北京市海淀区教师进修修学校高二物理磁场教学建议

第十九章磁场编辑ppt一、本章概述1.知识地位：在初中有关知识基础上，结合电场一章的知识，对比研究磁场:电场—磁场，电场强度—磁感应强度，电场力—磁场力。2.能力要求：较强的对比分析推理能力和空间想象能力。3.与力学知识的结合：应用力学规律解决综合问题。编辑ppt二.教学大纲要求必修：电流的磁场（A）磁感应强度（A）地磁场（A）安培定则（B）磁性材料（A）分子电流假说（A）选修：无区别编辑ppt三、课时安排第一节1课时第二节1课时第三节1课时习题课1课时复习课和测验1课时共5课时编辑ppt第一节磁场从实验和事实出发回忆和学习有关知识，(2)磁极间相互作用的实验。(3)奥斯特实验。(4)磁场对电流作用的实验。(5)电流与电流之间作用的实验。(1)磁铁吸引铁屑的实验。编辑ppt编辑ppt一.磁场磁感线1.磁性:磁铁具有的吸引铁、钴、镍等物质的性质２.磁极:磁铁上两个磁性最强的区域南极：Ｓ，北极：Ｎ３．磁极之间的作用：同名磁极相互排斥；异名磁极相互吸引思考1：由上面实验事实我们能回忆起哪些知识？编辑ppt４．磁场磁极间相互作用奥斯特实验通电导线间相互作用通电导线在磁体周围受力都是通过“磁场”来实现的无形的手磁体甲磁体乙甲磁场乙磁场思考2：与电场类比我们有什么启示？编辑ppt5.磁场的方向:规定:在磁场中小磁针N极在某处所受磁场力的方向是该处的磁场方向思考3：电场的方向如何规定的？磁场的方向如何？编辑ppt6.磁场的形象描述：磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。思考4：我们是如何比较形象地描述电场的？观察磁铁周围磁针的分布编辑ppt编辑ppt（1）磁感线上每一点切线方向跟该点磁场方向相同。（2）磁铁的磁感线外部从N极指向S极（内部从S指向N）；磁感线是闭合曲线，且任意两条磁感线不相交；

(3)磁感线的疏密表示磁场强弱。磁感线的特点编辑ppt二.电流的磁场安培定则(右手螺旋定则)

1.用右手握住导线,若伸直的拇指所指方向为电流的方向,则弯曲的四指所指方向是磁感线的环绕方向思考5：电流周围的磁场如何分布，磁感线怎样呢？编辑ppt

2.用右手握住通电螺线管,右手弯曲的四指表示电流方向,则伸直的拇指所指方向为螺线管内部的磁感线方向编辑ppt编辑ppt地球磁场通电直导线周围磁场常见的几种磁场的磁感线：编辑ppt编辑ppt小资料（改变世界的物理学）1、巨磁电阻效应——磁场可以使铁磁金属的电阻发生改变，由磁场引起的电阻变化称为磁致电阻。磁电阻效应可以用来制造磁盘读出磁头。读出磁盘的密度越高，就需要有更大磁电阻变化的材料。科学家们已经发现了巨大的磁电阻效应，当磁场增加，电阻下降，且温度越低，变化率越大，在4.2k低温下磁电阻变化率可接近50%，在室温下变化率可达11%。这种磁电阻变化效应称为巨磁效应。巨磁效应的应用主要有⑴传感器：传感微弱磁场，可用于伪钞识别、机电自动控制、汽车工业等。⑵高密度磁记录读出磁头，目前密度已达1010比特/英寸2。⑶巨磁电阻随机存储器，主要用于计算机内存的主要组成部分。编辑ppt

2、生物磁现象——磁性是物质的属性，可以说世界无处没有磁，大到宇宙中的星球，小到原子核、质子中子等微观粒子都呈现出磁性。地球是一个巨大的磁体，地表磁场约3×10-5——5×10-5，月球表面只有10-9T，太阳表面与地球表面差不多。太阳表面黑子区域的磁场要比太阳表面的磁场强度高达几百到几千倍。人体内也有磁场，它主要来源于（1）人体的生物电。人体心脏的生物电产生磁场，但非常微弱，仅10-10T。正常人脑的磁感强度仅为55×10-13T。（2）人体内的弱磁性物质。它们在地磁场和外磁场的作用下感应出磁场。有少数生物内有强磁性物质（蜜蜂、鸽子）。

3、磁场与人体健康——磁腰带、磁鞋垫、磁疗表等，放在病变组织处对一部分病人以及对某些疾病有一定的疗效，如腰积劳损、扭挫伤、高血压等。这种疗法可称为静磁疗法。近年来静磁疗法又发展成为经络磁场疗法。认为磁场作用于穴位上时，可疏通经络、调整气血、促进血液循环，起到一定的治疗作用。现在还是辅助手段，近年来，一门新兴的磁医学正在发展中。编辑ppt练习1：如图所示，放在通电螺线内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，试判断电源的正负极。小磁针N极的指向即为该处的磁场方向，所以在螺线管内部磁感线由a→b，根据安培定则可判断电流由电源的c端流出，由d端流入。故c端为正极，d端为负极。不要错误认为螺线管b端吸引小磁针的N极就相当于条形磁铁的南极，关键要分清螺线管内部磁感线分布。编辑ppt练习2：如图，A和B为两只完全相同的螺线管（管上导线的绕法也相同），E为一节电池。当开关S闭合后，发现两只螺线管因相互吸引而靠近。若将电池反接（a端接正极，d端接负极），闭合S后，两只螺线管的相互作用表现为.acbdABSE编辑ppt练习3.关于磁感线，以下说法正确的是（）A.磁感线是磁场中客观存在的一族曲线B.磁感线起于N极，终于S极C.磁感线都是闭合曲线D.磁感线上某点处的切线方向是小磁针静止时N极的指向，是通电导线在此处受力的方向答案：C编辑pptveBiveBiveBi思考6：目前我们知道了用几种方法可以产生磁场？磁性的本质是什么呢？电流周围存在磁场对我们有什么启示？编辑pptI在物体内部的任意空间内（例如虚线框内的区域）分子环流的作用都相互抵消了，但在物体表面分子环流的总效果是形成了一圈表面电流。这层表面电流产生了磁场。编辑ppt磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的。三.磁现象的电本质：安培分子电流假说（1820年）罗兰实验（1876年）安培分子电流假说是说明科学假说在人们认识自然奥秘中重要作用的范例。安培提出分子假说的时代，人们并不知道物质的微观结构，但安培的指导思想是电与磁的同一性，安培抓住了通电螺线管与条形磁铁相似的事实大胆提出分子电流假说。他的假说不仅有实验基础和指导思想，而且能够解释实验现象，被证实是正确的。电流电流磁场编辑pptqqv思考1：电场的基本性质是对放入场中的电荷有力的作用，我们用什么方法描述电场的强弱和方向的？如何描述磁场的强弱和方向呢？用“检验电流元”最方便I编辑ppt第二节磁感应强度一磁感应强度1.物理意义:反映磁场的强弱及方向2.磁场的基本性质:对放在其中的电流有力的作用编辑pptII思考：电流I(通电导线)在磁场中受力F的大小与哪些因素有关呢?电流I、导线长度L、磁场的强弱、导线与磁场的夹角I编辑ppt编辑ppt实验及分析（1）I、L、位置定，当导线与磁场平行时；（2）I、（90º）、位置定，（3）L、（90º）、位置定，同一点：FIL即为常数（4）不同的位置一般不同不受力受力最大导线与磁场垂直时FLFI编辑ppt电场强度磁感应强度qFIF检验电荷q受电场力FFq检验电流元IL受磁场力FFIL3.定义：在磁场中垂直磁场方向的通电直导线，受到的磁场力F与电流I和导线长度L乘积的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度。定义式：单位：特斯拉(T)编辑ppt4.矢量：方向即磁场方向（N极受力方向、磁感线切线方向）与磁场力方向垂直5.B是由磁场本身的性质决定的，与F、IL无关。（如长直通电导线周围的磁场为B=kI/r，其中I为场源电流）。编辑ppt几种磁场的磁感应强度普通永久磁铁0.4T—0.8T电动机、变压器铁心0.8T—1.7T实验室实验装置中磁场约30T地面附近地磁场约510–5T太阳表面附近磁场1—210–4T太阳黑子区域的磁场1—2T(Bmax=4.3T)白矮星表面的磁场10—1000T中子星表面的磁场108T编辑ppt思考：如图所示，A、B是两根通有大小相等、方向相反电流的直导线，试画出它们中垂线上的C、D两点的磁感应强度的方向。·CDAB6.磁场的叠加编辑pptCDAB编辑ppt

1.关于磁感应强度，以下说法中正确的是()A、在确定的磁场中同一点的B是确定的：不同点的B可能有所不同，磁感线密的地方B较大，磁感线疏的地方B较小。B、B是矢量，根据定义B=F/IL，B的方向与F一致。C、B是矢量，B的方向与通过该点的磁感线的切线方向相同。D、上述说法都不正确。编辑ppt

2.关于磁感应强度的大小，以下说法中正确的是（）A.一段通电导线在磁场中某处所受安培力大（小），该处磁感应强度就大（小）B.

磁感线密集处磁感应强度就大C.通电导线在磁场中受安培力为零处，磁感应强度一定为零D.

磁感应强度B反比于检验电流元IL答案：B编辑ppt练习3．匀强磁场中长2cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2A时，它受到的磁场力大小为410–3N，问：该处的磁感应强度B是多大？若上题中，电流不变，导线长度减小到1cm，则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？若导线长不变，电流增大为5A，则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？某处的磁感应强度由建立该磁场的场电流情况和该点的空间位置来决定，与检验通电直导线的电流强度大小、导线长短无关。编辑ppt

4。下列说法正确的是：A．电荷处在电场强度为零的地方，受到的电场力一定为零B．电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度为零C．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零E．表征电场中某点的强度，是把一个检验电荷放到该点时受到的电场力与检验电荷本身电量的比值F．表征磁场中某点强度，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值。编辑ppt思考：B可以描述某一点磁场的情况，若对某一区域（面积）如何描述磁场的情况呢？左图的线圈若绕竖直轴转动如何？右图中的线圈和它的投影从场的角度有什么特点？…….编辑ppt为了定量地确定磁感线的条数跟磁感应强度大小的关系，规定：在垂直磁场方向每平方米面积的磁感线的条数与该处的磁感应强度大小（单位是特）数值相同。这里应注意的是一般画磁感线可以按上述规定的任意倍来画图，这种画法只能帮助我们了解磁感应强度大小，方向的分布，不能通过每平方米的磁感线数来得出磁感应强度的数值。编辑ppt二.磁通量：为了描述某一面积磁场的情况（1）定义：穿过某一面积的磁感线的条数，就叫穿过这个面积的磁通量。（4）单位：韦伯，简称韦（Wb）。（2）规定：穿过垂直磁感应强度方向的单位面积上的磁感线条数，就等于磁感应强度B（3）公式（6）磁感应强度可以看作是通过单位面积的磁通量，因此磁感应强度也叫做磁通密度，可用Wb/m2作单位（5）标量：有正负编辑ppt思考：若平面S不跟磁场B方向垂直，如何求磁通量？SBS´应把S平面投影到垂直磁场方向的面上，若这两个面间夹角为，则穿过该面积的磁通量为编辑ppt第三节磁场对电流的作用力

编辑ppt思考：磁感应强度是由什么决定的？磁感应强度是由产生磁场的场电流的大小、分布和空间位置确定的。思考：磁感应强度的定义式在什么条件下才成立？思考：垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长1cm，通电电流强度10A，若它所受的磁场力5N，求（1）该磁场的磁感应强度B是多少？（2）若上题中通电导线平行磁场方向放入该磁场中，那么磁场的磁感应强度是多大？通电导线受到的磁场力是多少？只有在通电直导线垂直磁场方向放入匀强磁场中，公式才成立编辑ppt一.安培力1.定义：通电导线中的电流在磁场中受到的磁场力叫做安培力2.大小：通电导线垂直放在匀强磁场时

F=ILBBIBB2B1导线与磁场成时F=ILB1=ILBsin实际上磁场B对导线L的作用力就是它的垂直分量对导线的作用力编辑ppt

3.方向：左手定则判定。伸出左手，使拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，则拇指所指方向就是电流所受安培力的方向。编辑ppt

1.在下列各图中，分别标出了磁场B的方向，电流I方向和导线所受安培力F的方向，其中正确的是（）答案：C编辑ppt

2.下列表示磁感应强度B、电流I、磁场对电流的作用力F的关系。图中（B、I、F两两垂直,斜方向代表垂直于纸面向里或向外），正确的是：（）FIBIFBIFBFBIABCD编辑ppt

3.在赤道的正上方，一根直导线中流有从东向西的电流，判断地磁场对它的作用力的方向：（）

A.向上B.向下

C.向南D.向北编辑ppt

4.在倾角为300的光滑斜面上，垂直于纸面放置一根长为l=1m、质量为m=0.5kg的通电直导体棒，棒内电流为I=2A，若加一个垂直斜面向上的匀强磁场，使之保持静止，求磁场的磁感应强度B的大小；若磁场沿y轴正方向，磁场的磁感应强度B的大小又为何值？Ixy300B编辑pptIxy300BNFF=mgsin30º=2.5NB=F/IL=1.25T编辑pptIxy300BNFF=mgtg30º=2.88NB=F/IL=1.44T编辑ppt

5.如图，两光滑的平行金属轨道与水平面成θ角，两轨道间距为L，一金属棒垂直两轨道水平放置。金属棒质量为m，电阻为R，轨道上端的电源电动势为E，内阻为r。为使金属棒能静止在轨道上，可加一方向竖直向上的匀强磁场，求该磁场的磁感应强度B应是多大？NmgFBθB

编辑ppt沿斜面方向合力为零，则有

mgsinθ=FBcosθ(1)

FB=BIL(2)I=E/(R+r)(3)联立(1)、(2)、(3)可得

B=mg(R+r)tanθ/ELNmgFBθB编辑pptbaRB

6.下列各图中ab导体棒均垂直框架放置，画出它们所受安培力的方向（做平面图）。若通入电流均为I，磁感应强度为B，ab长为l，求出各图ab所受安培力的大小。baRB（垂直框架）baR

B（沿斜轨向上）baRB编辑ppt如图，把一根通电的直导线放在条形磁铁的两个磁极上方。导线可以自由移动和转动，则：(1)导线各部分受力如何？(2)导线将如何的运动？(3)条形磁铁受力如何？INS7.如图，把一根通电的直导线垂直放置放在条形磁铁的上方，如何？INS编辑ppt基本思路：

1．选取研究对象——通电导体

2．画出外磁场在所取研究对象处磁感线的方向（必要时分解B）；

3．根据左手定则确定通电导体受力的方向；

4．根据通电导体受力判断其运动等；编辑ppt

8.关于左手定则的使用，下列说法中正确的是A.在电流、磁感应强度和安培力三个物理量中，知道其中任意两个量的方向，就可以确定第三个量的方向B.知道电流方向和磁场方向，可以唯一确定安培力的方向C.知道磁场方向和安培力的方向，可以唯一确定电流的方向D.知道电流方向和安培力的方向，可以唯一确定磁场方向F垂直于B、I所决定的平面编辑ppt①若B、I、F三者垂直，知道其中两个量的方向，就可以判断第三个量的方向。②若B于I不垂直，可以分解B，应用B的垂直分量。实质上，F垂直B与I所决定的平面。③对图形的立体结构理解要准确，必要时应把立体图转化为适当的平面图。编辑ppt二.通电直导线间的相互作用I2I1B2B1F12F21两根平行的通电导线，其上电流方向如图所示，试求：

(1)I1在I2处产生磁场B1方向？

(2)I2受到I1磁场的作用力如何？

(3)I2将如何运动？

(4)I1受到I2磁场的作用力如何？编辑pptABFBAFAB电流甲电流乙磁场甲（在乙处）磁场乙（在甲处）两个异向电流间如何？编辑ppt1.ab两平行直导线水平并排放置，电流方向已在图中标出，那么导线a中的电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向分别是：

A．磁感线顺时针方向，磁场力向左

B．磁感线顺时针方向，磁场力向右

C．磁感线逆时针方向，磁场力向左

D．磁感线逆时针方向，磁场力向右编辑ppt

2.如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时(如下图)，两导线环的运动情况是()A.互相吸引，电流大的环其加速度也大B.互相排斥，电流小的环其加速度较大C.互相吸引，两环加速度大小相同D.互相排斥，两环加速度大小相同答案：CBI编辑ppt

3.如图所示，长直导线与矩形闭合导线框处于同一竖直平面内，长直导线固定不动，矩形闭合导线框可以自由运动。开始时长直导线与矩形闭合导线框的竖直边平行，线框静止不动。若直导线和导线框中同时通有图中所示方向的电流，那么矩形闭合导线框的运动情况是A.靠近通电长直导线B.远离通电长直导线C.保持静止不动D.顺时针(俯视)方向转动编辑pptIIIF1F2F3F4B因为靠近导线处的磁场强，远离导线处的磁场弱，所以线框左边受磁场力大（方向向左），线框右边受磁场力小（方向向右）。而上、下两边受力大小相等，方向相反，所以合力使其向左运动。答案：A编辑ppt三.通电线圈在磁场中受到的力矩—磁力矩（介绍）Iabcd俯视图a•dFFa•dFFa•dFFFFa•d结论:当线框平面与磁场平行时，磁力矩最大(M=nBIS)；当线框平面与磁场垂直时，磁力矩最小。编辑ppt①在线框转动范围内，线框所在的B的大小和方向如何？②线框转动过程磁力矩大小变化否？③在线框转动时，螺旋弹簧阻力矩如何变化？④电流与指针偏角的关系？磁电式仪表原理编辑ppt下面各闭合导线框均可以绕OOˊ轴自由转动，开始时各线框均在如图所示的匀强磁场中静止不动。某一时刻各线框分别通有如图所示的电流，那么通电后能够绕OOˊ轴转动的导线框是（）编辑ppt第二十章带电粒子在匀强磁场中的运动编辑ppt一、本章概述1.知识地位：在安培力知识基础上，研究洛伦兹力；在高一力学的基础上，研究带电粒子的运动规律。2.能力要求：较强的逻辑推理能力和空间思维能力。3.与力学知识的结合：应用力学规律解决实际问题。编辑ppt二、课时安排第一节1.5课时第二节1.5课时习题课1课时复习课和测验1课时共5课时教学大纲的要求必修必修加选修洛仑兹力（A）（B）带电粒子在匀强磁场中的运动（B）质谱仪回旋加速器（A）编辑ppt1．分析由实验，安培力产生的本质原因是什么呢？开关的闭合与断开关系到导体杆是否受到安培力。开关的闭合与断开到底有什么本质上的不同？2．猜测运动电荷在磁场中会受到磁场力，安培力是大量运动电荷所受到的磁场力的宏观体现。3．实验（观察）开关闭合后，AB中有定向移动的电荷，此时AB导体杆受到安培力。开关断开后，AB中没有定向移动的电荷，AB导体杆不受安培力。编辑ppt第一节洛仑兹力一.洛仑兹力磁场对电流有作用力（宏观）电流是电荷的定向移动（微观）磁场对运动电荷有作用力实验（推理、假设）（验证）1.分析运动的电荷受到了磁场的作用力编辑ppt2.定义：运动电荷在磁场中受到的磁场力叫做洛仑兹力3.方向：左手定则Bvf2f1(q为负）(q为正）编辑ppt练习1.判断洛仑兹力的方向BB编辑pptvBFB练习2.判定粒子的速度方向判定磁场方向B判定粒子的电性判定粒子的受力B速度方向向外FBBFvvF编辑ppt练习3.如图所示，在X－Y－Z三维空间中有一方向沿Z轴正方向的匀强磁场，一带负电荷的粒子以初速度v0沿X轴正方向射入此匀强磁场。若要该粒子不发生偏转而能沿直线运动，则需加一匀强电场。那么此匀强电场的方向必须是（）

A.沿＋Y方向B.沿－Y方向

C.沿－Z方向D.沿－X方向编辑pptF安vIf洛Nf洛=F安安培力是大量定向移动的电荷受到的洛仑兹力的宏观表现4.洛仑兹力的大小（v与B垂直时）f洛做功否？编辑ppt思考：（l）如何用（单位体积内含的运动电荷数n，每个电荷电量为q，电荷的平均定向移动速率是v，导线的横截面积是S）n、q、v、S来表示通电导线中的电流强度I？（2）如何从合力的观点出发用洛仑兹力f来表达安培力F的值？（当通电导线垂直于磁场时）

F=IBL=Nf……（N为导线中电荷总数）（4）能否根据上面的关系，推出一个运动电荷垂直于磁场方向运动时受到的洛仑兹力的大小。（5）适用条件是什么？（3）如何求得N？编辑ppt洛仑兹力的大小（v与B垂直时）I=nqSvF=ILBF=NfN=nSLnqSvBL=nSLqvBf=qvB当电荷运动速度方向与磁感应强度夹角为时f=qvBsinvBBB2B1qF=NqvB编辑ppt

1.电子以v=4.0105m/s的速度，垂直进入B=0.2T的匀强磁场中，已知电子的质量m=0.9110-30kg,电荷e=1.610-19C,它受到的洛仑兹力是多大？电子的加速度多大？解：电子在匀强磁场中所受到的洛仑兹力大小

f=evB=1.610-194.01050.2N=1.2810-14N加速度大小：通常情况下，带电粒子在磁场中运动时重力的影响可忽略不计编辑ppt（2）：匀强磁场方向垂直纸面向里，一带电的粒子以速度v垂直进入磁场，磁场对电荷有什么作用？作用力的方向及大小如何？（3）：根据牛顿第二定律，洛仑兹力对电荷的运动将产生什么样的作用？（4）：洛仑兹力会不会使电荷速度大小发生改变？为什么？（5）：电荷在以后的运动过程中所受的洛仑兹力有什么特点，在这样的力的作用下电荷会做什么样的运动？思考(1)：当带电粒子q以速度v垂直进入（平行进入）匀强电场中，将做什么运动？编辑ppt二.带电粒子在洛仑兹力作用下的运动带电粒子（m、q)以垂直磁场方向的速度（v）进入匀强磁场（B）中的情况f垂直于B、vv、f始终与B垂直的平面共面f垂直于v洛仑兹力不做功洛仑兹力只改变v的方向，不改变v的大小带电粒子将做什么运动呢？

即带电粒子受到一个大小不变、方向总与粒子运动方向垂直的力带电粒子将做匀速圆周运动编辑pptBvfBBvfBB××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××vfvf编辑ppt(1)带电粒子做匀速圆周运动时，什么力作为向心力？(2)做匀速圆周运动的物体所受的向心力与物体质量m、速度v和半径r的关系如何？（3）进而由学生自己推出编辑ppt思考：

1.粒子运动轨道半径与哪些因素有关，关系如何？

2.质量不同电量相同的带电粒子，若以大小相等的动量垂直进入同一匀强磁场，它们的轨道半径关系如何？

3.速度相同，荷质比不同的带电粒子垂直进入同一匀强磁场，它们的轨道半径关系如何？

4.在同一磁场中做半径相等的圆周运动的氢、氦原子核，哪个运动速度大？编辑pptBvVm,q编辑ppt1.圆周长与圆半径有何关系？

2.圆周运动的周期与周长和速率的关系如何？3.推出带电粒子在磁场中的周期？周长=编辑ppt思考：

1.带电粒子在磁场中做圆周运动的周期大小与哪些因素有关？关系如何？

2.同一带电粒子，在磁场中做圆周运动，当它的速率增大时，其周期怎样改变？

3.速率不同、质量也不同的两带电粒子进入同一磁场做圆周运动，若它们的周期相同，则它们相同的物理量还有哪个？编辑ppt1.试画出带电粒子进入磁场后可能的运动轨迹m.qm.q编辑pptvO1BO2ABC2.以相同速率，不同方向垂直进入有界匀强磁场，在磁场中经历的时间一样吗？编辑ppt

3.如图所示,有界匀强磁场边界线SP∥MN,速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场.其中穿过a点的粒子,速度v1与MN垂直,穿过b点的粒子,速度v2与MN成60°角,设二粒子从S到a,b所需时间分别为t1,t2.则t1:t2为(重力不计)A.1:3B.4:3C.1:1D.3:2SPMNv160ºab编辑pptSPMNv160ºabO2O1编辑ppt

4.如图所示，矩形匀强磁场区域的长为L，宽为L/2．磁感强度为B，质量为m，电量为e的电子沿着矩形磁场的上方边界射入磁场，欲使该电子由下方边界穿出磁场，求：（1）电子速率v的取值范围？（2）电子在磁场中运动时间t的变化范围？vLL/2Bm.q编辑pptLL/2vBO1O2m.q编辑ppt小结：解决带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动的问题的关键，就是根据题中所给的条件，正确画出带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的几何关系，画几何关系的关键是准确找出带电粒子圆运动的圆心。正确画出圆心的方法是（1）已知带电粒子进入和离开磁场的速度方向，可以作出初速度和末速度的垂线，垂线的交点就是圆心；（2）如果已知初速度（或末速度）的方向和进出磁场的位置，速度方向的垂线和进出位置连线的中垂线的交点为圆心。编辑ppt

5.如下图所示,分界面MN右侧是区域足够大的匀强磁场区,现由O点射入两个速度、电量、质量都相同的正、负电粒子,重力不计,射入方向与分界面成θ角,则()A.它们在磁场中运动时间相同B.它们在磁场中做圆运动的半径相同C.它们到达分界面的位置与O点距离相同D.它们到达分界面时速度方向相同ONMBv编辑pptONMBvO1O2编辑ppt第二节洛仑兹力的应用编辑ppt一.对带电粒子运动的控制OO1MNrv0R通过改变B可以改变1.若要使沿圆形区域的匀强磁场直径方向射入的带电粒子（m,q,v0)偏转某一角度，B应多大？编辑ppt

2.在半径为R的圆形范围内有匀强磁场，一个电子从M点沿半径方向以速度v0射入，从N点射出时的速度方向偏转了600，求电子在磁场中的轨道半径和从M点到N点的运动时间。600BMNv0600BMNv0rr300300由几何图形可求得电子在磁场中的圆轨道半径r=Rctg300=1.73R电子在磁场中的轨迹弧线所对应的圆心角为600，即1/6圆弧，所以电子在磁场中运动的时间是1/6周期，即t=T/6=m/3qBT=2r/6v0=1.73R/3v0编辑ppt

1.如图所示，不同速度的带电粒子沿中轴线进入正交的匀强电场和匀强磁场区域，其中部分粒子恰能沿中轴线匀速通过此区域，从右边小孔射出。已知磁感应强度为B，电场强度为E，不计重力，求能射出小孔的电荷的速度是多少？恰能沿中轴线做匀速运动，可见粒子所受合外力为零。即

fB=fEqv0B=qE所以v0=E/B此装置称为“速度选择器”。BEmqv0二.质谱仪编辑ppt

2.如图所示，直线MN的一侧分布有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。一族正离子，电量为q，质量不等，但重力不计，由直线上的小孔O处沿垂直于直线MN亦垂直于磁场的方向射入磁场中，其初速度为v0。离子在磁场中运动半周后打在沿MN放置的照相底片上使底片感光，留下图示中的痕迹。测得O点到痕迹的距离x，讨论离子质量与距离x的关系。Bv0O显然，x/2=r=mv0/qB在速度、电量都相同的情况下，质量正比于x。利用此法可以测定同位素。此部分叫做“质谱仪”编辑ppt1.基本结构2.基本原理照相底片速度选择器加速电场粒子源B1B2EUqE=qvB1编辑ppt练习1.如图所示，某种离子从静止开始，经加速电场加速后进入速度选择器。速度选择器中的磁感应强度为B0，两板间的电压为U0，两板间距为d。适当调节电压U0，选择某种速度的离子射出速度选择器的小孔而进入质谱仪。已知质谱仪中的磁感应强度是B，测得底片上感光点与小孔O的距离是x0。求该离子的比荷。Bv0B0U0在质谱仪中qvB=mv2/r(1)而x0=2r(2)速度选择器中qvB0=qU0/d(3)解得：q/m=2U0/dx0B0B编辑ppt三.回旋加速器（介绍）编辑ppt在回旋回速器中（

）

A．电场和磁场同时用来加速带电粒子

B．只有电场用来加速带电粒子

C．回旋回速器的半径越大，则在交变电源固定的前提下，同一带电粒子获得的动能也越大。

D．一带电粒子不断被加速的过程中，交变电源的频率也要不断增加编辑ppt

1.如图所示，两金属板间距为d，两板间匀强磁场为B，磁场方向垂直纸面向里。设等离子体以水平速度v0射入磁场，并充满两板间的全部空间，外电路用电器电阻为R。求：电路中的电流是多少？Rv0BSRv0BS积累到两板上的偏转电荷形成一电场E四.磁流体发电机编辑ppt当电场增强到某一强度时，后续离子受到的电场力可以与其受到的磁场力达到动态平衡，即两板上的电荷不再增加，于是两板间的电压不再增加而达到一稳定值。电场力与磁场力相平衡qU/d=qvB所以有U=dv0B所以电路中的电流为I=U/R=dv0B/R对用电器而言，这套[磁场+等离子体]装置就是一部发电机。这种发电方式称为“磁流体发电”。[磁场+等离子体]装置称为磁流体发电机。编辑ppt相关概念解释：等离子体：对惰性气体或碱金属物质进行加热，当温度达到30000C以上的高温时，这些物质中的原子和电子的运动都极为剧烈，有些电子甚至可以脱离原子核的束缚，使原子成为电离状态。结果，这些物质变成自由电子、失去电子的离子以及原子核的混合物。这就是等离子体。宇宙中所有恒星都是等离子态的物质团。等离子态是物质的第四态。其特点是微观上已电离，宏观上仍呈现电中性。编辑ppt相关背景知识介绍：磁流体发电的研究始于20世纪50年代末，被认为是最现实可行、最有竞争力的直接发电方式。目前中国、美国、以色列等国家已基本上完成了实验室的实验阶段工作，开始进入工业试验阶段。从上述的例题可以看出，利用磁流体发电，只要加快等离子体的喷射速度，增加磁场的强度，就能提高发电机的功率。因此磁流体发电涉及到磁流体动力学、等离子物理、高温技术及材料、低温超导技术和热物理等领域，是一项非常复杂的工程，目前仍存在许多技术上的问题亟待解决，还没有发展到商用阶段。编辑ppt磁流体发电的物理模型编辑ppt带电粒子在电磁场中的运动1．带电粒子在电场中的运动是一个包含电场力、电势能在内的综合性力学问题。根据粒子的受力情况，判断粒子的运动规律以及在运动过程中动能、电势能的相互转化情况；或根据运动特点，分析受力情况和能量转化等相关问题。2．带电粒子在磁场中的运动时，运动轨迹的确定是一个难点，由于粒子的初状态和有界磁场区域的大小不同，其运动轨迹可以是整个圆周，也可以是圆周的一部分（半圆，圆弧），从而导致我们在确定粒子运动轨迹时成为一个难点。3．这部分知识与相应的力学知识—牛顿运动定律、曲线运动（圆周运动、平抛运动）动能定理和动量守恒定律；与相应的电磁学知识—电场力、电势能、洛仑兹力等联系紧密，考察的范围广，综合程度高，从而成为高考中几乎每年必考的问题。编辑ppt

1.如图所示，质量为m、带电量为+q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电力线和磁力线以速度v飞入。已知两板间距离为d，磁感应强度为B，这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域（重力不计）。今将磁感应强度增大到某值，则粒子将落到极板上。当粒子落到极板上时的动能为多少？编辑ppt

2.如图所示,电量为q的带电液滴,在互相垂直的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动.已知电场强度为E,方向竖直向上,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,液滴的质量m=,绕行方向为时针,它的线速度大小v=()EBR编辑ppt

3.有三束粒子流,分别是质子、氘核和粒子束,它们以相同的动能垂直于正交的匀强电场和磁场的方向射入场中,氘核恰好沿直线运动,质子和粒子都从场中射出,如图所示则

A.a极板的电势低于b极板

B.质子将向a极板偏转

C.粒子将向b极板偏转

D.质子射出时,动能最大ab编辑ppt洛仑兹力虽然不做功，但它会影响其它力的做功情况。例如在速度选择器中，它就迫使电场力无法做功。但如果它大些或小些，则电场力就可能做负功或正功。4.如图所示，在虚线框中的空间区域内存在着竖直向下的匀强重力场和垂直纸面向里的匀强磁场。一带电微粒在重力和磁场力的共同作用下，从a点由静止开始运动，其运动轨迹为曲线abc。其中b点是最低点，粒子到达c点时速度又变为零。则下列判断中正确的是A.该粒子一定带正电B.a点和c点位于同一高度C.粒子在b点时速度最大D.粒子到达c点后将沿原曲线返回a点编辑ppt5.如图所示，粒子沿中轴线进入互相正交的匀强电场和匀强磁场区域。当它以动能Ek1进入，最后从a点射出此区域时的动能为Eka。若它以动能Ek2进入时，最后从b点射出此区域。已知a、b两点相对于中轴线对称，求粒子从b点射出时的动能Ekb是多少？BEv0ab速度较小时，磁场力将小于电场力，粒子将向下偏转，从a点射出。速度较大时，磁场力将大于电场力，粒子将向上偏转，从b点射出，即E