dǎo)線與陰極圖所示電流的直導(dǎo)線，導(dǎo)線與陰極射線管平行，則陰極射線將射線管平行，則陰極射線將()A向上偏轉(zhuǎn)向上偏轉(zhuǎn) B向下偏轉(zhuǎn)向下

34、偏轉(zhuǎn)C向紙里偏轉(zhuǎn)向紙里偏轉(zhuǎn) D向紙外偏轉(zhuǎn)向紙外偏轉(zhuǎn)B磁場中帶電粒子的平衡問題磁場中帶電粒子的平衡問題質(zhì)量為質(zhì)量為m，帶電量為，帶電量為q的微粒，以速度的微粒，以速度v與水與水平方向成平方向成45角進入勻強電場和勻強磁場同時存角進入勻強電場和勻強磁場同時存在的空間，如圖所示，微粒在電場、磁場、重力在的空間，如圖所示，微粒在電場、磁場、重力場的共同作用下做勻速直線運動，求：場的共同作用下做勻速直線運動，求：(1)電場強度的大小，該帶電粒子帶何種電荷電場強度的大小，該帶電粒子帶何種電荷(2)磁感應(yīng)強度的大小磁感應(yīng)強度的大小【思路點撥思路點撥】正確分析帶電微粒的受力情況，由平正確分析帶電微粒的受力情況

35、，由平衡條件列方程求解衡條件列方程求解【精講精析精講精析】(1)微粒做勻速直線運動，所受合力必微粒做勻速直線運動，所受合力必為零，微粒受重力為零，微粒受重力mg，電場力，電場力qE，洛倫茲力，洛倫茲力qvB，由，由此可知，微粒帶正電，受力如圖所示此可知，微粒帶正電，受力如圖所示質(zhì)量為質(zhì)量為0.1 g的小物塊，帶有的小物塊，帶有5104 C的電荷量，的電荷量，放在傾角為放在傾角為30的絕緣光滑斜面上，整個斜面置于的絕緣光滑斜面上，整個斜面置于0.5 T的勻強磁場中，磁場方向如圖所示，物塊由靜止開始下的勻強磁場中，磁場方向如圖所示，物塊由靜止開始下滑，滑到某一位置時，物塊開始離開斜面滑，滑到某一位

36、置時，物塊開始離開斜面(設(shè)斜面足夠設(shè)斜面足夠長，長，g10 m/s2)，問：，問：帶電體在勻強磁場中運動的動態(tài)分析帶電體在勻強磁場中運動的動態(tài)分析(1)物塊帶電性質(zhì)？物塊帶電性質(zhì)？(2)物塊離開斜面時的速度為多少？物塊離開斜面時的速度為多少？(3)物塊在斜面上滑行的最大距離是多少？物塊在斜面上滑行的最大距離是多少？變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m的帶正電小球從靜止的帶正電小球從靜止開始沿豎直的絕緣墻豎直下滑磁感應(yīng)強度為開始沿豎直的絕緣墻豎直下滑磁感應(yīng)強度為B的勻強的勻強磁場方向水平垂直紙面向外，并與小球運動方向垂磁場方向水平垂直紙面向外，并與小球運動方向垂直若小球電荷量為直

37、若小球電荷量為q，球與墻間的動摩擦因數(shù)為，球與墻間的動摩擦因數(shù)為，則，則小球沿豎直的絕緣墻下滑的最大速度和最大加速度各多小球沿豎直的絕緣墻下滑的最大速度和最大加速度各多大？大？如圖是磁流體發(fā)電機的示意圖，兩如圖是磁流體發(fā)電機的示意圖，兩極板間的勻強磁場磁感應(yīng)強度為極板間的勻強磁場磁感應(yīng)強度為B0.5 T，極板間距，極板間距d20 cm，如果要求，如果要求該發(fā)電機的輸出電壓為該發(fā)電機的輸出電壓為U20 V，則離，則離子的速率為多少？子的速率為多少？洛倫茲力在實際中的應(yīng)用洛倫茲力在實際中的應(yīng)用【自主解答】【自主解答】 等粒子體以一定速度進入磁場等粒子體以一定速度進入磁場后，在洛倫茲力作用下正離子向

38、上極板、負離后，在洛倫茲力作用下正離子向上極板、負離子向下極板偏轉(zhuǎn)，上下極板因聚集了異種電荷子向下極板偏轉(zhuǎn)，上下極板因聚集了異種電荷從而使兩板之間產(chǎn)生電壓，當離子在兩極間勻從而使兩板之間產(chǎn)生電壓，當離子在兩極間勻速運動時，電壓達到穩(wěn)定此時有速運動時，電壓達到穩(wěn)定此時有 qUdqvB，得得 vUBd，代入數(shù)據(jù)得，代入數(shù)據(jù)得 v200 m/s. 【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】當離子不再偏向當離子不再偏向極板時，極板所帶電荷量穩(wěn)定，極板時，極板所帶電荷量穩(wěn)定，兩板之間電壓穩(wěn)定，此時離子應(yīng)兩板之間電壓穩(wěn)定，此時離子應(yīng)處于勻速直線運動狀態(tài)，利用平處于勻速直線運動狀態(tài)，利用平衡條件即可求解衡條件即可求解變式訓(xùn)練變式

39、訓(xùn)練3如圖所示為一速度選擇器，內(nèi)有一磁感應(yīng)如圖所示為一速度選擇器，內(nèi)有一磁感應(yīng)強度為強度為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場，一束粒子流、方向垂直紙面向外的勻強磁場，一束粒子流以速度以速度v水平射入，為使粒子流經(jīng)過磁場時不偏轉(zhuǎn)水平射入，為使粒子流經(jīng)過磁場時不偏轉(zhuǎn)(不計不計重力重力)，則磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場，關(guān)，則磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場，關(guān)于此電場場強大小和方向的說法中，正確的是于此電場場強大小和方向的說法中，正確的是()A大小為大小為B/v，粒子帶正電時，方，粒子帶正電時，方向向上向向上B大小為大小為B/v，粒子帶負電時，方，粒子帶負電時，方向向上向向上C大小為大小為Bv

40、，方向向下，與粒子，方向向下，與粒子帶何種帶何種電荷無關(guān)電荷無關(guān)D大小為大小為Bv，方向向上，與粒子，方向向上，與粒子帶何種電荷無關(guān)帶何種電荷無關(guān)D知識點一知識點一 帶電粒子在勻強電場中運動帶電粒子在勻強電場中運動1運動特點運動特點帶電粒子以垂直于磁場方向進入磁場，其軌跡是一段圓弧帶電粒子以垂直于磁場方向進入磁場，其軌跡是一段圓弧2圓心的確定圓心的確定(1)基本思路：利用數(shù)學(xué)上圓的有關(guān)知識，通過做圓的方法找出圓心基本思路：利用數(shù)學(xué)上圓的有關(guān)知識，通過做圓的方法找出圓心(2)常用的兩種方法常用的兩種方法圖圖823圖圖824圖圖825【解析解析】帶正電的粒子射入磁場后，由于受到洛倫茲力的作用，粒子

41、將沿帶正電的粒子射入磁場后，由于受到洛倫茲力的作用，粒子將沿如圖虛線所示的圓弧運動，從如圖虛線所示的圓弧運動，從A點射出磁場，點射出磁場，O、A間的距離為間的距離為l，射，射出磁場時速度的大小仍為出磁場時速度的大小仍為v0，射出的方向與，射出的方向與x軸的夾角仍為軸的夾角仍為.由于洛倫茲力充當向心力，根據(jù)牛頓第二定律得由于洛倫茲力充當向心力，根據(jù)牛頓第二定律得知識點二知識點二 帶點離子在磁場中的圓周運動常見問題的處理帶點離子在磁場中的圓周運動常見問題的處理知識點三知識點三 回旋加速器回旋加速器題型題型1帶點離子在洛侖茲力的作用下的運動帶點離子在洛侖茲力的作用下的運動題型題型2 2 洛侖茲力與現(xiàn)

42、代科技洛侖茲力與現(xiàn)代科技題型題型3 帶電粒子在復(fù)合場中的運動帶電粒子在復(fù)合場中的運動1速度選擇器速度選擇器(如圖如圖832所示所示)圖圖832(1)平行板中電場強度平行板中電場強度E和磁感應(yīng)強度和磁感應(yīng)強度B互互相相 這種裝置能把具有一定速度的這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器垂直垂直(2)帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是 ， qEqvB2回旋加速器回旋加速器(1)基本構(gòu)造：回旋加速器的核心部分是放置在磁場中的兩個基本構(gòu)造：回旋加速器的核心部分是放置在磁場中的兩個D形的形的金屬扁盒金屬扁盒(如圖如圖833所