环形电流产生的磁场课件

一、磁场的产生1.磁体产生磁场：条形磁铁和蹄形磁铁。2.电流产生磁场（1）1820年丹麦物理学家奥斯特发现。（2）通电直导线产生的磁场（3）环形电流产生的磁场（4）通电螺线管产生的磁场3.磁场是物质存在的一种形式一、磁场的产生1.磁体产生磁场：条形磁铁和蹄形磁铁。14.分子电流的假说(1).通电螺线管外的磁场与条形磁铁的磁场很相似，安培提出了分子电流的假说。(2).安培认为：在原子分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧是极性不同的两个磁极。(3).分子电流假说可以解释很多现象。4.分子电流的假说(1).通电螺线管外的磁场与条形磁铁的25.磁性材料(1).磁化：物质材料在磁场中具有磁性的过程。(2).铁磁性材料：像铁那样能被强烈磁化的材料。(3).软磁性材料：磁化后容易去磁的材料。应用：变压器、交流发电机、电磁铁、录音机磁头。(4).硬磁性材料：磁化后不易去磁的材料。应用：磁电式仪表、扬声器、话筒、录音带、录相带、磁盘、信用卡、电话磁卡等等。5.磁性材料(1).磁化：物质材料在磁场中具有磁性的过程。3二、磁场的描述1.磁感应强度（1）物理意义：描述磁场的力的性质的物理量（2）定义：垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F，跟电流I和导线的长度L的乘积的比值叫磁感强度（3）定义式：B=F/IL（4）单位：特斯拉，简称特；符号是T，1T=1N/Am（5）矢量：方向与该处磁场方向相同2.磁通量（1）公式Φ=BS（2）单位：韦伯（3）磁通密度（B）二、磁场的描述1.磁感应强度43.磁感线1.磁场的方向：a.小磁针静止时，北极（N）所指的方向作为磁场的方向。b.小磁针北极（N）的受力方向作为磁场方向2.所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上。3.磁感线5磁感线的特点1.磁感线是空间分布的2.磁感线是假象的曲线，不真实存在3.任意两条磁感线不相交4.磁感线是闭合曲线，外部从N极指向S极内部从S指向N；(与电场线不同）磁感线的特点1.磁感线是空间分布的61.条形磁铁2.马蹄形磁场常见的几种磁感线1.条形磁铁2.马蹄形磁场常见的几种磁感线73.匀强磁场3.匀强磁场84.通电直导线判断方法：安培定则1（右手螺旋定则）4.通电直导线判断方法：安培定则1（右手螺旋定则）96.环形导线判断方法：安培定则26.环形导线判断方法：安培定则2107.通电螺线管产生的磁场判断方法：安培定则37.通电螺线管产生的磁场判断方法：安培定则3118.地球磁场地理南极——磁场的北极地理北极——磁场的南极8.地球磁场地理南极——磁场的北极12（1）.公式：F=BIL（2）.适用条件：

①匀强磁场

②导线与磁场垂直

1、磁场对磁体有磁力作用2、磁场对电流有作用—安培力三.磁场的作用（1）.公式：F=BIL1、磁场对磁体有磁力作用三.13（3）.推广

1）当IB，F=BIL2）当I//B，F=0

BIBI（3）.推广BIBI14（4）.安培力方向

判定方法——左手定则

1.伸开左手，大拇指跟四指垂直，且在同一平面内

2.让磁感线穿过手心

3.使四指指向电流方向，

4.则拇指指向安培力的方向（4）.安培力方向判定方法——左手定则15三.磁场的作用1、磁场对磁体有磁力作用2、电流对电流有磁力作用同向电流相互吸引，异向电流相互排斥实质都是通过磁场相互作用的三.磁场的作用163、磁场对运动电荷的作用—洛伦兹力（1）a.当θ=90°时，f=qVB.b.当θ=0

°时，f=0.（2）方向：左手定则先根据粒子的电性和运动方向判断电流方向3、磁场对运动电荷的作用—洛伦兹力17（3）洛伦兹力方向与运动方向总是垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功（4）带电粒子在磁场中的运动A.平行进入磁场的带电粒子作直线运动；B.垂直进入磁场的带电粒子作圆周运动；（3）洛伦兹力方向与运动方向总是垂直，所以洛伦兹力对带电粒子18圆周运动的轨道半径和周期带电粒子做匀速圆周运动所需要的向心力是由粒子所受的洛仑兹力提供的所以由此得到带电粒子的匀速圆周运动圆周运动的轨道半径和周期带电粒子做匀速圆周运动所需要的向心力19四、磁场的应用1、粒子速度选择器，回旋加速器2、磁电式电表、电动机、扬声器、电视机（显象管），阴极射线管，四、磁场的应用1、粒子速度选择器，回旋加速器202.粒子通过速度选择器的条件:Eq=qvB→v=E/B1.粒子速度选择器工作原理+-vB1EEqF1.粒子受力特点:电场力和洛伦兹力方向相反;3.速度选择器对正、负电荷均适用；4.速度选择器中的电场和磁场方向具有确定的关系.2.粒子通过速度选择器的条件:Eq=qvB→v=E/B1.212、质谱仪

构造：

①带电粒子注入器

②加速电场(U)③速度选择器(E、B1)④偏转磁场(B2)⑤照相底片qU=mv2/2qE=qvB1qvB2=mv2/（d/2）原理：+-rvB1EB2U+qmd2、质谱仪构造：qU=mv2/2q22质谱仪工作原理qU=mv2/2qE=qvB1

※质谱仪用来测带电粒子的荷质比q/m=2v/B2d=2E/B1B2d

、质量m=B1B2qd/2E

，分析同位素qvB2=mv2/（d/2）+-rvB1EB2U+qmd质谱仪工作原理qU=mv2/2qE=qvB1※质谱仪用来测233电流表的工作原理

3电流表的工作原理244.回旋加速器1.1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，能在很小的空间使粒子受到多次加速。2.结构：两个D型盒、垂直于D型盒的磁场、交变加速电源。3.原理：4.回旋加速器1.1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速25例5、[03辽宁]如图所示，a、b是位于真空中的平行金属板，a极带正电，b极带负电，两板间的电场为匀强电场，场强为E，同时在两板之间的空间中加匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，一束电子以大小为v。的速度从左边s处沿图中虚线方向入射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间沿虚线运动，则v。、E、B之间的关系是：

A、v。=E/BB、v。=B/EC、v。=E/BD、v。=B/E.v0ab+-答案：A例5、[03辽宁]如图所示，a、b是位于真空中的平行金属板，26例：一个小磁针挂在大线圈内部，磁针静止时与线圈在同一平面内(图3-2)．当大线圈中通以图示方向电流时，则[

]A．小磁针的N极向纸面里转．B．小磁针的N极向纸面外转．C．小磁针在纸面内向左摆动．D．小磁针在纸面内向右摆动．

A例：一个小磁针挂在大线圈内部，磁针静止时与线圈在同一平面内(27一、磁场的产生1.磁体产生磁场：条形磁铁和蹄形磁铁。2.电流产生磁场（1）1820年丹麦物理学家奥斯特发现。（2）通电直导线产生的磁场（3）环形电流产生的磁场（4）通电螺线管产生的磁场3.磁场是物质存在的一种形式一、磁场的产生1.磁体产生磁场：条形磁铁和蹄形磁铁。284.分子电流的假说(1).通电螺线管外的磁场与条形磁铁的磁场很相似，安培提出了分子电流的假说。(2).安培认为：在原子分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧是极性不同的两个磁极。(3).分子电流假说可以解释很多现象。4.分子电流的假说(1).通电螺线管外的磁场与条形磁铁的295.磁性材料(1).磁化：物质材料在磁场中具有磁性的过程。(2).铁磁性材料：像铁那样能被强烈磁化的材料。(3).软磁性材料：磁化后容易去磁的材料。应用：变压器、交流发电机、电磁铁、录音机磁头。(4).硬磁性材料：磁化后不易去磁的材料。应用：磁电式仪表、扬声器、话筒、录音带、录相带、磁盘、信用卡、电话磁卡等等。5.磁性材料(1).磁化：物质材料在磁场中具有磁性的过程。30二、磁场的描述1.磁感应强度（1）物理意义：描述磁场的力的性质的物理量（2）定义：垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F，跟电流I和导线的长度L的乘积的比值叫磁感强度（3）定义式：B=F/IL（4）单位：特斯拉，简称特；符号是T，1T=1N/Am（5）矢量：方向与该处磁场方向相同2.磁通量（1）公式Φ=BS（2）单位：韦伯（3）磁通密度（B）二、磁场的描述1.磁感应强度313.磁感线1.磁场的方向：a.小磁针静止时，北极（N）所指的方向作为磁场的方向。b.小磁针北极（N）的受力方向作为磁场方向2.所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上。3.磁感线32磁感线的特点1.磁感线是空间分布的2.磁感线是假象的曲线，不真实存在3.任意两条磁感线不相交4.磁感线是闭合曲线，外部从N极指向S极内部从S指向N；(与电场线不同）磁感线的特点1.磁感线是空间分布的331.条形磁铁2.马蹄形磁场常见的几种磁感线1.条形磁铁2.马蹄形磁场常见的几种磁感线343.匀强磁场3.匀强磁场354.通电直导线判断方法：安培定则1（右手螺旋定则）4.通电直导线判断方法：安培定则1（右手螺旋定则）366.环形导线判断方法：安培定则26.环形导线判断方法：安培定则2377.通电螺线管产生的磁场判断方法：安培定则37.通电螺线管产生的磁场判断方法：安培定则3388.地球磁场地理南极——磁场的北极地理北极——磁场的南极8.地球磁场地理南极——磁场的北极39（1）.公式：F=BIL（2）.适用条件：

①匀强磁场

②导线与磁场垂直

1、磁场对磁体有磁力作用2、磁场对电流有作用—安培力三.磁场的作用（1）.公式：F=BIL1、磁场对磁体有磁力作用三.40（3）.推广

1）当IB，F=BIL2）当I//B，F=0

BIBI（3）.推广BIBI41（4）.安培力方向

判定方法——左手定则

1.伸开左手，大拇指跟四指垂直，且在同一平面内

2.让磁感线穿过手心

3.使四指指向电流方向，

4.则拇指指向安培力的方向（4）.安培力方向判定方法——左手定则42三.磁场的作用1、磁场对磁体有磁力作用2、电流对电流有磁力作用同向电流相互吸引，异向电流相互排斥实质都是通过磁场相互作用的三.磁场的作用433、磁场对运动电荷的作用—洛伦兹力（1）a.当θ=90°时，f=qVB.b.当θ=0

°时，f=0.（2）方向：左手定则先根据粒子的电性和运动方向判断电流方向3、磁场对运动电荷的作用—洛伦兹力44（3）洛伦兹力方向与运动方向总是垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功（4）带电粒子在磁场中的运动A.平行进入磁场的带电粒子作直线运动；B.垂直进入磁场的带电粒子作圆周运动；（3）洛伦兹力方向与运动方向总是垂直，所以洛伦兹力对带电粒子45圆周运动的轨道半径和周期带电粒子做匀速圆周运动所需要的向心力是由粒子所受的洛仑兹力提供的所以由此得到带电粒子的匀速圆周运动圆周运动的轨道半径和周期带电粒子做匀速圆周运动所需要的向心力46四、磁场的应用1、粒子速度选择器，回旋加速器2、磁电式电表、电动机、扬声器、电视机（显象管），阴极射线管，四、磁场的应用1、粒子速度选择器，回旋加速器472.粒子通过速度选择器的条件:Eq=qvB→v=E/B1.粒子速度选择器工作原理+-vB1EEqF1.粒子受力特点:电场力和洛伦兹力方向相反;3.速度选择器对正、负电荷均适用；4.速度选择器中的电场和磁场方向具有确定的关系.2.粒子通过速度选择器的条件:Eq=qvB→v=E/B1.482、质谱仪

构造：

①带电粒子注入器

②加速电场(U)③速度选择器(E、B1)④偏转磁场(B2)⑤照相底片qU=mv2/2qE=qvB1qvB2=mv2/（d/2）原理：+-rvB1EB2U+qmd2、质谱仪构造：qU=mv2/2q49质谱仪工作原理qU=mv2/2qE=qvB1

※质谱仪用来测带电粒子的荷质比q/m=2v/B2d=2E/B1B2d

、质量m=B1B2qd/2E

，分析同位素qvB2=mv2/（d/2）+-rvB1EB2U+qmd质谱仪工作原理qU=mv