磁场章节分析

磁场章节分析第一页，共四十九页，编辑于2023年，星期一磁场教学建议一、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。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。第二页，共四十九页，编辑于2023年，星期一2.能力要求：较强的对比分析推理能力和空间思维能力。3.与力学知识的结合：应用力学规律解决综合问题。第三页，共四十九页，编辑于2023年，星期一第三章磁场1磁现象和磁场2磁场对通电导线的作用——安培力3磁感应强度、磁通量4磁场对运动电荷的作用力5洛仑兹力的应用第四页，共四十九页，编辑于2023年，星期一磁场新旧教材比较内容要求内容要求71．电流的磁场72．磁感应强度．磁感线．地磁场73．磁性材料．分子电流假说74．磁场对通电直导线的作用．安培力．左手定则75．磁电式电表原理76．磁场对运动电荷的作用，洛伦兹力．带电粒子在匀强磁场中的运动77．质谱仪，回旋加速器ⅠⅡⅠⅡⅠⅡⅠ53．电流的磁场54．磁感线．地磁场55．磁性材料．分子电流假说56．磁感应强度、磁场对通电直导线的作用．安培力．左手定则57．磁电式电表原理58．磁场对运动电荷的作用，洛伦兹力．59．质谱仪，回旋加速器ⅠⅠⅠⅡⅠⅡⅠ分析：有一定的变化，一个II级知识点调为I级知识点。“带电粒子在匀强磁场中的运动”在要求内容中没有，但在说明中确有。第五页，共四十九页，编辑于2023年，星期一课标要求1.列举磁现象在生活、生产中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成功及其对人类的影响。2.了解磁场，知道磁感应强度和磁通量。会用磁感线描述磁场。3.会判断通电直导线和通电线圈周围的磁场方向。4.通过实验，认识安培力，会判断安培力的方向，会计算匀强磁场中安培力的大小。5.通过实验，认识洛仑兹力，会判断洛仑兹力的方向，会计算洛仑兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。6.认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。第六页，共四十九页，编辑于2023年，星期一第三章磁场1磁现象和磁场2磁感应强度3几种常见的磁场4磁场对通电导线的作用力

5磁场对运动电荷的作用力6带电粒子在匀强磁场中的运动09会考要求磁极，磁场，地磁场(A)磁感线，磁通量(A)磁感应强度(B)电流的磁场安培定则(B)分子电流假说(A)安培力，左手定则，磁电式电表(B)洛仑兹力(B)带电粒子在匀强磁场中的运动(C)质谱仪回旋加速器(B)第七页，共四十九页，编辑于2023年，星期一第三章磁场1磁现象和磁场2磁感应强度3几种常见的磁场4磁场对通电导线的作用力

5磁场对运动电荷的作用力6带电粒子在匀强磁场中的运动10高考要求71.电流的磁场Ⅰ72.磁感应强度，磁感线，地磁场I73.磁性材料，分子电流假说Ⅰ74.磁场对通电导线的作用，安培力，左手定则Ⅱ

75.磁电式电表原理Ⅰ76.磁场对运动电荷的作用，洛仑兹力，带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ77.质谱仪回旋加速器Ⅰ第八页，共四十九页，编辑于2023年，星期一二、课时安排第1节1课时第2节2课时第3节1课时第4节

1课时第5节

2课时复习课和测验1课时第九页，共四十九页，编辑于2023年，星期一第1节磁现象和磁场三、教学建议重点：对磁场的认识过程1.是以实验和事实为基础的探索和研究过程；(1)磁极间相互作用的实验。(2)奥斯特实验。(3)磁场对电流作用的实验。第十页，共四十九页，编辑于2023年，星期一磁体之间是通过磁场发生作用的。磁体甲磁体乙甲磁场乙磁场2.磁场方向：(1)小磁针在该点静止时，N极的指向。(2)即小磁针N极受磁场力的方向。(3)即小磁针S极受磁场力的反方向。第十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期一3.磁感线：为了形象直观地描绘磁场中各点场的大小和方向，引入了磁感线的概念。磁感线是假想的线。①磁感线的方向——磁场的方向②磁感线的疏密——磁场的强弱磁感线的分布是磁场的画像！第十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期一2.几种常见磁场的磁感线的空间分布（视图）NS(1)磁体的磁场(2)电流的磁场NS安培定则：几种典型电流磁场的磁感线第十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期一I①直线电流的磁场：磁感线位于与导线垂直的平面内，以导线为圆心的同心圆。*立体图*俯视（横剖）图II*主视（纵剖）图第十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期一②环形电流的磁场：BIIBI第十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期一ISN③通电螺线管的磁场：NSBNSB第十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期一④匀强磁场在某个区域内磁场的强弱(磁感应强度)和方向处处相同，则这个区域的磁场叫做的匀强磁场。在两个异名磁极之间(边缘除外)，长直通电螺线管内部(两端除外)可视为匀强磁场。SN第十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期一小资料（改变世界的物理学）1.磁现象的电本质——安培提出分子环流假说2.

地磁场：磁南极是地理北极，磁北极是地理南极，影响地球磁场的因素很多，形成很复杂。第十八页，共四十九页，编辑于2023年，星期一第2节磁场对通电导线的的作用力—安培力重点：安培力的大小和方向判断1.以实验探究的方式推导安培力的影响因素。（实验：教材P85）F=BIL③电流与磁场方向夹角为时：①电流与磁场方向垂直，=90时，F=B⊥IL=BIlsin

F=0②电流与磁场方向平行，=0或180时，第十九页，共四十九页，编辑于2023年，星期一（1）左手定则：2.安培力的方向—左手定则（2）说明：①若B、I、F三者垂直，知道其中两各量的方向，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。第二十页，共四十九页，编辑于2023年，星期一例题分析——左手定则的应用基本思路：

1．选取研究对象——通电导体

2．画出外磁场在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。第二十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期一[例题1]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？INS(4)若将导线垂直放置，又将如何？INS……？第二十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期一通电导线间的相互作用电流甲电流乙磁场甲（在乙处）磁场乙（在甲处）[例题2]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？I1I2I1I2实验第二十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期一3.磁电式电表利用磁力矩工作原理：(1)讨论通电线框在匀强磁场中，磁力矩大小；(2)展示磁电式电表的实物或实物图；(3)展示磁电式电表的原理图；①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？第二十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期一NSFFO第二十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期一4.电动机——安培力的重要应用：（1）教材P87给出直流电动机的工作模型（2）线圈通电后，由于受到安培力的作用，线圈在磁场中旋转起来。第二十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期一第3节磁感应强度、磁通量重点：磁感应强度概念的建立和磁通量1.以实验基础的数据分析在磁场中的某一点，安培力与电流和导线长度的乘积的比值是一个定值，与导线长度、通过的电流无关。（1.）磁场力与电流的关系（2.）磁场力与导线在磁场中的长度的关系（3.）磁场力与磁场方向跟电流方向夹角的关系注：可类比电场强度的概念。第二十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期一（1）电场强度（2）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FFIL

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于电流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)第二十八页，共四十九页，编辑于2023年，星期一几点说明：①B

是矢量，B的方向与F的方向不同，两者是垂直关系。②定义式中的IL为检验电流元，它是一小段通电导体。③B是由磁场本身的性质决定的，于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）。[例题]课本92页1。[实验]课本91页：利用安培力测定磁感应强度。第二十九页，共四十九页，编辑于2023年，星期一在磁场中，穿过某一面积的磁感线条数，称为穿过这一面积的磁通量。单位：Wb。BS⊥

S

在匀强磁场中：=BScos说明：①当所给定的面积与磁场方向不垂直时，必须用所给定的面积在垂直磁场方向上的投影面积来计算磁通量。②当磁场区域小于线圈所围面积时，应该有效面积来计算磁通量。

2.磁通量第三十页，共四十九页，编辑于2023年，星期一③当穿过所给定面积的磁场由一个方向变化相反方向时，要把其中一个磁场方向规定为正方向，相应的磁通量为正值；相反方向的磁场则为负方向，相应的磁通量为负值。需要指出的是；磁通量是标量，但有正、负之分。[例题]课本92页2。第三十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期一第4节磁场对运动电荷的作用力重点：洛伦兹力的大小和方向判断1.是以实验和事实为基础的探索和研究安培力的微观本质；(1)电流—电荷的定向移动—磁场对运动电荷有力的作用(2)实验：观察阴极射线(高速电子流)在磁场中的偏转(3)磁场对运动电荷的作用力，叫做洛伦兹力。(4)安培力是洛伦兹力的宏观表现。第三十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期一2.洛伦兹力的方向----左手定则的灵活运用1.电流方向：正电荷定向移动的方向；负电荷定向移动的反方向。2.关系：由F、B、I的方向关系找出f、B、v的方向关系。[例题]课本97页1。第三十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期一3.洛伦兹力的大小vvvvvvvvvvvvvvBfF推导：I=nqSv图中电荷为电子f=qvB安培力：F=BIL若磁场方向B与电荷速度v的方向夹角为，则：f=qvBsinF=nSLf第三十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期一①洛伦兹力的大小f=qvBsin

与电荷的运动状态有关。v=0

f=0v

B

f=0v

B

f最大③由于洛仑兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向，所以洛仑兹力对运动电荷不做功。说明：②无论电荷的运动方向与磁场方向是否垂直，所受洛仑兹力的方向总是既垂直于磁场方向又垂直于电荷的运动方向，或者说总是垂直于磁场方向与电荷的运动方向所决定的平面。第三十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期一[例题]课本97页2~4。4.发展空间：霍尔效应第三十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期一第5节洛仑兹力的应用重点：原理和过程分析几何关系1.若带电粒子的运动方向与磁场方向平行2.若带电粒子的运动方向与磁场方向垂直v

B

，f

v，f=C，匀速圆周运动。一、带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹v

∥B

，f=0，→匀速直线*3、若带电粒子的运动方向与磁场方向成角第三十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期一洛伦兹力对运动的带电粒子不做功，只改变其运动的方向。(1)演示(2)洛伦兹力的作用效果B××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××由于f

v，且f=C，f充当向心力，使粒子做垂直于磁场方向的圆运动。fv+qvfvf(3)轨道的半径和周期二、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动第三十八页，共四十九页，编辑于2023年，星期一[例题1]在ACDE方形空腔内有匀强磁场，M是CD的中点，A、D处有孔，ACMDEa一群电子以不同速率，从A孔沿AC垂直于磁场方向射入空腔。不计重力，设打到M点的电子的速率为v1，从D孔射出的电子的速率为v2。则v1:

v2=

.例题分析第三十九页，共四十九页，编辑于2023年，星期一[例题2]如图所示，一带负电的粒子若以速度v0垂直于x轴的原点o垂直射入x轴上面的匀强磁场中时，粒子从x轴上的点x1处射出。如果粒子速度大小不变，方向与原入射方向向右偏转θ角射入，则粒子从x轴上的点x2处射出。已知x1－x2=d，磁感应强度B，则该粒子的荷质比为

。v0Bx2x1xoθ第四十页，共四十九页，编辑于2023年，星期一θv0Bx2xoθx1第四十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期一准确作出图示，几乎能够“一眼看出”题解。随手画，画不准，会产生误导。因此备足工具，把图画准确，是非常必要的。解题的实践经验告诉我们：第四十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期一知识扩展：显像管中的电子束在磁场中的偏转。（教材P99）第四十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期一1.质谱仪；(1)原理：带电粒子在S1、S2之间的电场加速后，进入速度选择器（即P1、P2之间的区域），最后通过S3进入匀强磁场区域，在洛仑兹力的作用下运动半周后打到底片上。(2)荷质比S1P1S2P2S3照相底片E1B1B2第四十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期一[例