新教材人教版高中物理選擇性必修第二冊全冊教學(xué)課件

1、新人教版高中物理全冊教學(xué)課件選擇性必修第二冊第一章 安培力與洛倫茲力1.1 磁場對通電導(dǎo)線的作用力1.認識安培力. 2.會判斷安培力的方向. （重點）3.會計算安培力的大小. （重點）4.知道磁電式電流表的工作原理. 學(xué)習(xí)目標(biāo)新課導(dǎo)入點擊圖片播放視頻問題：為什么“心”會轉(zhuǎn)動？其中會有怎么樣的規(guī)律呢？安培在研究磁場與電流的相互作用方面作出了杰出的貢獻，為了紀(jì)念他，人們把通電導(dǎo)線在磁場中受的力稱為安培力（Ampre force），把電流的單位定為安培。新課講解1、上下交換磁極的位置以改變磁場的方向，觀察導(dǎo)體棒受力方向是否改變。組裝好器材，進行實驗，觀察導(dǎo)體棒受力方向。2、改變導(dǎo)體棒中電流的方向，觀

2、察受力方向是否改變。實驗探究：眾多實驗表明： 通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向與電流方向、磁感應(yīng)強度的方向都垂直。試畫出下述兩實驗結(jié)果的正視圖：BBIFIF當(dāng)堂小練一、安培力的方向-左手定則I安培力的方向既與磁場垂直、又與導(dǎo)線方向垂直即“垂直于磁場方向與導(dǎo)線方向所在的平面”x(B)y(F)oBFz (I )新課講解FFFIBIBIBIBF畫出安培力的方向當(dāng)堂小練FBIBIFBBIF30FFIIBB畫出安培力的方向IBF問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會通過磁場發(fā)生相互作用 請使用剛學(xué)過的知識解釋本實驗結(jié)果。同向電流相互吸引。反向電流相互排斥。結(jié)論:FFF同向電流F反向電流新課講解1、在

3、勻強磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力F等于磁感應(yīng)強度B、電流I和導(dǎo)線的長度L三者的乘積。問題:如果既不平行也不垂直呢？（1）垂直時：（2）平行時：BI二、安培力的大小IB把磁感應(yīng)強度B分解為兩個分量：一個分量與導(dǎo)線垂直 B=Bsin另一分量與導(dǎo)線平行 B/=Bcos平行于導(dǎo)線的分量B/不對通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由B決定即F=ILBF=ILBsinB/B將B=Bsin代入得（3）通電直導(dǎo)線與磁場方向不垂直的情況:2、對公式 F=BIL的理解（1）僅適用于勻強磁場F一定與B垂直，F(xiàn)一定與I垂直。但B與I不一定垂直。（2）F不僅與B、I、L有關(guān)，還與放置方

4、式有關(guān)。（3）L指的是“有效長度”，等于連接兩端點直線的長度。相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端。LF=BILLLL1、試指出下述各圖中的安培力的大小。當(dāng)堂小練2、將一段長度為20cm的直導(dǎo)線放在勻強磁場中，通電電流為1A，受到安培力大小為2N，則該磁場磁感應(yīng)強度（ ）A、B10T B、B10TC、B10T D、不能確定B安培力作用下導(dǎo)體運動方向的判斷方法1.電流元法即把整段電流等效為多段直線電流元，運用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向.2.特殊位置法把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個便于分析的特殊位置后再判斷所受安培力方向，從而確定運動方向.3.等效法環(huán)形電流和通電螺

5、線管都可以等效成條形磁鐵.條形磁鐵也可以等效成環(huán)形電流或通電螺線管.通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析.新課講解4.利用結(jié)論法(1)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；(2)兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平行且電流方向相同的趨勢.5.轉(zhuǎn)換研究對象法因為電流之間、電流與磁體之間的相互作用滿足牛頓第三定律，定性分析磁體在電流產(chǎn)生的磁場中的受力和運動時，可先分析電流在磁體的磁場中受到的安培力，然后由牛頓第三定律，再確定磁體所受電流的作用力.1、兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd可以自由活動，當(dāng)通以如圖所示電流后，cd導(dǎo)線將（）A.順時針方向轉(zhuǎn)動

6、，同時靠近abB.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開abC.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開abD.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近ababcdD當(dāng)堂小練2、如圖所示，把一重力不計的通電直導(dǎo)線AB水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以在空間自由運動，當(dāng)導(dǎo)線通以圖示方向電流I時，導(dǎo)線的運動情況是(從上往下看)（ ）A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升解析：如圖所示，將導(dǎo)線AB分成左、中、右三部分.中間一段開始時電流方向與磁場方向一致，不受力；左端一段所在處的磁場方向斜向上，根據(jù)左手定則其受力方向向外；右端一段所在處的磁場方向斜向下，受力方向向里.

7、當(dāng)轉(zhuǎn)過一定角度時，中間一段電流不再與磁場方向平行，由左手定則可知其受力方向向下，所以從上往下看導(dǎo)線將一邊逆時針方向轉(zhuǎn)動，一邊向下運動，C選項正確.3、如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于O點，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情況將是( )A靜止不動B向紙外平動CN極向紙外，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動DN極向紙內(nèi)，S極向紙外轉(zhuǎn)動C4、兩個相同的輕質(zhì)鋁環(huán)能在一個光滑的絕緣圓柱體上自由移動，設(shè)大小不同的電流按如圖所示的方向通入兩鋁環(huán)，則兩環(huán)的運動情況是（ ）A.都繞圓柱體轉(zhuǎn)動B.彼此相向運動，且具有大小相等的加速度C.彼此相向運動，電流大的加速度大D.彼此背向運動，電流

8、大的加速度大解析同向環(huán)形電流間相互吸引，雖然兩電流大小不等，但根據(jù)牛頓第三定律知兩鋁環(huán)間的相互作用力必大小相等，選項B正確.B5、一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運動且通以方向為由a到b的電流，則導(dǎo)線ab受到安培力的作用后的運動情況為（ ）A.從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管B.從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并遠離螺線管C.從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并遠離螺線管D.從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管D解析：先由安培定則判斷通電螺線管的南、北兩極，找出導(dǎo)線左、右兩端磁感應(yīng)強度的方向，并用左手定則判斷這兩端受到的安培力的方向，如圖甲所示.可以判斷導(dǎo)線受到磁場力作用后從

9、上向下看按逆時針方向轉(zhuǎn)動，再分析導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90時導(dǎo)線位置的磁場方向，再次用左手定則判斷導(dǎo)線所受磁場力的方向，如圖乙所示，可知導(dǎo)線還要靠近螺線管，所以D正確，A、B、C錯誤.安培力作用下導(dǎo)體的平衡1.解題步驟(1)明確研究對象；(2)先把立體圖改畫成平面圖，并將題中的角度、電流的方向、磁場的方向標(biāo)注在圖上；(3)正確受力分析(包括安培力)，然后根據(jù)平衡條件：F合0列方程求解.2.分析求解安培力時需要注意的問題(1)首先畫出通電導(dǎo)體所在處的磁感線的方向，再根據(jù)左手定則判斷安培力方向；(2)安培力大小與導(dǎo)體放置的角度有關(guān)，但一般情況下只要求導(dǎo)體與磁場垂直的情況，其中L為導(dǎo)體垂直于磁場方向的長度，為有效

10、長度.新課講解1、如圖所示，在傾角為30的斜面上，固定一寬L0.25 m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動變阻器R.電源電動勢E12 V，內(nèi)阻r1 ，一質(zhì)量m20 g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好.整個裝置處于磁感應(yīng)強度B0.80 T、垂直于斜面向上的勻強磁場中(導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計).金屬導(dǎo)軌是光滑的，取g10 m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求：(1)金屬棒所受到的安培力的大小；答案0.1 N課堂小練解析：金屬棒靜止在金屬導(dǎo)軌上受力平衡，如圖所示F安mgsin 30，代入數(shù)據(jù)得F安0.1 N.(2)通過金屬棒的電流的大小；答案0.5 A(3)滑動變阻器R接入電路中的阻值.答

11、案23 解析設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值為R0，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：EI(R0r)，2、如圖所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)絕緣細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，金屬棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為.如果僅改變下列某一個條件，角的相應(yīng)變化情況是（ ）A.金屬棒中的電流變大，角變大B.兩懸線等長變短，角變小C.金屬棒質(zhì)量變大，角變大D.磁感應(yīng)強度變大，角變小A解析：選金屬棒MN為研究對象，其受力情況如圖所示.所以當(dāng)金屬棒中的電流I、磁感應(yīng)強度B變大時，角變大，選項A正確，選項D錯誤；當(dāng)金屬棒質(zhì)量m變大時，角變小，選項C錯誤；角的大小與懸線長短無關(guān)，選項B錯誤.3、如

12、圖所示，條形磁鐵平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場垂直，現(xiàn)給導(dǎo)線中通以垂直于紙面向外的電流，則下列說法正確的是（ ）A.磁鐵對桌面的壓力減小B.磁鐵對桌面的壓力增大C.磁鐵對桌面的壓力不變D.以上說法都不對A4、如圖所示，用兩根絕緣細線將質(zhì)量為m、長為l的金屬棒ab懸掛在c、d兩處，置于勻強磁場內(nèi).當(dāng)棒中通以從a到b的電流I后，兩懸線偏離豎直方向角而處于平衡狀態(tài).為了使棒平衡在該位置上，所需的磁場的最小磁感應(yīng)強度的大小、方向為（ ）D解析：要求所加磁場的磁感應(yīng)強度最小，應(yīng)使棒平衡時所受的安培力有最小值.由于棒的重力恒定，懸線拉力的方向不變，由畫出的力的三角形可知，安培

13、力與拉力方向垂直時有最小值Fminmgsin ，即IlBminmgsin ，1、磁電式電流表的構(gòu)造：刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成） 、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）。鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉(zhuǎn)動。.三、磁電式電流表新課講解2、電流表的特點（1）靈敏度高，可以測量很弱的電流，但是繞制線圈的導(dǎo)線很細，允許通過的電流很?。唬?）電流和安培力成正比，所以電流表的刻度是均勻的；（3）電流方向改變，安培力方向也改變，線圈朝相反方向轉(zhuǎn)動。1、如圖所示是磁電式儀表中的輻向磁場。假設(shè)長方形線圈的匝數(shù)為n，垂直于紙面的邊長為L1，平行于紙面的邊長為L2，線圈垂直于紙面的邊所在處磁場的磁感應(yīng)

14、強度大小為B。當(dāng)通入電流I，線圈以角速度繞垂直紙面的中心軸OO轉(zhuǎn)動到水平位置時，下列判斷正確的是()A穿過線圈的磁通量為BL1L2B線圈左側(cè)邊所受的安培力方向豎直向上C線圈左側(cè)邊所受的安培力大小為nBIL1CD線圈左側(cè)邊轉(zhuǎn)動的線速度課堂小練第一章 安培力與洛倫茲力1.2 磁場對運動電荷的作用力1.會判斷洛倫茲力的方向. （重點）2.會計算洛倫茲力的大小. （重點）3.了解顯像管的基本構(gòu)造及工作的基本原理.學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)體中運動電荷會受磁場力的作用嗎？IFA電流是如何形成的？+v新課導(dǎo)入陰極射線管接高壓電源時，陰極會發(fā)射電子電子通過狹縫后形成一個扁平的電子束電子束掠射到熒光板上，顯示出電子束的徑跡新

15、課講解陰極射線管中的電子束在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)磁場對運動電荷有力的作用安培力洛倫茲力磁場對電流的作用磁場對運動電荷的作用因果微觀解釋宏觀表現(xiàn)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀解釋2、安培力與洛倫茲力的關(guān)系：一、洛倫茲力的方向1、定義：磁場對運動電荷的作用力左手定則：負電荷受力方向與正電荷受力方向相反2、方向： 手掌垂直磁感線四指正電荷運動方向拇指正電荷受力方向vFvF3、特點：（1）FB，F(xiàn)v，F(xiàn)垂直于B、v共同確定的平面，但B與v不一定垂直（2）洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，洛侖茲力對運動電荷不做功 試判斷下列圖中各帶電粒子所受洛倫茲力的方向、或帶電粒子的電性、或帶電

16、粒子的運動方向。vF洛F洛B垂直于紙面向里運動BvBvF洛B+vBvB洛侖茲力垂直于紙面向外-F洛=0F洛=0課堂小練安培力洛倫茲力IFA vF洛F洛F洛F洛F洛F洛宏觀微觀FA=NF洛二、洛倫茲力的大小安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn):大量運動電荷受力洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì):一個運動電荷受力探究洛倫茲力大小的表達式： 設(shè)有一段長為L，橫截面積為S的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，求（1）電流強度I。（2）通電導(dǎo)線所受的安培力。（3）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)。（4）每個電荷所受的洛倫茲

17、力。F洛 =qvB導(dǎo)線中的電流 I=nqsv所受到的安培力 FA=BIL=BnqsvL運動電荷的總數(shù) N=nsL單個運動電荷所受到的作用力 即V問題：若此電子不垂直射入磁場，電子受到的洛倫茲力又如何呢 ？B1B2總結(jié)（1）當(dāng)v/B時：（2）當(dāng) vB時：F洛=qvBF洛=0（3）當(dāng)v既不B，又不于B時：（分解B或v）F洛=qvBsin洛倫茲力與電場力的比較項目洛倫茲力電場力性質(zhì)磁場對在其中運動的電荷的作用力電場對放入其中電荷的作用力產(chǎn)生條件v0且v不與B平行電場中無論電荷處于何種狀態(tài)F0大小FqvB(vB)FqE方向滿足左手定則，F(xiàn)B，F(xiàn)v正電荷受力方向與電場方向相同，負電荷受力方向與電場方向相

18、反做功情況任何情況下都不做功可能做正功、負功，也可能不做功作用效果只改變電荷運動的速度方向，不改變速度大小既可以改變電荷運動的速度大小，也可以改變電荷運動的方向三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)洛倫茲力的方向與粒子的運動速度方向垂直，當(dāng)粒子在磁場中運動時，因受到洛倫茲力的作用，就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。顯像管電視機中就應(yīng)用了電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理1、電視顯像管的工作原理2、主要構(gòu)造:電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏等3、思考與討論：（1）若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？（2）若要使電子束打在點，磁場應(yīng)該沿什么方向？（3）若要使電子束打在熒光屏上的位置由逐漸向點移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變

19、化？垂直紙面向外 垂直紙面向里先垂直紙面向里并逐漸減小，然后垂直紙面向外并逐漸增大。地球周圍空間有地磁場，兩極強，中間弱從太陽或其他星體上，時刻都有大量的高能粒子流放出，稱為宇宙射線地磁場能改變宇宙射線中帶電粒子的運動方向，對宇宙射線起了一定的阻擋作用生活實例：極光1、速度選擇器(1)如圖所示，帶電粒子所受重力可忽略不計，粒子在兩板間同時受到電場力和洛倫茲力，只有當(dāng)二力平衡時，粒子才不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿直線從兩板間穿過(2)粒子受力特點：不計重力同時受方向相反的電場力和磁場力作用幾種常見的復(fù)合場問題(3)粒子勻速通過速度選擇器的條件：速度選擇器兩極板間距離極小，粒子稍有偏轉(zhuǎn)，即打到極板上只有電場力和

20、洛倫茲力平衡時，即qEqvB， 時，粒子才能沿直線勻速通過(4)速度選擇器的特點：速度選擇器對正、負電荷均適用速度選擇器中的E、B的大小和方向都具有確定的關(guān)系，改變其中任意一項，所選速度都會發(fā)生變化通過速度選擇器的粒子的速度大小和方向都是確定的，如果圖中粒子從右側(cè)進入會受到相同方向的電場力和洛倫茲力而打到板上所以速度選擇器選擇的是速度而不是速率從功的角度看，由于帶電粒子的運動方向與電場力及磁場力方向垂直，故電場力、磁場力都對運動粒子不做功1.(多選)不計重力的負粒子能夠在如圖所示的正交勻強電場和勻強磁場中勻速直線穿過設(shè)產(chǎn)生勻強電場的兩極板間電壓為U，距離為d，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，粒子帶電

21、荷量為q，進入速度為v，以下說法正確的是()A若同時增大U和B，其他條件不變，則粒子一定能夠沿直線穿過B若同時減小d和增大v，其他條件不變，則粒子可能沿直線穿過C若粒子向下偏，且能夠飛出極板間，則粒子動能一定減小D若粒子向下偏，且能夠飛出極板間，則粒子的動能有可能不變BC課堂小練2、目前,世界上正在研究一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機,如圖所示表示了它的發(fā)電原理:將一束等離子體噴射入磁場,磁場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板上就會聚集電荷,產(chǎn)生電壓。如果射入的等離子體的初速度為v,兩金屬板的板長(沿初速度方向)為L,板間距離為d,金屬板的正對面積為S,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向垂直于離子初速度

22、方向,負載電阻為R,電離氣體充滿兩板間的空間,當(dāng)發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時,電流表的示數(shù)為I,那么板間電離的氣體電阻率為（ ）A解析：發(fā)電機穩(wěn)定工作時,離子所受電場力等于洛倫茲力 得:U=Bdv,又 ,R1為板間電離氣體的電阻,且 ,聯(lián)立得到電阻率的表達式為： 。故正確答案為A。1、如圖所示，一個帶負電q的帶電小球處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，若帶電小球的質(zhì)量為m，為了使它對水平絕緣面正好無壓力，應(yīng)該()C隨堂練習(xí)A使B的數(shù)值增大B使磁場以速率 向上移動C使磁場以速率 向右移動D使磁場以速率 向左移動2、質(zhì)量為0.1 g的小物塊，帶有5104 C的電荷量，放在傾角為30的絕緣光滑斜面上，

23、整個斜面置于0.5 T的勻強磁場中，磁場方向如圖所示，物塊由靜止開始下滑，滑到某一位置時，物塊開始離開斜面(設(shè)斜面足夠長，g取10 m/s2)問：(1)物塊帶電性質(zhì)如何？(2)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？3、(多選)如圖所示，光滑絕緣桿固定在水平位置上，使其兩端分別帶上等量同種正電荷Q1、Q2，桿上套著一帶正電小球，整個裝置處在一個勻強磁場中，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里，將靠近右端的小球從靜止開始釋放，在小球從右到左的運動過程中，下列說法中正確的是()A小球受到的洛倫茲力大小變化，但方向不變B小球受到的洛倫茲力將不斷增大C小球的加速度先減小后增大D小球的

24、電勢能一直減小AC4、如圖所示，帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出，能夠達到的最大高度為h1；若加上水平方向的勻強磁場，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h2；若加上水平方向的勻強電場，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h3；若加上豎直向上的勻強電場，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h4，如圖所示。不計空氣阻力，則下列說法正確的是()A一定有h1h3 B一定有h1h4C一定有h2h4 D一定有h1h2A第一章 安培力與洛倫茲力1.3 帶電粒子在勻強磁場中的運動1.知道帶電粒子在磁場中做什么運動. 2.能推導(dǎo)帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的半徑公式和周期公式. （重

25、點）學(xué)習(xí)目標(biāo)討論：若帶電粒子（不計重力）以沿著與勻強磁場垂直的方向射入磁場，粒子將如何運動？+vB一、帶電粒子在勻強磁場中的運動新課講解2、洛倫茲力的方向總是與速度方向垂直，洛倫茲力只會改變粒子速度的方向，不會改變其大小。 1、由于是勻強磁場，洛倫茲力大小保持不變+vBF=qvB+所以，沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，在勻強磁場中做勻速圓周運動 二、帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑和周期勻強磁場中帶電粒子運動軌跡的半徑與哪些因素有關(guān)？思路: 帶電粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力?？梢妑與速度v、磁感應(yīng)強度B、粒子的比荷有關(guān) 實驗演示：洛倫茲力演示儀亥姆霍茲線圈電子槍加速電壓選擇擋

26、勵磁線圈：作用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磁場加速電場：作用是改變電子束出射的速度不加磁場時觀察電子束的徑跡。給勵磁線圈通電，在玻璃泡中產(chǎn)生沿兩線圈中心連線方向，由紙內(nèi)指向讀者的磁場，觀察電子束的徑跡。保持磁感應(yīng)強度不變，改變出射電子的速度，觀察電子束徑跡的變化。保持出射電子的速度不變，改變磁感應(yīng)強度，觀察電子束徑跡的變化。不加磁場時觀察電子束的徑跡。給勵磁線圈通電，在玻璃泡中產(chǎn)生沿兩線圈中心連線方向，由紙內(nèi)指向讀者的磁場，觀察電子束的徑跡。保持磁感應(yīng)強度不變，改變出射電子的速度，觀察電子束徑跡的變化。保持出射電子的速度不變，改變磁感應(yīng)強度，觀察電子束徑跡的變化。直線圓周B

27、增大時，圓周運動的半徑減??；反之半徑增大。速度增大時，圓周運動的半徑增大；反之半徑減小。帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時周期有何特征？可見同一個粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期與速度無關(guān)一個質(zhì)量為 1.6710-27 kg、電荷量為 1.610-19 C 的帶電粒子，以 5105m/s 的初速度沿與磁場垂直的方向射入磁感應(yīng)強度為 0.2 T 的勻強磁場。求：（1）粒子所受的重力和洛倫茲力的大小之比；（2）粒子在磁場中運動的軌道半徑；（3）粒子做勻速圓周運動的周期?！纠}】依據(jù)所給數(shù)據(jù)分別計算出帶電粒子所受的重力和洛倫茲力，就可求出所受重力與洛倫茲力之比。帶電粒子在勻強磁場中受洛倫茲力并

28、做勻速圓周運動，由此可以求出粒子運動的軌道半徑及周期分析 當(dāng)堂小練解: 可見，帶電粒子在磁場中運動時，洛倫茲力遠大于重力，重力作用的影響可以忽略。重力與洛倫茲力之比F qvB 1.610-1951050.2N 1.610-14N所受的洛倫茲力G mg1.6710-279.8 N 1.6410-26N（1）粒子所受的重力（2）帶電粒子所受的洛倫茲力為由此得到粒子在磁場中運動的軌道半徑洛倫茲力提供向心力，故F qvB（3）粒子做勻速圓周運動的周期三、帶電粒子在磁場中運動情況研究1、找圓心：2、定半徑：3、確定運動時間：新課講解1圓心的確定(1)已知入射方向和出射方向時，可通過入射點和出射點分別作垂

29、直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖a所示，圖中P為入射點，M為出射點)。(2)已知入射點和出射點的位置時，可以通過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作其中垂線，這兩條垂線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖b所示，圖中P為入射點，M為出射點)。2.帶電粒子在不同邊界磁場中的運動(1)直線邊界(進出磁場具有對稱性，如圖所示)(2)平行邊界(存在臨界條件，如圖所示)(3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖所示)一是已知物理量(q、m、B、v)，利用半徑公式求半徑。二是已知其他幾何量利用數(shù)學(xué)圖形知識求半徑，一般利用幾何知識，常用解三角形的方法。3. 半徑的確

30、定由于已知條件的不同，求半徑有兩種方法：4. 運動時間的確定利用圓心角與弦切角的關(guān)系，或者是四邊形內(nèi)角和等計算出圓心角的大小，由公式可求出運動時間。1. 軌道半徑與磁感應(yīng)強度、運動速度相聯(lián)系，在磁場中運動的時間與周期、偏轉(zhuǎn)角相聯(lián)系。2. 粒子速度的偏向角 ( ) 等于圓心角 ( )，并等于AB 弦與切線的夾角 ( 弦切角 ) 的 2 倍 ( 如圖 )，即 2 t注意例：如圖所示，一束電子(電荷量為 e )以速度 v 垂直射入磁感應(yīng)強度為 B，寬度為 d 的勻強磁場中，穿過磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是 30，則電子的質(zhì)量是_，穿過磁場的時間是_。當(dāng)堂小練解析： (1) 畫軌跡，找圓心

31、。電子在磁場中運動，只受洛倫茲力作用，故其軌跡是圓弧的一部分，又因為 F洛v，故圓心在電子穿入和穿出磁場時兩個洛倫茲力的交點上，即上圖中的 O 點。(2) 定半徑。由幾何知識知，弧AB的圓心角 30，OB 為半徑。所以 r = d/sin 30 = 2d，又由 r = mv/eB，得m = 2dBe/v 。(3) 定時間。因為弧 AB 的圓心角是 30 ，所以穿過時間 t = T/12,故 t = d/3v 。答案： 2dBe/v d/3vX X X X X X X X X X X X1.水平導(dǎo)線中有電流I通過，導(dǎo)線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同，則電子將（ ）va bIA.沿路徑

32、a運動,軌跡是圓B.沿路徑a運動,軌跡半徑越來越大C.沿路徑a運動,軌跡半徑越來越小D.沿路徑b運動,軌跡半徑越來越小BF當(dāng)堂小練2、有三種粒子，分別是質(zhì)子（）、氚核、（）和粒子（）束，如果它們以相同的速度沿垂直于磁場方向射入勻強磁場（磁場方向垂直紙面向里），在下圖中，哪個圖正確地表示出這三束粒子的運動軌跡？（）C3、一個帶電粒子，沿垂直于磁場的方向射入一勻強磁場粒子的一段徑跡如下圖所示徑跡上的每一小段都可近似看成圓弧由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小(帶電量不變)從圖中情況可以確定A粒子從a到b，帶正電B粒子從a到b，帶負電C粒子從b到a，帶正電D粒子從b到a，帶負電 C第一章

33、 安培力與洛倫茲力1.4 質(zhì)譜儀與回旋加速器1.了解質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理. 2.知道帶電粒子在復(fù)合場中的運動實例. 學(xué)習(xí)目標(biāo)在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中，常需要將一束帶等量電荷的粒子分開，以便知道其中所含物質(zhì)的成分。利用所學(xué)的知識，你能設(shè)計一個方案，以便分開電荷量相同、質(zhì)量不同的帶電粒子嗎？新課導(dǎo)入 質(zhì)譜儀是用來分離同位素、檢測它們的相對原子質(zhì)量和相對豐度的儀器。 我們知道，電場可以對帶電粒子施加作用力，磁場也可以對運動的帶電粒子施加作用力。阿斯頓1、質(zhì)譜儀的構(gòu)造質(zhì)譜儀主要由以下幾部分組成： 帶電粒子注入器 加速電場 ( U ) 速度選擇器 ( B1、E ) 偏轉(zhuǎn)磁場 ( B2) 照相底片一

34、、質(zhì)譜儀新課講解（若無速度選擇器）2、質(zhì)譜儀的工作原理由上式可知同位素電荷量相同，但質(zhì)量有微小差別。那x就會不同，也就是說在照相底片上會打到不同的位置，從而在底片上出現(xiàn)一系列的分立的亮線，這就稱為質(zhì)譜線或譜線。（若有速度選擇器）例1、如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，一束粒子以速度v沿直線穿過相互垂直的勻強電場(電場強度為E)和勻強磁場(磁感應(yīng)強度為B1)的重疊區(qū)域，然后通過狹縫S0垂直進入另一勻強磁場(磁感應(yīng)強度為B2)，最后打在照相底片上的三個不同位置，粒子的重力可忽略不計，則下列說法正確的是()A該束粒子帶負電BP1板帶負電C粒子的速度v滿足關(guān)系式D在磁感應(yīng)強度為B2的磁場中，運動半徑越大的粒子

35、，荷質(zhì)比 越小D當(dāng)堂小練 例2、質(zhì)譜儀原理如圖所示，a為粒子加速器，電壓為U1；b為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強度為B1，板間距離為d；c為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強度為B2。今有一質(zhì)量為m、電荷量為e的正電子(不計重力)，經(jīng)加速后，該粒子恰能通過速度選擇器，粒子進入分離器后做半徑為R的勻速圓周運動。求：（1）粒子射出加速器時的速度v為多少？（2）速度選擇器的電壓U2為多少？（3）粒子在B2磁場中做勻速圓周運動的半徑R為多大？ 解析：（1）在a中，e被加速電場U1加速，由動能定理有 ，得（2）在b中，e受的電場力和洛倫茲力大小相等，即 ，代入v值得 （3）在c中，e受洛倫茲力作用而做圓周運動

36、，回轉(zhuǎn)半徑 ，代入v值得例3、現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應(yīng)強度增加到原來的12倍此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為()A11B12C121 D144D在圖 1.4-2 所示的多級加速器中，各加速區(qū)的兩板之間用獨立電源供電，所以粒子從 P2 飛向 P3、從 P4 飛向P5時不會減速。由于粒子在加速過程中的徑跡為直線，要得到較高動能的粒子，其加速裝置要很長。要認識原子核內(nèi)部的情況，必須把

37、核“打開”進行“觀察”。然而，原子核被強大的核力約束，只有用極高能量的粒子作為“炮彈”去轟擊，才能把它“打開”。產(chǎn)生這些高能“炮彈”的“工廠”就是各種各樣的粒子加速器新課講解1932年,美國物理學(xué)家勞侖斯發(fā)明了回旋加速器，從而使人類在獲得具有較高能量的粒子方面邁進了一大步為此，勞侖斯榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎二、回旋加速器1、回旋加速器的構(gòu)造：粒子源；兩個D形盒；勻強磁場；高頻電源；粒子引出裝置。說明：兩D形盒中有勻強磁場無電場，盒間縫隙有交變電場2、回旋加速器的工作原理利用電場對帶電粒子的加速作用和磁場對運動電荷的偏轉(zhuǎn)作用來獲得高能粒子，這些過程在回旋加速器的核心部件 兩個 D 形盒和其間的窄縫內(nèi)

38、完成。電場加速磁場偏轉(zhuǎn)獲得高能粒子（2）磁場的作用 磁場約束偏轉(zhuǎn)：（1）電場的作用： 電場加速：根據(jù)動能定理：qUEk.（3）加速條件：高頻電源的周期與帶電粒子在D形盒中運動的周期相同，即：3、決定粒子射出D形盒時最大速率的因素：當(dāng)粒子從D形盒邊緣引出時，最后半圓應(yīng)滿足：即（vm與B、R有關(guān)，而與加速電壓U無關(guān)）U每次vr次數(shù)少t短U每次vr次數(shù)多t長4、帶電粒子的最終能量 5、粒子在回旋加速器中運動的時間：在電場中運動的時間為t1，在磁場中運動的時間為 (n是粒子被加速次數(shù))，總時間為tt1t2，因為t1t2，一般認為在盒內(nèi)的時間近似等于t2.6、軌道半徑： 帶電粒子在D形金屬盒內(nèi)運動的軌道

39、半徑是不等距分布的，粒子第一次進入D形金屬盒，被加速一次，以后每次進入D形盒都被加速兩次，粒子第n次進入D形盒時，已經(jīng)被加速（2n+1）次，帶電粒子在D形盒內(nèi)任意兩個相鄰的圓形軌道半徑之比： 這個過程看似可以一直進行下去，但實際上由于相對論的效應(yīng)，粒子的質(zhì)量會隨著速度增，圓周運動的周期也增加，這樣電場于運動不在同步，也就沒辦法加速了。AB當(dāng)堂小練例3、回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的儀器，其核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相連，以便在盒間的窄縫中形成勻強電場，使粒子每次穿過窄縫都得到加速，兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近，若粒

40、子源射出的粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子最大回旋半徑為Rm，其運動軌跡如圖所示，問：Ut-U(1)盒中有無電場？(2)粒子在盒內(nèi)做何種運動？(3)所加交流電頻率應(yīng)是多大，粒子角速度為多大？(4)粒子離開加速器時速度是多大，最大動能為多少？(5)設(shè)兩D形盒間電場的電勢差為U，求加速到上述能量所需的時間(不計粒子在電場中運動的時間)帶電粒子在復(fù)合場中的運動實例1、電磁流量計(1)結(jié)構(gòu)：如圖所示，圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，導(dǎo)電液體在管中向左流動，導(dǎo)電液體中的自由電荷(正、負離子)在洛倫茲力的作用下橫向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢差，形成電場新課講解(2)原理：當(dāng)自由電荷所受的電場力和洛倫茲力平衡

41、時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定，即：所以因此液體流量例：為監(jiān)測某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的長方體流量計該裝置由絕緣材料制成，其長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口在垂直于上下底面方向加一勻強磁場，前后兩個內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，接在M、N兩端間的電壓表將顯示兩個電極間的電壓U，若用Q表示污水流量(單位時間內(nèi)排出的污水體積)，下列說法中正確的是()AM端的電勢比N端的高B電壓表的示數(shù)U與a和b均成正比，與c無關(guān)C電壓表的示數(shù)U與污水的流量Q成正比D若污水中正負離子數(shù)相同，則電壓表的示數(shù)為0C當(dāng)堂小練2霍爾效應(yīng)：(1)

42、定義：在勻強磁場中放置一個矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時，導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，所產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電勢差（霍爾電壓），其原理如圖所示實驗表明，當(dāng)磁場不太強時，電勢差U、電流I和B的關(guān)系為式中的比例系數(shù)k稱為霍爾系數(shù)新課講解(2)電勢高低的判斷：如圖，金屬導(dǎo)體中的電流I向右時，根據(jù)左手定則可得，金屬中的自由電子受到的洛倫茲力方向向上，電子在上表面聚集，因此下表面A的電勢高。(3)霍爾電壓的推導(dǎo)：導(dǎo)體中的自由電荷(電子)在洛倫茲力作用下偏轉(zhuǎn)，A、A間出現(xiàn)電勢差，當(dāng)自由電荷所受靜電力和洛倫茲力平衡時，A、A間的電勢差(UH)就保持

43、穩(wěn)定InqvS，Shd 聯(lián)立得式中的比例系數(shù) 稱為霍爾系數(shù)例1、 (多選)為了測量某地地磁場的磁感應(yīng)強度的水平分量，課外興趣小組進行了如圖所示的實驗：在橫截面為長方形、只有上下表面A、B為金屬板的導(dǎo)管中通以帶電液體，將導(dǎo)管按東西方向放置時，A、B兩面出現(xiàn)電勢差，測出相應(yīng)的值就可以求出地磁場的水平分量假如在某次實驗中測得液體的流動速度為v、導(dǎo)管橫截面的寬為a、導(dǎo)管橫截面的高為b，A、B面的電勢差為U.下列判斷正確的是()BC當(dāng)堂小練D第二章 電磁感應(yīng)2.1 楞次定律1.理解楞次定律，會用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向. 2.理解右手定則，會用右手定則判斷感應(yīng)電流方向. （重點）學(xué)習(xí)目標(biāo)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條

44、件是什么？SN+G 只要使閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生.（1）電路閉合（2）磁通量發(fā)生變化神奇的銅管新課導(dǎo)入思考：磁鐵為何緩慢下落？ 在關(guān)于電磁感應(yīng)的實驗中，也許你已經(jīng)注意到，不同情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是不同的。那么，感應(yīng)電流的方向由哪些因素決定?遵循什么規(guī)律?下面通過實驗來探究這個問題。猜想與假設(shè)：實驗準(zhǔn)備1、確定線圈的繞向2、確定電表指針的偏轉(zhuǎn)和電流方向的關(guān)系一、影響感應(yīng)電流方向的因素新課講解+左進左偏,右進右偏.試觸!實驗1：找出電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系實驗探究結(jié)論：電流從哪側(cè)接線柱流入，指針就向哪一側(cè)偏。G+N極插入N極抽出S極插入S極抽出SN

45、SNSN實驗2上面的實驗用簡單的圖表示為：示意圖感應(yīng)電流方向(俯視） S 極拔出 S 極插入 N 極拔出 N 極插入向下減小順時針向上向上減小順時針逆時針增加S向下增加逆時針NGGNGG原磁場方向原磁場磁通量的變化S示意圖感應(yīng)電流的磁場方向感應(yīng)電流方向(俯視） S 極拔出 S 極插入 N 極拔出 N 極插入向下減小順時針向下向上向上減小順時針逆時針向下向上增加S向下增加逆時針向上NGGNGG原磁場方向原磁場磁通量的變化S增 反 減 同1.定義：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。閉合電路磁通量的變化原磁場感應(yīng)電流產(chǎn)生阻礙激 發(fā)引起感應(yīng)電流磁場二、楞次

46、定律2.理解“阻礙”：誰在阻礙?阻礙什么?（阻礙不一定相反、阻礙不是阻止）如何阻礙?感應(yīng)電流的磁場引起感應(yīng)電流的原磁場磁通量的變化“增反減同”使磁通量的變化變慢結(jié)果如何?楞次定律符合能量守恒定律。 從楞次定律可知，感應(yīng)電流總要阻礙磁鐵相對于螺線管的運動。 當(dāng)把磁鐵移進螺線管時，外力要克服磁鐵和螺線管間的斥力做功，消耗機械能，產(chǎn)生的電能是從機械能轉(zhuǎn)化而來的。 當(dāng)讓磁鐵離開螺線管時，外力要克服磁鐵和螺線管間的引力做功，消耗機械能，產(chǎn)生的電能是從機械能轉(zhuǎn)化而來的。GNSNSNGN 判斷感應(yīng)電流方向的步驟：明確原磁場方向明確穿過閉合電路磁通量是增加還是減少根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向最后：利用安

47、培右手定則判斷感應(yīng)電流方向SN【例題1】法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗如圖所示，軟鐵環(huán)上繞有M、N兩個線圈，當(dāng)M線圈電路中的開關(guān)斷開的瞬間，線圈N中的感應(yīng)電流沿什么方向？分析：明確原磁場方向明確穿過閉合電路磁通量是增加還是減少根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向最后：利用安培右手定則判斷感應(yīng)電流方向線圈N中磁感線B0向下線圈N中磁通量減少（從有到無）線圈N中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁感線Bi方向向下（增反減同）【例題2】如圖2.1-5所示，在通有電流 I 的長直導(dǎo)線附近有一個矩形線圈 ABCD，線圈與導(dǎo)線始終在同一個平面內(nèi)。線圈在導(dǎo)線的一側(cè)，垂直于導(dǎo)線左右平移時，其中產(chǎn)生了ABCDA方向的電流。已知距離

48、載流直導(dǎo)線較近的位置磁場較強。請判斷：線圈在向哪個方向移動？分析與解答 選擇矩形線圈為研究對象，畫出通電直導(dǎo)線一側(cè)的磁感線分布圖（圖2.1-6），磁感線方向垂直紙面向里，用“”表示。已知矩形線圈中感應(yīng)電流的方向是ABCDA，根據(jù)右手螺旋定則，感應(yīng)電流的磁場方向是垂直紙面向外的（即指向讀者的，用矩形中心的圓點“”表示）。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該是阻礙穿過線圈的磁通量變化的?，F(xiàn)在已經(jīng)判明感應(yīng)電流的磁場從紙面內(nèi)向外指向讀者，是跟原來磁場的方向相反的。因此線圈移動時通過它的磁通量一定是在增大。這說明線圈在向左移動。練： 通電直導(dǎo)線與矩形線圈在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈遠離導(dǎo)線時，判斷線圈中感應(yīng)電流的方

49、向.vI分析：1、原磁場的方向：向里2、原磁通量變化情況：減小3、感應(yīng)電流的磁場方向：向里4、感應(yīng)電流的方向：順時針楞次定律表述二：“來拒去留”銅環(huán)向右運動NS如圖所示，當(dāng)條形磁鐵突然向閉合銅環(huán)運動時，銅環(huán)里產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向怎樣？銅環(huán)運動情況怎樣？NS如圖，假定導(dǎo)體棒CD向右運動。1.我們研究的是哪個閉合導(dǎo)體回路？2.當(dāng)導(dǎo)體棒CD向右運動時，穿過這個閉合導(dǎo)體回路的磁通量是增大還是減??？3.感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該是沿哪個方向的？4.導(dǎo)體棒CD中的感應(yīng)電流是沿哪個方向的？思考與討論2、適用范圍:閉合電路一部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流.1、右手定則:伸開右手,使拇指與其余四指垂直,并且都與手掌在同

50、一平面內(nèi); 讓磁感線從掌心進入, 拇指指向?qū)w運動的方向, 四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.三、右手定則 楞次定律與右手定則的比較楞次定律右手定則區(qū)別研究對象整個閉合導(dǎo)體回路閉合導(dǎo)體回路的一部分，即做切割磁感線運動的導(dǎo)體適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于一段導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動的情況應(yīng)用用于磁感應(yīng)強度隨時間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例判斷“力”用“左手”,判斷“電”用“右手”.“四指”和“手掌”的放法和意義是相同的，唯一不同的是拇指的意義.1、如圖所示，當(dāng)滑動變阻器R的滑片向右滑動時，則流過R的電流方向是_。當(dāng)堂小

51、練滑動變阻器R的滑片向右滑動時，A中電流減小B原B感A的磁場減弱B中磁通量減小B中感應(yīng)磁場方向與原磁場方向相同R中感應(yīng)電流方向從b到aI感2、兩平行長直導(dǎo)線都通以相同電流，線圈abcd與導(dǎo)線共面，當(dāng)它從左到右在兩導(dǎo)線之間移動時，其感應(yīng)電流的方向如何? acbd線圈中感應(yīng)電流的方向始終為順時針方向 線圈所在空間內(nèi)的磁場分布如圖， 當(dāng)線圈從左往右運動時，穿過它的磁通量先減小，原磁場方向為垂直紙面向里，所以感應(yīng)磁場方向為垂直紙面向里，由安培定則可知，感應(yīng)電流方向為順時針方向； 后來磁通量又逐漸增大，原磁場方向為垂直紙面向外，所以感應(yīng)磁場方向為垂直紙面向里，由安培定則可知，感應(yīng)電流方向為順時針方向。

52、3、如圖所示，勻強磁場B中，放置一水平光滑金屬框架，有一根金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好，在外力F的作用下勻速向右運動，分析此過程中能量轉(zhuǎn)化的情況。 abF1、由右手定則判定ab棒上感應(yīng)電流的方向應(yīng)由b a2、由左手定則判斷ab在磁場中受到的安培力的方向是水平向左的。 外力做正功，消耗外界能量，完全用來克服安培力做功，轉(zhuǎn)化成閉合回路中的電能，最后轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。分析：磁鐵為何緩慢下落？磁鐵管中改變管中產(chǎn)生感應(yīng)電流I感應(yīng)電流周圍產(chǎn)生磁場B相互作用1.楞次定律：課堂小結(jié)明確研究的閉合回路明確磁通量如何變化明確原磁場的 方向楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場 方向判斷感應(yīng)電流的方向安培定則3.楞次定律表述二:“來拒去

53、留” “增反減同”2.理解應(yīng)用：“增反減同”感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。第二章 電磁感應(yīng)2.2 法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)習(xí)目標(biāo) 穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的大小跟哪些因素有關(guān)？新課導(dǎo)入感應(yīng)電流的大小跟哪些因素有關(guān)？I:金屬棒運動速度I:磁鐵插入快慢磁場變化越快變化也越快S變化越快感應(yīng)電流就越大磁通量的變化率有關(guān) 實驗裝置如圖所示，線圈的兩端與電壓表相連。將強磁體從長玻璃管上端由靜止下落，穿過線圈。分別使線圈距離上管口20cm、30cm、40cm和50cm,記錄電壓表的示數(shù)以及發(fā)生的現(xiàn)象。 分別改變線圈的匝數(shù)、磁體的強度，重復(fù)上面的實

54、驗，得出定性的結(jié)論。做一做結(jié)論：感應(yīng)電流的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比一、電磁感應(yīng)定律NSG產(chǎn)生電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源I電源I電動勢感應(yīng) 如果電路不閉合雖然沒有感應(yīng)電流，但電動勢依然存在。所以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。新課講解 閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。（一匝線圈）（n匝線圈）串聯(lián) 當(dāng)電動勢單位為v,磁通量單位為Wb，時間單位為s時，K的取值為1。磁通量的變化是由磁場變化引起時，BS，則磁通量的變化是由面積變化引起時，BS，則如果磁通量的變化是由面積和磁場變化共同引起時，則根據(jù)定義求，末初，有應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的三種情況例1

55、：關(guān)于電磁感應(yīng)，下述說法正確的是（ ）A.穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動勢越大B.穿過線圈的磁通量為0,感應(yīng)電動勢一定為0C.穿過線圈的磁通量的變化越大,感應(yīng)電動勢越大D.穿過線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動勢越大解：磁通量的變化與時間的比值。D 當(dāng)堂小練例2：一個1000匝的線圈，在0.4s內(nèi)穿過它的磁通量從0.02Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應(yīng)電動勢。如果線圈的電阻是10，把一個電阻為990的電熱器連接在它的兩端，通過電熱器的電流是多大？解：二、導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢：=BStvlS=lvt=BlvtE=BLvB是勻強磁場B、L、v相互垂直成立條件：那要是B、L、v不

56、垂直怎么計算呢？新課講解vBv2v11.導(dǎo)體斜切磁感線把速度v分解為兩個分量：垂直于磁感線的分量：v1=vsin 平行于磁感線的分量：v2=vcos 只有垂直于磁感線的分量切割磁感線，于是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢：E=BLv1=Blvsin=0時平行：E0=90時垂直：E=BLv（無切割）2.l為切割磁感線的有效長度E=Blvsinvvsinvcos l感應(yīng)電動勢：E=Bvlsinl：導(dǎo)線垂直于運動方向上的投影。 vL vEBLv適用范圍 3.兩個公式的比較普遍適用磁場變化：面積變化：S：線圈內(nèi)部磁場的面積導(dǎo)體切割磁感線運動回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相互垂直某部分導(dǎo)體電動勢研究對象物理意義t：某一段時間平均

57、感應(yīng)電動勢v：瞬時速度瞬時感應(yīng)電動勢v=0EBLv00瞬時EBLv平均速度平均例3：當(dāng)航天飛機在環(huán)繞地球的軌道上飛行時，從中釋放一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星與航天飛機保持相對靜止，兩者用導(dǎo)電纜繩相連，這種衛(wèi)星稱為繩系衛(wèi)星，利用它可以進行各種科學(xué)實驗。 現(xiàn)有一顆繩系衛(wèi)星在地球赤道上空沿東西方向運行。衛(wèi)星位于航天飛機正上方，它與航天飛機間的距離是20.5km，衛(wèi)星所在位置的地磁場為B4.610-5T，沿水平方向由南向北。如果航天飛機和衛(wèi)星的運行速度是7.6km/s，求纜繩中的感應(yīng)電動勢。解：可以看成是導(dǎo)體切割磁感線。E=BLV=7.2103V如圖，若接入的電阻R=14，ab的電阻為0.4，求感應(yīng)電流的大??？當(dāng)堂

58、小練思考與討論F洛F洛F電合運動是斜向上的。（D到C）當(dāng)F洛=F電時，不再移動。C端電勢高，相當(dāng)于電源正極。4.動生電動勢由于導(dǎo)體運動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢非靜電力是洛倫茲力提供導(dǎo)體棒就相當(dāng)于與電源導(dǎo)體棒還會受到安培力的作用F安新課講解1.電磁感應(yīng)定律 閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。磁通量的變化是由磁場變化引起時，BS，則磁通量的變化是由面積變化引起時，BS，則如果磁通量的變化是由面積和磁場變化共同引起時，則根據(jù)定義求，末初，有2.導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢E=Blvsin=0時平行：E0=90時垂直：E=BLv（無切割）課堂小結(jié)l為切割磁感線的有效長度

59、，即導(dǎo)線垂直于運動方向上的投影EBLv適用范圍 普遍適用磁場變化：面積變化：S：線圈內(nèi)部磁場的面積導(dǎo)體切割磁感線運動回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相互垂直某部分導(dǎo)體電動勢研究對象物理意義t：某一段時間平均感應(yīng)電動勢v：瞬時速度瞬時感應(yīng)電動勢兩個公式的比較動生電動勢1、關(guān)于電磁感應(yīng)，下述說法中正確的是( )A、穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動勢越大B、穿過線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動勢一定為零C、穿過線圈的磁通量的變化越大,感應(yīng)電動勢越大D、穿過線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動勢越大D注意:感應(yīng)電動勢E與、 /t的關(guān)系課堂練習(xí)/10-2Wbt/sABD0120.12、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直

60、于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則：( )A、線圈中0時刻感應(yīng)電動勢最大 B、線圈中D時刻感應(yīng)電動勢為零 C、線圈中D時刻感應(yīng)電動勢最大 D、線圈中0到D時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4VABD斜率表示的變化率3、在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,有一矩形線框,邊長ab=L1,bc=L2線框繞中心軸00以角速度由圖示位置逆時針方向轉(zhuǎn)動。求:(1)線圈轉(zhuǎn)過1/4周的過程中的平均感應(yīng)電動勢(2)線圈轉(zhuǎn)過1/2周的過程中的平均感應(yīng)電動勢B00adcb4、如圖,水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ,它們的電阻不計,在M和P之間接有R=3.0的定值電阻,導(dǎo)體棒長ab