物理 選修3-1《磁場(chǎng)》修改版

1、磁 場(chǎng)東漢王充在東漢王充在論衡論衡中寫道：中寫道：“司南之杓司南之杓, ,投之于地投之于地, ,其柢指南其柢指南”最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被稱為稱為“天然磁石天然磁石”的的礦物礦物, ,其中含有主要成其中含有主要成分為分為FeFe3 3OO4 4, ,能吸引其能吸引其他物體他物體, ,很像磁鐵很像磁鐵電磁爐電磁爐磁懸浮列車磁懸浮列車1.1.磁性：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)磁性：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)2.2.磁體：具有磁性的物體叫磁體磁體：具有磁性的物體叫磁體3.3.磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極 磁極不可能單獨(dú)存在（磁單極子不存在）磁極不可能單獨(dú)存在（磁

2、單極子不存在）小磁針靜止時(shí)小磁針靜止時(shí) 指南的磁極叫做指南的磁極叫做南極南極, ,又叫又叫S S極極; ; 指北的磁極叫做指北的磁極叫做北極北極, ,又叫又叫N N極極4.4.磁極間的相互作用磁極間的相互作用: : 同名磁極相斥，異名磁極相吸同名磁極相斥，異名磁極相吸一、磁現(xiàn)象磁體之間是通過(guò)什么發(fā)生相互作用的呢磁體之間是通過(guò)什么發(fā)生相互作用的呢? ?【聯(lián)想聯(lián)想】 電荷之間是通過(guò)什么發(fā)生相互作用電荷之間是通過(guò)什么發(fā)生相互作用的呢的呢? ?電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的磁體之間的相互作用是通過(guò)磁體之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)磁場(chǎng)發(fā)生的發(fā)生的 電場(chǎng)和磁場(chǎng)一樣都是一種

3、物質(zhì)，是實(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)一樣都是一種物質(zhì)，是實(shí)際存在的際存在的思考磁體磁體磁體磁體磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣都是一種客觀物質(zhì),是客觀存在的,看不見摸不著,但是很多磁現(xiàn)象感知了它的存在。二、磁 場(chǎng)是否只有磁鐵周圍才存在磁場(chǎng)是否只有磁鐵周圍才存在磁場(chǎng)? ? 思 考奧斯特實(shí)驗(yàn)奧斯特實(shí)驗(yàn)三、電流的磁效應(yīng)當(dāng)給導(dǎo)線通電時(shí)當(dāng)給導(dǎo)線通電時(shí), ,與導(dǎo)線與導(dǎo)線平行放置的小磁針發(fā)生平行放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng): :通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng), ,即即電流可以電流可以 產(chǎn)生磁場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用力是通過(guò)什么磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用力是通過(guò)什么發(fā)生的呢？發(fā)生的呢？磁體磁體電流電流磁場(chǎng)磁場(chǎng)思

4、考磁體磁體磁體磁體磁場(chǎng)磁場(chǎng)電流的磁效應(yīng)：電流的磁效應(yīng)： 電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng). .磁鐵不磁鐵不是磁場(chǎng)的唯一來(lái)源是磁場(chǎng)的唯一來(lái)源. .問題：?jiǎn)栴}：電流與電流之間是否有力的電流與電流之間是否有力的 作用？作用？結(jié)論結(jié)論: :同向電流相互吸引。同向電流相互吸引。結(jié)論結(jié)論: :反向電流相互排斥。反向電流相互排斥。問題：?jiǎn)栴}： 電流和電流之間的相互作用力是電流和電流之間的相互作用力是通過(guò)什么發(fā)生的呢？通過(guò)什么發(fā)生的呢？電流電流電流電流磁場(chǎng)磁場(chǎng)思 考 磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生磁力作用。體會(huì)產(chǎn)生磁力作用。 （磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之（磁體

5、之間、磁體與通電導(dǎo)體之間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的）作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的）四、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)1.1.地球是一個(gè)巨大的磁體地球是一個(gè)巨大的磁體2.2.地球周圍空間存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)地球周圍空間存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)3.3.地磁的北極在地理的地磁的北極在地理的南極附近南極附近, ,地磁的南極在地磁的南極在地理的北極附近地理的北極附近, ,但兩者但兩者并不完全重合并不完全重合, ,它們之間它們之間的夾角稱為磁偏角的夾角稱為磁偏角4.4.磁偏角的數(shù)值在地球上磁偏角的數(shù)值在地球上不同地方是不同的不同地方是不同的五、地磁場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作

6、用對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是什么？磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是什么？對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)體有磁力的作用對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)體有磁力的作用電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度:試探電荷所受電場(chǎng)力跟電荷量的比值試探電荷所受電場(chǎng)力跟電荷量的比值正試探電荷的受力方向正試探電荷的受力方向是否類似電場(chǎng)的研究方法是否類似電場(chǎng)的研究方法,分析磁體或電流在磁場(chǎng)分析磁體或電流在磁場(chǎng)中所受的力中所受的力,找出表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量找出表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和和方向方向一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向物理學(xué)規(guī)定：物理學(xué)規(guī)定：小磁針小磁針N極極(北極北極)的受力方向的受

7、力方向或或小磁針小磁針靜止靜止時(shí)時(shí)N極的指向，規(guī)定為該點(diǎn)的極的指向，規(guī)定為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向, 即即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向電流元：電流元：很短的一段通電導(dǎo)線中的電流很短的一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長(zhǎng)度與導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘的乘積積IL.方法：用方法：用檢驗(yàn)電流元檢驗(yàn)電流元來(lái)研究磁場(chǎng)強(qiáng)弱來(lái)研究磁場(chǎng)強(qiáng)弱 思考：思考：通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力與哪通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力與哪些因素有關(guān)些因素有關(guān)?導(dǎo)線長(zhǎng)度、電流大小、磁場(chǎng)的不同、導(dǎo)線長(zhǎng)度、電流大小、磁場(chǎng)的不同、放置的位置（導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行、放置的位置（導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行、垂直及任意夾角受力情況不同）垂直及任意夾角受力情況不同）二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小二

8、、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小理想模型理想模型實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法: :控制變量法控制變量法精確的實(shí)驗(yàn)研究表明：通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向精確的實(shí)驗(yàn)研究表明：通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直垂直時(shí)，時(shí)，它受力的大小既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度它受力的大小既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L 成正比，又與導(dǎo)線中成正比，又與導(dǎo)線中的電流的電流I 成正比，即與成正比，即與I和和L的乘積的乘積 IL 成正比。成正比。（2 2）（1 1）三、磁感應(yīng)強(qiáng)度1、定義：、定義：3、單位：、單位：4、方向：方向： 在磁場(chǎng)中在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的的通電導(dǎo)線，所受的磁場(chǎng)力磁場(chǎng)力F跟電流跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積的乘積IL的比值叫磁的比值叫磁感

9、應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度在國(guó)際單位制中在國(guó)際單位制中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉,簡(jiǎn)稱特簡(jiǎn)稱特,國(guó)際符號(hào)是國(guó)際符號(hào)是T 1T=1N/Am磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量, ,方向與該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向一致方向與該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向一致2、定義式：、定義式：）（BIILFB5、物理意義、物理意義：表征磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量表征磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量3.你對(duì)你對(duì)電流元電流元如何理解？如何理解？1.磁感應(yīng)強(qiáng)度由通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度、電流及導(dǎo)線受力決定嗎？磁感應(yīng)強(qiáng)度由通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度、電流及導(dǎo)線受力決定嗎？B與與L、I、F無(wú)關(guān)，與場(chǎng)源和該點(diǎn)在場(chǎng)中的位置有關(guān)無(wú)關(guān)，與場(chǎng)源和該點(diǎn)在場(chǎng)中的位置有關(guān)6. 6.理解理解4.反映什么性

10、質(zhì)？反映什么性質(zhì)？如果導(dǎo)線很短很短，如果導(dǎo)線很短很短，B就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度.2.用用B=F/IL計(jì)算時(shí)，要注意什么問題？計(jì)算時(shí)，要注意什么問題？導(dǎo)線電流的方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系，要注意兩者必須垂直。通電導(dǎo)線電流的方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系，要注意兩者必須垂直。通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)受到磁場(chǎng)力最大，平行時(shí)為零導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)受到磁場(chǎng)力最大，平行時(shí)為零 物理意義：物理意義：B是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，是描述磁場(chǎng)力的是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，是描述磁場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，是矢量。性質(zhì)的物理量，是矢量。 在學(xué)習(xí)電場(chǎng)時(shí)為了形象的描述電場(chǎng)強(qiáng)度在學(xué)習(xí)電場(chǎng)時(shí)為了形象的描述

11、電場(chǎng)強(qiáng)度E E的大小和的大小和方向，方向，我們引入了什么物理量？我們引入了什么物理量？（1）電場(chǎng)線始于正電荷，終止于負(fù)電荷電場(chǎng)線始于正電荷，終止于負(fù)電荷,不閉合曲線不閉合曲線（2）電場(chǎng)線的疏密代表場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱）電場(chǎng)線的疏密代表場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱（3）電場(chǎng)線的切線方向代表場(chǎng)強(qiáng)的方向）電場(chǎng)線的切線方向代表場(chǎng)強(qiáng)的方向（4）在電場(chǎng)中）在電場(chǎng)中電場(chǎng)線電場(chǎng)線不相交不相交（5）電場(chǎng)線是假想線，實(shí)際）電場(chǎng)線是假想線，實(shí)際不存在不存在電場(chǎng)線的特點(diǎn)電場(chǎng)線的特點(diǎn) 如何形象地描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向如何形象地描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向? 在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線，在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)

12、使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致。的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致。一、磁感線一、磁感線ABC二、幾種常見磁場(chǎng)磁感線分布二、幾種常見磁場(chǎng)磁感線分布（1）磁感線是閉合曲線 【磁鐵外部的磁感線是從北極出來(lái)，回到磁鐵的南極，內(nèi)部是從南極到北極，外部的磁感線為曲線，而內(nèi)部的磁感線為直線?！浚?）磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向（3）磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?）任意兩條磁感線不相交（5）磁感線是假想的，不是真實(shí)的思考三三.直線電流的磁場(chǎng)的磁感線直線電流的磁場(chǎng)的磁感線I側(cè)視圖側(cè)視圖俯視圖俯視圖直線電流的磁場(chǎng)的磁感線直線電流的磁場(chǎng)的磁感線四、環(huán)形電流周圍磁感線四、環(huán)形電

13、流周圍磁感線安培定則：安培定則：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，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)線伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向。軸線上磁感線的方向。通電螺旋管周圍通電螺旋管周圍磁感線磁感線等效等效安培定則：安培定則：用右手握住螺旋管，讓彎用右手握住螺旋管，讓彎曲的四指所指的方向跟電曲的四指所指的方向跟電流方向一致，大拇指所指流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管內(nèi)部磁的方向就是螺旋管內(nèi)部磁感線的方向。（大拇指指感線的方向。（大拇指指向螺旋管北極）向螺旋管北極）如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)：如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)：(1)判斷通電螺線管

14、的磁極；判斷通電螺線管的磁極；如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)：如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)：（1）判斷通電螺線管的磁極；）判斷通電螺線管的磁極；（2）指出每個(gè)小磁針的）指出每個(gè)小磁針的N、S極。極。練習(xí)根據(jù)圖中所示，小磁針?biāo)阜较?，畫出通電根?jù)圖中所示，小磁針?biāo)阜较?，畫出通電螺線管的繞線情況。螺線管的繞線情況。NN練習(xí) 磁鐵和電流都能產(chǎn)生磁場(chǎng)，它們的磁場(chǎng)是否有什么聯(lián)系？五、安培分子電流假說(shuō)五、安培分子電流假說(shuō)任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電流流分子電流，分子電流使每個(gè)分子分子電流，分子電流使每個(gè)分子都成為一個(gè)微小的磁體。都成為一個(gè)微小的磁體。未被磁化的鐵棒未被磁化的鐵棒磁化后的鐵棒

15、磁化后的鐵棒思考思考什么是勻強(qiáng)電場(chǎng)，它有何特點(diǎn)什么是勻強(qiáng)電場(chǎng)，它有何特點(diǎn)? 1 1、磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向處處相同的磁場(chǎng)、磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向處處相同的磁場(chǎng) 2 2、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線：是一組相互平行、方向相、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線：是一組相互平行、方向相同、疏密均勻的直線同、疏密均勻的直線六、勻強(qiáng)磁場(chǎng)六、勻強(qiáng)磁場(chǎng)七、磁通量七、磁通量1 1、定義：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為、定義：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，面積為有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，面積為S S，我們把，我們把B B與與S S的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通。用字母積的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通。用字母

16、表示表示磁通量。磁通量。2 2、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，公式為、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，公式為 = =BSBS S S表示某一面積在垂直于磁場(chǎng)方表示某一面積在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面向上的投影面，即與，即與B B垂直的面垂直的面3 3、單位：在單位：在SISI制中是韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符制中是韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)號(hào)WbWb4 4、物理意義：磁通量表示穿過(guò)這個(gè)面的物理意義：磁通量表示穿過(guò)這個(gè)面的磁感線條數(shù)。磁感線條數(shù)。 1.如圖，線圈平面與水平方向成如圖，線圈平面與水平方向成角，磁感應(yīng)線豎直角，磁感應(yīng)線豎直向下，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為向下，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈面積為，線圈面積為S， 則則_課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練db

17、caBBScos5 5、磁通量是有正負(fù)的，若在某個(gè)面積有方向相反的磁通量是有正負(fù)的，若在某個(gè)面積有方向相反的磁場(chǎng)通過(guò)，求磁通量，應(yīng)考慮相反方向抵消以后所磁場(chǎng)通過(guò)，求磁通量，應(yīng)考慮相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即應(yīng)求該面積各磁通量的代數(shù)和剩余的磁通量，即應(yīng)求該面積各磁通量的代數(shù)和- -標(biāo)量標(biāo)量磁通量磁通量磁通量變化磁通量變化 是某兩個(gè)時(shí)刻穿過(guò)某個(gè)平面是某兩個(gè)時(shí)刻穿過(guò)某個(gè)平面S S的的磁通量之差，磁通量之差，即即 取決于末狀態(tài)的磁通量取決于末狀態(tài)的磁通量2 2與初狀態(tài)磁通與初狀態(tài)磁通量量1 1的代數(shù)差。的代數(shù)差。6.磁通量的變化量磁通量的變化量3.4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力 （一）知識(shí)與技能（一）

18、知識(shí)與技能 1、知道什么是安培力。知道通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向與電流、磁場(chǎng)方向都垂直時(shí)，它的方向的判斷-左手定則。知道左手定則的內(nèi)容，會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向，并會(huì)用它解答有關(guān)問題. 2、會(huì)用安培力公式F=BIL解答有關(guān)問題. 知道電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流受的安培力最大，等于BIL. 3、了解磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理。 （二）過(guò)程與方法（二）過(guò)程與方法 通過(guò)演示、分析、歸納、運(yùn)用使學(xué)生理解安培力的方向和大小的計(jì)算。培養(yǎng)學(xué)生的間想像能力。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來(lái)認(rèn)

19、識(shí)一般事物的共性的認(rèn)識(shí)事物的一種重要的科學(xué)方法.并通過(guò)對(duì)磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理了解，感受物理知識(shí)之間的聯(lián)系。 二、重點(diǎn)與難點(diǎn)：二、重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)：重點(diǎn)：安培力的方向確定和大小的計(jì)算。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：左手定則的運(yùn)用（尤其是當(dāng)電流和磁場(chǎng)不垂直時(shí)，左手定則如何變通使用）。 三、教具三、教具：磁鐵、電源、金屬桿、導(dǎo)線、鐵架臺(tái)、滑動(dòng)變阻器、多媒體。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 安培定則（右手螺旋定則）安培定則（右手螺旋定則）1判斷直線電流周圍的磁場(chǎng)：判斷直線電流周圍的磁場(chǎng)：大拇指方向大拇指方向-電流方向電流方向四指彎曲方向四指彎曲方向-周圍磁感線環(huán)繞方向周圍磁感線環(huán)繞方向2判斷環(huán)形電流判斷環(huán)形電流 周圍的磁

20、場(chǎng)：周圍的磁場(chǎng)：四指彎曲方向四指彎曲方向電流方向電流方向環(huán)形電流中心磁場(chǎng)方向環(huán)形電流中心磁場(chǎng)方向大拇指方向大拇指方向3判斷載流螺線判斷載流螺線管的磁場(chǎng)：管的磁場(chǎng)：四指彎曲方向四指彎曲方向-電流方向電流方向大拇指方向大拇指方向載流螺線管中心載流螺線管中心磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向檢測(cè)題檢測(cè)題1、圖、圖16-2中當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，磁針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，中當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，磁針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以下的判斷正確的是以下的判斷正確的是 （ ）A當(dāng)線圈通以沿順時(shí)針方向的電流時(shí)，磁針當(dāng)線圈通以沿順時(shí)針方向的電流時(shí)，磁針N極將指向讀者極將指向讀者B當(dāng)線圈通以沿逆時(shí)針方向的電流時(shí)，磁針當(dāng)線圈通以沿逆時(shí)針方向的電流時(shí)，磁針S極將指向讀

21、者極將指向讀者C當(dāng)磁針當(dāng)磁針N極指向讀者，線圈中電流沿逆時(shí)針方向極指向讀者，線圈中電流沿逆時(shí)針方向D不管磁針如何偏轉(zhuǎn)，線圈中的電流總是沿順時(shí)針方向不管磁針如何偏轉(zhuǎn)，線圈中的電流總是沿順時(shí)針方向C 我們將磁感應(yīng)強(qiáng)度我們將磁感應(yīng)強(qiáng)度與面積與面積的乘積，叫做穿的乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通。用過(guò)這個(gè)面的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通。用 表示。表示。 即：即：在在SI單位制中，磁通量的單位為：?jiǎn)挝恢浦校磐康膯挝粸椋海ǎ┫铝懈鞣N說(shuō)法中，正確的是：下列各種說(shuō)法中，正確的是： A.磁通量很大，而磁感應(yīng)強(qiáng)度可能很小；磁通量很大，而磁感應(yīng)強(qiáng)度可能很小； B.磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，磁通量也越大；磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，磁通量

22、也越大； C.磁通量小，一定是磁感應(yīng)強(qiáng)度小；磁通量小，一定是磁感應(yīng)強(qiáng)度?。?D.磁感應(yīng)強(qiáng)度很大，而磁通量可能為零。磁感應(yīng)強(qiáng)度很大，而磁通量可能為零。磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱為安培力。磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱為安培力。伸開左手，使拇指與四指在同一個(gè)平面內(nèi)并跟四指伸開左手，使拇指與四指在同一個(gè)平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線垂直，讓磁感線手心，使四指指向電流的方向，手心，使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的方向。這時(shí)拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的方向。 畫出圖中第三者的方向。畫出圖中第三者的方向。FFFF畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向。畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向。1.當(dāng)

23、電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，2.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾角時(shí)，角時(shí)，B1B2如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，與水平面夾角為與水平面夾角為450，金屬棒，金屬棒MN的質(zhì)量為的質(zhì)量為0.1kg，處，處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電源電的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電源電動(dòng)勢(shì)為動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為1，為使，為使MN處于靜止?fàn)顟B(tài)，則處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻電阻R應(yīng)為多少？應(yīng)為多少？(其他電阻不計(jì)其他電阻不計(jì)) 由于磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流成正比，因而安培力的由于磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流成正比，因而安培力的力矩也跟電流成

24、正比，而螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過(guò)的角力矩也跟電流成正比，而螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過(guò)的角度成正比，所以磁電式電表的表盤刻度是均勻的。度成正比，所以磁電式電表的表盤刻度是均勻的。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1、圖、圖16-3所示的四種情況，所示的四種情況，通電導(dǎo)體均置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中通電導(dǎo)體均置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中通電導(dǎo)線不受安培力的是（通電導(dǎo)線不受安培力的是（ ）安培力方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線F B F IB I所 在 的 平 面 ， 即， 但 與不 一定垂直（與電場(chǎng)力和電場(chǎng)強(qiáng)度方向間有區(qū)別）如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直導(dǎo)

25、線的上方固定一根直導(dǎo)線MN，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，給，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，給導(dǎo)線通以由導(dǎo)線通以由N向向M的電流，則：的電流，則：A. 磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，不受桌面的摩擦力作用磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，不受桌面的摩擦力作用B. 磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用C. 磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用D. 磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，不受桌面的摩擦力作用磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，不受桌面的摩擦力作用F若不在正中央？A如圖所示，在傾角為如圖所示，在傾角為30o的斜面上，放置兩條寬的斜面上，放置兩條寬L0.5m的光滑平行導(dǎo)軌，將電

26、源、滑動(dòng)變阻器用導(dǎo)線連接在導(dǎo)的光滑平行導(dǎo)軌，將電源、滑動(dòng)變阻器用導(dǎo)線連接在導(dǎo)軌上，在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量為軌上，在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量為m0.2kg的金屬棒的金屬棒ab，電源電動(dòng)勢(shì)電源電動(dòng)勢(shì)E12V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r0.3，磁場(chǎng)方向垂直軌道，磁場(chǎng)方向垂直軌道所在平面，所在平面，B0.8T。欲使棒。欲使棒ab在軌道上保持靜止，滑動(dòng)在軌道上保持靜止，滑動(dòng)變阻器的使用電阻變阻器的使用電阻R應(yīng)為多大？（應(yīng)為多大？（g取取10m/s2，其它電阻，其它電阻不計(jì)）不計(jì)）BE rRa30bBGFNF 由于磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流成正比，因而安培力的由于磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流成正比，因而安培力的力矩也跟電流成正比，而

27、螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過(guò)的角力矩也跟電流成正比，而螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過(guò)的角度成正比，所以磁電式電表的表盤刻度是均勻的。度成正比，所以磁電式電表的表盤刻度是均勻的。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1、圖、圖16-3所示的四種情況，所示的四種情況，通電導(dǎo)體均置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中通電導(dǎo)體均置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中通電導(dǎo)線不受安培力的是（通電導(dǎo)線不受安培力的是（ ）3.5磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 （一）知識(shí)與技能（一）知識(shí)與技能 1、知道什么是安培力。知道通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向與電流、磁場(chǎng)方向都垂直時(shí)，它的方向的判斷-左手定則。知道左手定則的內(nèi)容，會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向，并會(huì)用它解答有關(guān)問題.

28、 2、會(huì)用安培力公式F=BIL解答有關(guān)問題. 知道電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流受的安培力最大，等于BIL. 3、了解磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理。 （二）過(guò)程與方法（二）過(guò)程與方法 通過(guò)演示、分析、歸納、運(yùn)用使學(xué)生理解安培力的方向和大小的計(jì)算。培養(yǎng)學(xué)生的間想像能力。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來(lái)認(rèn)識(shí)一般事物的共性的認(rèn)識(shí)事物的一種重要的科學(xué)方法.并通過(guò)對(duì)磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理了解，感受物理知識(shí)之間的聯(lián)系。 二、重點(diǎn)與難點(diǎn)：二、重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)：重點(diǎn)：安培力的方向確定和大小

29、的計(jì)算。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：左手定則的運(yùn)用（尤其是當(dāng)電流和磁場(chǎng)不垂直時(shí)，左手定則如何變通使用）。 三、教具三、教具：磁鐵、電源、金屬桿、導(dǎo)線、鐵架臺(tái)、滑動(dòng)變阻器、多媒體。復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧方向：方向：IB30IB運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向安培力安培力: :1 1、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力為為B B和和I I之間的夾角之間的夾角 大?。捍笮。簊inBILF FF左手定則左手定則為什么磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有作用力？為什么磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有作用力？大小：大?。喊才嗔Π才嗔? :2 2、通電導(dǎo)線中的通電導(dǎo)線中的電流是怎樣形成的呢電流是怎樣形成的呢? ? 【思考思考】

30、: :既然磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用既然磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用, ,而電流是由電荷而電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的的定向移動(dòng)形成的. .那么磁場(chǎng)是否對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢那么磁場(chǎng)是否對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢? ?電荷的定向移動(dòng)形成的電荷的定向移動(dòng)形成的1 1、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力nqvSI sinBILF 方向：方向：左手定則左手定則復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧電子射線管的原理：電子射線管的原理： 從陰極發(fā)射出來(lái)電子，在陰陽(yáng)兩極間的高壓作用從陰極發(fā)射出來(lái)電子，在陰陽(yáng)兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長(zhǎng)條形的熒光下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以

31、顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 在沒有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將蹄形磁在沒有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用。結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用。 讓事實(shí)說(shuō)話讓事實(shí)說(shuō)話運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做洛倫茲力洛倫茲力安培力是洛倫茲力的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)微觀本質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)電流有安培力的作用磁場(chǎng)對(duì)電流有安培力的作用,而電流是由電荷定向運(yùn)而

32、電流是由電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的動(dòng)形成的,且磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有洛倫茲力的作用且磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有洛倫茲力的作用.所以磁場(chǎng)所以磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力就是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的洛倫茲力的宏觀表對(duì)電流的安培力就是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)現(xiàn)一、洛倫茲力一、洛倫茲力為什么磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有作用力？為什么磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有作用力？如果是如果是負(fù)電荷負(fù)電荷,我們應(yīng)如何判定洛倫茲力的方向我們應(yīng)如何判定洛倫茲力的方向?二、洛倫茲力的方向二、洛倫茲力的方向左手定則：左手定則：伸開左手伸開左手, ,使大拇指和其余四指垂直且處于同使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)一平面內(nèi), ,把手放入磁場(chǎng)中把手放入磁場(chǎng)中, ,讓磁感線垂直穿過(guò)

33、手心讓磁感線垂直穿過(guò)手心, ,若四若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向, ,那么拇指所指的方向就使正電那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向荷所受洛倫茲力的方向 FFvqv-qvFvFBvBB垂直于紙面垂直于紙面向外向外垂直于紙面垂直于紙面向外向外Bv1 1、以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的、以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的正、負(fù)正、負(fù)電荷電荷 受到的洛倫茲力方向受到的洛倫茲力方向相反相反2 2、洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向垂直垂直于于v v和和B B組成的平面組成的平面B B F洛v v甲乙丙丁訓(xùn)練加固：訓(xùn)練加固：試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)

34、所受的洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向 【思考思考】: :洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)? ?當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力的大小跟三個(gè)因素相關(guān)：的大小跟三個(gè)因素相關(guān)：1.1.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B2.2.電荷量電荷量q q3.3.電荷運(yùn)動(dòng)快慢電荷運(yùn)動(dòng)快慢v v三、洛倫茲力大小三、洛倫茲力大小IFvvvv（1 1）通電導(dǎo)線中的電流）通電導(dǎo)線中的電流（2 2）通電導(dǎo)線所受的安培力）通電導(dǎo)線所受的安培力（3 3）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)（4 4）每個(gè)電荷所受的洛倫茲力）每個(gè)電荷所受的洛倫茲力qvB

35、nSLLnqvSBNFF)(安洛nSLN nqvSI LnqvSBBILF)(安設(shè)有一段長(zhǎng)為設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng) L，橫截面積為，橫截面積為S S的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為由電荷數(shù)為n n，每個(gè)自由電荷的電荷量為，每個(gè)自由電荷的電荷量為q q，自由電荷定向移動(dòng)，自由電荷定向移動(dòng)的速率為的速率為v v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為。這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求三、洛倫茲力大小三、洛倫茲力大小qvBF洛電荷量為電荷量為q q的粒子以速度的粒子以速度v v運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí), ,如果速如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向度方向

36、與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直垂直, ,那么粒子所受那么粒子所受的洛倫茲力為的洛倫茲力為(v(v垂直垂直B B）問題問題: :若帶電粒子不垂直射入磁場(chǎng)若帶電粒子不垂直射入磁場(chǎng), ,電子電子受到的洛倫茲力又如何呢受到的洛倫茲力又如何呢? ?B BsinqvBF洛B BF洛v vB BB B為為B B和和v v之間的夾角之間的夾角 V VB BB B三、洛倫茲力大小三、洛倫茲力大小sinqvBF洛(vB(vB）(vB(vB）特例特例: :qvBF洛0洛F當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度v v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B B方方向的夾角為向的夾角為，電荷所受的洛倫茲力大小為，電荷所受的洛倫茲力大小為 上

37、式中各量的單位：F F洛洛為為N N，q q為為C C，v v為為m/sm/s，B B為為T T三、洛倫茲力大小三、洛倫茲力大小F F洛洛=qvB=qvB =1.60 =1.601010-19-193 310106 60.10N0.10N =4.8 =4.81010-14-14N N 電子的速率電子的速率v v=3=310106 6m/s,m/s,垂直射入垂直射入B B=0.10T=0.10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它受到的洛倫茲力是多大？的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它受到的洛倫茲力是多大？課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 解：因?yàn)榻猓阂驗(yàn)関 v垂直垂直B B，所以所受洛倫茲力大小，所以所受洛倫茲力大小 當(dāng)一帶正電當(dāng)一帶正電q

38、 q的粒子以速度的粒子以速度v v沿螺線管中軸沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管線進(jìn)入該通電螺線管, ,若不計(jì)重力若不計(jì)重力, ,則（則（ ）A A帶電粒子速度大小改變帶電粒子速度大小改變B B帶電粒子速度方向改變帶電粒子速度方向改變C C帶電粒子速度大小不變帶電粒子速度大小不變D D帶電粒子速度方向不變帶電粒子速度方向不變B課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 電荷量為電荷量為q q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是說(shuō)法正確的是( )( )A A只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B B如果把如果把q q改為改為-q-q，且速度反向，大小不

39、變，則，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小方向不變洛倫茲力的大小方向不變C C洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場(chǎng)洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直D D粒子的速度一定變化粒子的速度一定變化課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 來(lái)自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂來(lái)自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將( )( )A A豎直向下沿直線射向地面豎直向下沿直線射向地面B B相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C C相對(duì)于

40、預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D D相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)V V課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)思考與討論：思考與討論：1.1.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力對(duì)帶電粒子是否做功？對(duì)帶電粒子是否做功？2.2.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受洛倫茲力帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受洛倫茲力. .而帶電粒子在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力而帶電粒子在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力. .那么洛倫茲那么洛倫茲力與電場(chǎng)力有何區(qū)別？力與電場(chǎng)力有何區(qū)別？洛倫茲力的特點(diǎn)洛倫茲力的特點(diǎn) ：洛倫茲力的方向既垂直于磁場(chǎng)洛倫茲力的方向既垂直于磁場(chǎng), ,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

41、B所組成的平面所組成的平面2.2.洛倫茲力只改變速度的方向洛倫茲力只改變速度的方向, , 不改變速度的大小不改變速度的大小3.3.洛倫茲力對(duì)電荷不做功洛倫茲力對(duì)電荷不做功課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)半球形光滑絕緣槽處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為半球形光滑絕緣槽處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,若將一帶正電若將一帶正電, ,電量為電量為q,q,質(zhì)量為質(zhì)量為m m的小球從絕緣槽的右側(cè)最高點(diǎn)由靜止釋放的小球從絕緣槽的右側(cè)最高點(diǎn)由靜止釋放, ,求求小球釋放后將怎樣運(yùn)動(dòng)小球釋放后將怎樣運(yùn)動(dòng)? ?洛倫茲力和電場(chǎng)力的區(qū)別：洛倫茲力和電場(chǎng)力的區(qū)別：電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用，與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)電荷在電場(chǎng)中一定

42、受到電場(chǎng)力的作用，與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)；而電荷在磁場(chǎng)中不一定受到磁場(chǎng)力作用，只有相對(duì)關(guān)；而電荷在磁場(chǎng)中不一定受到磁場(chǎng)力作用，只有相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不平行的電荷才受磁于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不平行的電荷才受磁場(chǎng)力作用。場(chǎng)力作用。2.2.大?。捍笮。篎 F電電Eq,FEq,F洛洛=Bqvsin=Bqvsin。3.3.電荷所受電場(chǎng)力方向總是平行于電場(chǎng)線的切線方向；而電荷所受電場(chǎng)力方向總是平行于電場(chǎng)線的切線方向；而電荷所受磁場(chǎng)力的方向總是既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于電荷所受磁場(chǎng)力的方向總是既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向。運(yùn)動(dòng)方向。4.4.電場(chǎng)力要對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功（電荷在等勢(shì)面上運(yùn)動(dòng)除

43、電場(chǎng)力要對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功（電荷在等勢(shì)面上運(yùn)動(dòng)除外）；而電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)力一定不會(huì)對(duì)電荷外）；而電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)力一定不會(huì)對(duì)電荷做功。做功。課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)在圖所示的平行板之間在圖所示的平行板之間, ,電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E E和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B B相相互垂直互垂直, ,具有不同水平速度的帶電粒子射入后發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情具有不同水平速度的帶電粒子射入后發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況不同況不同. .這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來(lái)這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來(lái), ,所以叫做速度選擇器所以叫做速度選擇器. .若帶正電粒子入射速度若帶正電粒子入射速度 , ,則下列則下列說(shuō)法正確

44、的是說(shuō)法正確的是( )( )BEv A.A.粒子動(dòng)能一定增加粒子動(dòng)能一定增加, ,電場(chǎng)力做正功電場(chǎng)力做正功B.B.粒子所受洛倫茲力一定增大粒子所受洛倫茲力一定增大, ,洛倫茲力做正功洛倫茲力做正功C.C.粒子動(dòng)能一定減少粒子動(dòng)能一定減少, , 洛倫茲力不做功洛倫茲力不做功D.D.電場(chǎng)力不做功電場(chǎng)力不做功, ,洛倫茲力做正功洛倫茲力做正功+ + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - BE+q課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)B半導(dǎo)體靠自由電子(帶負(fù)電)和空穴(相當(dāng)于帶正電)導(dǎo)電,分為p型半導(dǎo)體靠自由電子(帶負(fù)電)和空穴(相當(dāng)于帶正電)導(dǎo)電,分為p型和n型兩種

45、.p型中空穴為多數(shù)載流子;n型中自由電子為多數(shù)載流子.用以下實(shí)驗(yàn)可以判定一塊半導(dǎo)體材料是p型還是n型:將材料放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.通以圖示方向的電流I.用電壓表判定上下兩個(gè)表面的電勢(shì)高低.從而判定判定一塊半導(dǎo)體材料是p型還是n型.試分析原因I若上極板電勢(shì)高.就是p型半導(dǎo)體;若下極板電勢(shì)高.就是n型半導(dǎo)體.課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)若有一電子束以垂直于紙面向里的速度從若有一電子束以垂直于紙面向里的速度從O O點(diǎn)射入點(diǎn)射入. .則則電子的運(yùn)動(dòng)軌跡電子的運(yùn)動(dòng)軌跡? ?繞有絕緣的通電導(dǎo)線的鐵環(huán)繞有絕緣的通電導(dǎo)線的鐵環(huán), ,電流方向如圖所示電流方向如圖所示. .向右偏轉(zhuǎn)向右偏轉(zhuǎn)向左偏轉(zhuǎn)向左偏轉(zhuǎn)向下偏轉(zhuǎn)向下偏轉(zhuǎn)向上

46、偏轉(zhuǎn)向上偏轉(zhuǎn)主要構(gòu)造:電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏等四、電視顯像管的工作原理四、電視顯像管的工作原理1.1.若要使電子束在水平方向偏離中心若要使電子束在水平方向偏離中心, ,打在熒光屏上的打在熒光屏上的A A點(diǎn)點(diǎn), ,偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向? ?2.2.若要使電子束打在點(diǎn)若要使電子束打在點(diǎn), ,磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向? ?3.3.若要使電子束打在熒光屏上的位置由若要使電子束打在熒光屏上的位置由B B逐漸向逐漸向A A點(diǎn)移動(dòng)點(diǎn)移動(dòng), ,偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化? ?原理：原理：應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理四、電視顯像管的工作

47、原理四、電視顯像管的工作原理思考與討論：思考與討論：沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的帶電粒子帶電粒子, ,在磁場(chǎng)中將做什么運(yùn)動(dòng)在磁場(chǎng)中將做什么運(yùn)動(dòng)? ?3.6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) （一）知識(shí)與技能（一）知識(shí)與技能 1、知道什么是洛倫茲力.利用左手定則判斷洛倫茲力的方向. 2、知道洛倫茲力大小的推理過(guò)程. 3、掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算. 4、了解v和B垂直時(shí)的洛倫茲力大小及方向判斷.理解洛倫茲力對(duì)電荷不做功. 5、了解電視顯像管的工作原理 （二）過(guò)程與方法（二）過(guò)程與方法 通過(guò)觀察，形成洛倫茲力的概念，同時(shí)明確洛倫茲力與安培

48、力的關(guān)系(微觀與宏觀)，洛倫茲力的方向也可以用左手定則判斷。通過(guò)思考與討論，推導(dǎo)出洛倫茲力的大小公式F=qvBsin。最后了解洛倫茲力的一個(gè)應(yīng)用電視顯像管中的磁偏轉(zhuǎn)。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)會(huì)觀察、分析、推理，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研究方法。讓學(xué)生認(rèn)真體會(huì)科學(xué)研究最基本的思維方法:“推理假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”。 二、重點(diǎn)與難點(diǎn)：二、重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)：重點(diǎn)：1.利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向. 2.掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算. 這一節(jié)承上(安培力)啟下(帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))，是本章的重點(diǎn) 難點(diǎn)：難點(diǎn)：1.洛倫茲力對(duì)

49、帶電粒子不做功. 2.洛倫茲力方向的判斷. 三、教具三、教具：電子射線管、高壓電源、磁鐵、多媒體復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：1、洛倫茲力產(chǎn)生的條件？、洛倫茲力產(chǎn)生的條件？2、洛倫茲力的大小和方向如何確定？、洛倫茲力的大小和方向如何確定？3、洛倫茲力有什么特點(diǎn)？、洛倫茲力有什么特點(diǎn)？射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的帶電粒射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的帶電粒子將做怎樣的運(yùn)動(dòng)呢？子將做怎樣的運(yùn)動(dòng)呢？思考：思考：一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子平行射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，？ （重力不計(jì)）問題問題1：?jiǎn)栴}問題2： 帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？ （重力不計(jì)）勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)1、理論推導(dǎo)、理論推導(dǎo)v

50、vB B（1 1） 時(shí)時(shí) ，洛倫茲力的方向與速度方，洛倫茲力的方向與速度方向的關(guān)系向的關(guān)系（2 2）帶電粒子僅在洛倫茲力的作用下，粒）帶電粒子僅在洛倫茲力的作用下，粒子的速率變化么？能量呢？子的速率變化么？能量呢？（3 3）洛倫茲力的如何變化？）洛倫茲力的如何變化？（4 4）從上面的分析，你認(rèn)為垂直于勻強(qiáng)磁）從上面的分析，你認(rèn)為垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向射入的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的場(chǎng)方向射入的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？垂直垂直一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、理論推導(dǎo)、理論推導(dǎo)沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電

51、粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題問題3：推導(dǎo)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓推導(dǎo)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓半徑半徑r r和運(yùn)動(dòng)周期和運(yùn)動(dòng)周期T T，與粒子的速度，與粒子的速度v v和磁場(chǎng)和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的關(guān)系表達(dá)式的關(guān)系表達(dá)式 帶電粒子將在垂直于磁場(chǎng)帶電粒子將在垂直于磁場(chǎng) 的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 。1）、圓周運(yùn)動(dòng)的半徑）、圓周運(yùn)動(dòng)的半徑mvRqB2）、圓周運(yùn)動(dòng)的周期）、圓周運(yùn)動(dòng)的周期2 mTqB2vqvBmR2 RTv亥姆霍茲線圈亥姆霍茲線圈電電 子子 槍槍磁場(chǎng)強(qiáng)弱選擇擋磁場(chǎng)強(qiáng)弱選擇擋加速電壓加速電壓選擇擋

52、選擇擋2、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（1）洛倫茲力演示儀）洛倫茲力演示儀勵(lì)磁線圈（亥姆霍茲線圈）：作用勵(lì)磁線圈（亥姆霍茲線圈）：作用是能在兩線圈之間產(chǎn)生平行于兩線圈是能在兩線圈之間產(chǎn)生平行于兩線圈中心的連線的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中心的連線的勻強(qiáng)磁場(chǎng)加速電場(chǎng)：作用是改變電子束出射加速電場(chǎng)：作用是改變電子束出射的速度的速度電子槍：射出電子電子槍：射出電子（2）實(shí)驗(yàn)演示）實(shí)驗(yàn)演示a a、不加磁場(chǎng)時(shí)觀察電子束的徑跡、不加磁場(chǎng)時(shí)觀察電子束的徑跡b b、給勵(lì)磁線圈通電，觀察電子束的徑跡、給勵(lì)磁線圈通電，觀察電子束的徑跡c c、保持初射電子的速度不變，改變磁感應(yīng)強(qiáng)、保持初射電子的速度不變，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，觀察電子束徑跡的變化度

53、，觀察電子束徑跡的變化d d、保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，改變出射電子的速、保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，改變出射電子的速度，觀察電子束徑跡的變化度，觀察電子束徑跡的變化（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論）實(shí)驗(yàn)結(jié)論沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。磁場(chǎng)強(qiáng)度不變，粒子射入的速度增加，軌道半徑也增大。粒子射入速度不變，磁場(chǎng)強(qiáng)度增大，軌道半徑減小。 通過(guò)格通過(guò)格雷塞爾氣雷塞爾氣泡室顯示泡室顯示的帶電粒的帶電粒子在勻強(qiáng)子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)徑跡運(yùn)動(dòng)徑跡例題：一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從容器下方的小孔S1飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，然后經(jīng)過(guò)S3沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最

54、后打到照相底片D上（如圖）（1）求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率。（2）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。12mvRdqB偏轉(zhuǎn)：212qUmv加速：1122mURdBq（一）、（一）、質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量或比荷測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量或比荷 分析同位素分析同位素二、實(shí)際應(yīng)用二、實(shí)際應(yīng)用1直線加速器直線加速器 （二）、（二）、回旋加速器回旋加速器1、作用：產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)的粒子、作用：產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)的粒子2、原理原理1）、兩）、兩D形盒中有勻強(qiáng)磁場(chǎng)無(wú)電場(chǎng)，形盒中有勻強(qiáng)磁場(chǎng)無(wú)電場(chǎng)，盒間縫隙有交變電場(chǎng)。盒間縫隙有交變電場(chǎng)。2）、交變電場(chǎng)的周期等于粒子做勻速）、交變電場(chǎng)的周期等于粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期。圓周運(yùn)動(dòng)的周

55、期。3）、粒子最后出加速器的速度大小由盒的半徑?jīng)Q定。）、粒子最后出加速器的速度大小由盒的半徑?jīng)Q定。 已知回旋加速器中已知回旋加速器中D形盒內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)形盒內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為強(qiáng)度大小為B，D形盒的半徑為形盒的半徑為r.今將質(zhì)量為今將質(zhì)量為m、電量為電量為q的質(zhì)子從間隙中心處由靜止釋放，求粒的質(zhì)子從間隙中心處由靜止釋放，求粒子在加速器內(nèi)加速后所能達(dá)到的最速度表達(dá)式子在加速器內(nèi)加速后所能達(dá)到的最速度表達(dá)式. 3、注意、注意1 1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期 跟跟運(yùn)動(dòng)速率和軌道半徑無(wú)關(guān)，對(duì)于一定的帶電粒子和運(yùn)動(dòng)速率和軌道半徑無(wú)關(guān)，對(duì)于一定的帶電粒子和一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，這個(gè)周期是恒定的。一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，這個(gè)周期是恒定的。2 mTqB2、交變電場(chǎng)的往復(fù)變化周期和粒子的運(yùn)動(dòng)周期T相同，這樣就可以保證粒子在每次經(jīng)過(guò)交變電場(chǎng)時(shí)都被加速。 如果盡量增強(qiáng)回旋加速器的磁場(chǎng)或加大如果盡量增強(qiáng)回旋加速器的磁場(chǎng)或加大D形盒半徑，我們是形盒半徑，我們是不是就可以使帶電粒子獲得任意高的能量嗎？不是就可以使