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.,《磁場》,.,3.1《磁現(xiàn)象和磁場》,.,,,東漢王充在《論衡》中寫道：“司南之杓,投之于地,其柢指南”,最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被稱為“天然磁石”的礦物,其中含有主要成分為Fe3O4,能吸引其他物體,很像磁鐵,.,磁懸浮列車,磁懸浮列車上裝有電磁體，鐵路底部則安裝線圈。通電后，地面線圈產(chǎn)生的磁場極性與列車上的電磁體極性總保持相同，兩者“同性相斥”，排斥力使列車懸浮起來。鐵軌兩側(cè)也裝有線圈，交流電使線圈變?yōu)殡姶朋w。它與列車上的電磁體相互作用，使列車前進(jìn)。列車頭的電磁體（N極）被軌道上靠前一點(diǎn)的電磁體（S極）所吸引，同時(shí)被軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體（N極）所排斥。,.,1.磁性：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì),2.磁體：具有磁性的物體叫磁體,3.磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極,小磁針靜止時(shí) 指南的磁極叫做南極,又叫S極; 指北的磁極叫做北極,又叫N極,4.磁極間的相互作用: 同名磁極相斥，異名磁極相吸,5.變無磁性物體為有磁性物體叫磁化, 變有磁性物體為無磁性物體叫退磁,復(fù)習(xí)回顧,.,,【問題】 磁體之間是通過什么發(fā)生相互作用的呢?,【聯(lián)想】 電荷之間是通過什么發(fā)生相互作用的呢?,電荷之間的相互作用是通過電場發(fā)生的,磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的,電場和磁場一樣都是一種物質(zhì),.,一、磁場,,【問題】 是否只有磁鐵周圍才存在磁場?,磁體,磁體,磁場,,,,,1.磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。,磁場和電場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.在同一空間區(qū)域,可以有幾個磁場共同占有,實(shí)物做不到,.,二、電流的磁效應(yīng),奧斯特實(shí)驗(yàn),.,奧斯特實(shí)驗(yàn),１、實(shí)驗(yàn)裝置如圖,２、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,當(dāng)給導(dǎo)線通電時(shí),與導(dǎo)線平行放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動,３、注意事項(xiàng)：導(dǎo)線應(yīng)沿南北方向水平放置,４、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通電導(dǎo)線周圍存在磁場,即電流可以產(chǎn)生磁場,因?yàn)橥娭睂?dǎo)線產(chǎn)生的磁場分布在一族以導(dǎo)線為軸的同心圓柱面上（磁場方向可用右手定則判斷，大拇指指電流方向，四指彎曲指向磁場方向），小磁針自然靜止時(shí)是指向南北方向的，如果導(dǎo)線沿東西方向放的話產(chǎn)生的磁場對小磁針的力矩為零，不會觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。只有當(dāng)導(dǎo)線南北放置時(shí)，導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場對小磁針的力矩不為零才有可能觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。,.,1.磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。,一、磁場,,磁體,磁體,磁場,,,,,2.電流的磁效應(yīng)： 電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場.磁鐵不是磁場的唯一來源.,.,結(jié)論：,磁體對通電導(dǎo)體有力的作用,問題：,磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用力是通過什么發(fā)生的呢？,3.磁場與電流之間的相互作用,.,問題：,磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用力是通過什么發(fā)生的呢？,磁體,電流,磁場,,,,,.,問題：電流與電流之間是否有力的作用？,結(jié)論:同向電流相互吸引。,結(jié)論:反向電流相互排斥。,問題：,電流和電流之間的相互作用力是通過什么發(fā)生的呢？,電流的磁效應(yīng)： 電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場.,電流,電流,磁場,,,,,.,磁場對放入其中的磁體或通電導(dǎo)體會產(chǎn)生磁力作用。 （磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的）,,三、磁場的基本性質(zhì),.,四、地磁場,1.地球是一個巨大的磁體,2.地球周圍空間存在的磁場叫地磁場,3.地磁的北極在地理的南極附近,地磁的南極在地理的北極附近,但兩者并不完全重合,它們之間的夾角稱為磁偏角,4.磁偏角的數(shù)值在地球上不同地方是不同的,.,下列關(guān)于磁場的說法中,正確的是 ( ) A．磁場跟電場一樣,是人為假設(shè)的 B．磁極或電流在自己周圍的空間會產(chǎn)生磁場 C．指南針指南說明地球周圍有磁場 D．磁極對磁極的作用、電流對電流的作用都是通過磁場發(fā)生的,BCD,.,下列說法中正確的是 （ ） A．磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極,任何磁體都有兩個磁極 B．磁體與磁體間的相互作用是通過磁場而發(fā)生的,而磁體與通電導(dǎo)體間以及通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用不是通過磁場發(fā)生的 C．地球的周圍存在著磁場,地球是一個大磁體,地球的地理兩極與地磁兩極并不重合,其間有一個交角,這就是磁偏角,磁偏角的數(shù)值在地球上不同地方是相同的 D．磁場是客觀存在的一種物質(zhì),AD,.,3.2《磁感應(yīng)強(qiáng)度》,.,電場的基本性質(zhì)是什么？,對放入其中的電荷有電場力的作用,磁場的基本性質(zhì)是什么？,對放入其中的磁體或通電導(dǎo)體有磁力的作用,電場強(qiáng)度:試探電荷所受電場力跟電荷量的比值 正試探電荷的受力方向,如何描述電場的強(qiáng)弱和方向？,如何描述磁場的強(qiáng)弱和方向？,是否類似電場的研究方法,分析磁體或電流在磁場中所受的力,找出表示磁場強(qiáng)弱和方向的物理量?,復(fù)習(xí)類比,.,如何描述磁場的強(qiáng)弱和方向呢?,電場,電場力F,F/q表示電場的強(qiáng)弱,,磁場,磁場力F,磁場的強(qiáng)弱,,,電場強(qiáng)度E,,磁場強(qiáng)度,磁感應(yīng)強(qiáng)度,描述磁場的強(qiáng)弱和方向,,.,電場,,正試探電荷的受力方向,磁場,,磁體或電流的受力方向,小磁針N極的受力方向,一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,物理學(xué)規(guī)定： 小磁針N極(北極)的受力方向或小磁針靜止時(shí)N極的指向，規(guī)定為該點(diǎn)的磁場方向, 即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,觀察小磁針北極指向→歸納方向,.,電流元：很短的一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度L的乘積IL.,方法：用檢驗(yàn)電流元來研究磁場強(qiáng)弱,,思考：通電導(dǎo)線受到的磁場力與哪些因素有關(guān)?,導(dǎo)線長度、電流大小、磁場的不同、放置的位置（導(dǎo)線與磁場方向平行、垂直及任意夾角受力情況不同）,（演示方向問題）,實(shí)驗(yàn)方案,二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,理想模型,實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法,.,1、保持磁場和通電導(dǎo)線的長度不變，改變電流的大小。,2、保持磁場和導(dǎo)線中的電流不變，改變通電導(dǎo)線的長度。,實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),結(jié)論：在通電導(dǎo)線的長度和磁場不變時(shí)，電流越大，導(dǎo)線所受的安培力就越大。,結(jié)論：在通電導(dǎo)線的電流和磁場不變時(shí)，導(dǎo)線越長，導(dǎo)線所受的安培力就越大。,現(xiàn)象：電流越大，導(dǎo)線的偏角越大。,探究實(shí)驗(yàn),探究實(shí)驗(yàn),邏輯推理,.,邏輯推理,,F IL,F = B·IL,精確的實(shí)驗(yàn)研究表明：通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，它受力的大小既與導(dǎo)線的長度L 成正比，又與導(dǎo)線中的電流I 成正比，即與I和L的乘積 IL 成正比。,（2）不同磁場中，比值F/IL一般不同;,.,磁感應(yīng)強(qiáng)度,1、定義：,3、單位：,4、方向：,在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度,在國際單位制中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉,簡稱特,國際符號是T,1T=1N/A·m,磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量, 方向與該點(diǎn)磁場的方向一致,2、定義式：,.,.,3.你對電流元如何理解？,1.磁感應(yīng)強(qiáng)度由通電導(dǎo)線的長度、電流及導(dǎo)線受力決定嗎？,B與L、I、F無關(guān)，與場源和該點(diǎn)在場中的位置有關(guān),理解,4.反映什么性質(zhì)？,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.,2.用B=F/IL計(jì)算時(shí)，要注意什么問題？,導(dǎo)線電流的方向與磁場方向的關(guān)系，要注意兩者必須垂直。通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)受到磁場力最大，平行時(shí)為零,物理意義：B是表示磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，是描述磁場力的性質(zhì)的物理量，是矢量。,.,5.你認(rèn)為電場力（磁場力）在方向上與電場強(qiáng)度（磁感應(yīng)強(qiáng)度）有何關(guān)系？,6.若在某一點(diǎn)同時(shí)存在幾個磁場，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng) 度B如何？,若某一空間同時(shí)存在幾個磁場，空間的磁場應(yīng)由這幾個磁場疊加而成，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則有：B=B1+B2+B3……（矢量和） ，用平行四邊形法則運(yùn)算,電場強(qiáng)度方向規(guī)定為正電荷受力方向； 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向規(guī)定為小磁針北極受力方向， 與電流受力方向垂直。,.,有人根據(jù)B=F/IL提出：磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟磁場力F成正比，跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長度L的乘積IL成反比，這種提法有什么問題？錯在哪里？,答：這種提法不對.因?yàn)閷?shí)驗(yàn)證明，F(xiàn)和IL的乘積成正比，故比值（F/IL）在磁場中某處是一個恒量，它反映了磁場本身的特性，不隨F及IL的變化而變化.,思考,.,1、下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法中正確的是（ ） A．通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 B．通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大 C．放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同 D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān),D,例題,.,2、下列說法中錯誤的是（ ） A．磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，就是通以電流I、長為L的一小段導(dǎo)線放在該處時(shí)所受磁場力F與I、L的乘積的比值 B．一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用，則該處一定沒有磁場 C．一小段通電導(dǎo)線放在磁場中A處時(shí)受磁場力比放在B處大，則A處磁感應(yīng)強(qiáng)度比B處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大 D．因?yàn)锽 =F/IL，所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的通電小段導(dǎo)線IL乘積成反比,ABCD,.,0.1T,3、一根導(dǎo)線長0.2m，通過3A的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是6×10-2N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是______；如果該導(dǎo)線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是______.,0.1T,.,4.磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強(qiáng)度是2.5 A，導(dǎo)線長1 cm，它受到的安培力為5×10-2 N，則這個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？,5.接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到5 A時(shí)，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？該通電導(dǎo)線受到的安培力是多大？,注意：計(jì)算時(shí)要統(tǒng)一用國際單位制。,解答：,解答：磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場和空間位置（點(diǎn)）決定的，和導(dǎo) 線的長度L、電流I的大小無關(guān)，所以該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是2 T. 根據(jù)F=BIL得，F(xiàn)=2 × 5 × 0.01=0.1N,.,3.3《幾種常見的磁場》,.,復(fù)習(xí)：,在學(xué)習(xí)電場時(shí)為了形象的描述電場強(qiáng)度E的大小和方向，我們引入了什么物理量？,,（1 ）電場線的疏密代表場強(qiáng)的強(qiáng)弱 （2）電場線的切線方向代表場強(qiáng)的方向 (3）在電場中電場線不相交 （4）電場線始于正電荷，終止于負(fù)電荷,不閉合曲線 （5）電場線是假想線，實(shí)際不存在,電場線,電場線有那些特點(diǎn),.,【問題】磁場中各點(diǎn)的磁場方向如何判定呢?,將一個小磁針放在磁場中某一點(diǎn),小磁針靜止時(shí),北極N所指的方向,就是該點(diǎn)的磁場方向.,.,,如何形象地描述磁場中各點(diǎn)的磁場方向?,是在磁場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)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致。,磁感線:,.,幾種常見磁場磁感線分布,.,,.,安培定則： 用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。,直線電流的磁場的磁感線,.,,,,,,側(cè)視圖,俯視圖,直線電流的磁場的磁感線,由直到曲,.,課堂訓(xùn)練,1、如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方，并與磁針指向平行，能使小磁針的N極轉(zhuǎn)向同學(xué)們，那么這束帶電粒子可能是 （ ） A.向右飛行的正離子束 B.向左飛行的正離子束 C.向右飛行的負(fù)離子束 D.向左飛行的負(fù)離子束,BC,.,環(huán)形電流周圍磁感線,安培定則： 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 軸線上磁感線的方向。,.,,2、如圖所示，環(huán)形導(dǎo)線周圍有三只小磁針a、b、c，閉合開關(guān)S后，三只小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是（ ） A、全向里 B、全向外 C、a向里，b、c向外 D、a、c向外，b向里,課堂訓(xùn)練,D,.,通電螺旋管周圍磁感線,,等效,安培定則： 用右手握住螺旋管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管內(nèi)部磁感線的方向。（大拇指指向螺旋管北極）,.,練習(xí)3：如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)：,(1)判斷通電螺線管的磁極；,,,,,,,,,.,練習(xí)3：如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)：,(1)判斷通電螺線管的磁極；,（2）指出每個小磁針的N、S極。,N,S,.,,,練習(xí)4：如圖所示，根據(jù)小磁針?biāo)阜较蚣半娏鞣较颍嫵鐾娐菥€管的繞線情況。,,,N,,,,,,,.,練習(xí)4：根據(jù)圖中所示，小磁針?biāo)阜较?，畫出通電螺線管的繞線情況。,,,N,,,.,練習(xí)5：如圖所示，甲乙兩個通電螺線管并排靠近放置，a、b和c、d分別是接線端，電源的接線端為e、f，現(xiàn)將a、e用導(dǎo)線連好。若接通電源后，甲乙互相吸引，你看應(yīng)怎樣連接？,.,練習(xí)5：如圖所示，甲乙兩個通電螺線管并排靠近放置，a、b和c、d分別是接線端，電源的接線端為e、f，現(xiàn)將a、e用導(dǎo)線連好。若接通電源后，甲乙互相吸引，你看應(yīng)怎樣連接？,,,,.,練習(xí)5：如圖所示，甲乙兩個通電螺線管并排靠近放置，a、b和c、d分別是接線端，電源的接線端為e、f，現(xiàn)將a、e用導(dǎo)線連好。若接通電源后，甲乙互相吸引，你看應(yīng)怎樣連接？,,,.,1磁感線是假想的，不是真實(shí)的。 2磁感線上每一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的磁場的方向。 3磁感線是閉合曲線。 4磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱。 5磁感線不能相交或相切。,思考：磁鐵和電流都能產(chǎn)生磁場，它們的磁場是否有什么聯(lián)系？,磁感線的特點(diǎn),.,,安培定則（右手螺旋定則）1．判斷直線電流周圍的磁場：,大拇指方向--,電流方向,四指彎曲方向--,周圍磁感線環(huán)繞方向,.,,2．判斷環(huán)形電流 周圍的磁場：,四指彎曲方向—,電流方向,環(huán)形電流中心磁場方向,大拇指方向—,.,,,3．判斷載流螺線管的磁場：,四指彎曲方向--,電流方向,大拇指方向—,載流螺線管中心磁場方向,.,安培分子電流假說,磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運(yùn)動電荷產(chǎn)生的,1.分子電流假說 任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個分子都成為一個微小的磁體。,2.安培分子環(huán)流假說對一些磁現(xiàn)象的解釋：,未被磁化的鐵棒,磁化后的鐵棒,.,1、定義：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為S，我們把B與S的乘積叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通。用字母Φ表示磁通量。 2、在勻強(qiáng)磁場中，公式為 Φ=BS⊥ S⊥表示某一面積在垂直于磁場方向上的投影面,,磁通量,3、物理意義：磁通量表示穿過這個面的磁感線條數(shù)。,由點(diǎn)到面,.,課堂訓(xùn)練,1.如圖，線圈平面與水平方向成θ角，磁感應(yīng)線豎直向下，設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈面積為S， 則φ＝______,,,,,,,,d,θ,b,c,a,B,BScosθ,.,4、單位：在SI制中是韋伯，簡稱韋，符號Wb 5、磁通量是有正負(fù)的，若在某個面積有方向相反的磁場通過，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．--------標(biāo)量,磁通量,.,1磁通量變化ΔΦ＝Φ2－Φ1是某兩個時(shí)刻穿過某個平面S的磁通量之差，即ΔΦ取決于末狀態(tài)的磁通量Φ2與初狀態(tài)磁通量Φ1的代數(shù)差。 2不能用ΔΦ ＝ (ΔB) (ΔS),磁通量的變化,×,.,1、磁場強(qiáng)弱、方向處處相同的磁場 2、勻強(qiáng)磁場的磁感線：是一組相互平行、方向相同、疏密均勻的直線,勻強(qiáng)磁場,亥姆霍茲線圈,.,課堂訓(xùn)練,4.如圖所示，在三維直角坐標(biāo)系中，若一束電子沿y軸正向運(yùn)動，則由此產(chǎn)生的在z軸上A點(diǎn)和x軸上B點(diǎn)的磁場方向是（ ） A.A點(diǎn)磁場沿x軸正方向，B點(diǎn)磁場沿z軸負(fù)方向 B.A點(diǎn)磁場沿x軸負(fù)方向，B點(diǎn)磁場沿z軸正方向 C.A點(diǎn)磁場沿z軸正方向，B點(diǎn)磁場沿x軸負(fù)方向 D.A點(diǎn)磁場沿x軸正方向，B點(diǎn)磁場沿z軸正方向,A,.,3.4《磁場對通電導(dǎo)線的作用力》,.,安培力——磁場對電流的作用力稱為安培力。,一.安培力的方向,左手定則： ——伸開左手，使拇指與四指在同一個平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，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。,.,【例題1】畫出圖中第三者的方向。,【答案】由左手定則作答。,,,,×,【注意】安培力的方向永遠(yuǎn)與導(dǎo)線垂直。,.,【例題2】畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向。,【答案】由左手定則作答。,【注意】安培力的方向永遠(yuǎn)與導(dǎo)線垂直。,.,1.當(dāng)電流與磁場方向垂直時(shí)，F(xiàn) = ILB,2.當(dāng)電流與磁場方向夾θ角時(shí)，F(xiàn) = ILBsinθ,二.安培力的大小,.,,,F = ILBsinθ,.,【例題3】如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，與水平面夾角為450，金屬棒MN的質(zhì)量為0.1kg，處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場中，電源電動勢為6V，內(nèi)阻為1Ω，為使MN處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻R應(yīng)為多少？(其他電阻不計(jì)),【答案】R=0.2Ω ILBcos45=mgsin45 6/(1+R)=I,.,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)線MN，導(dǎo)線與磁場垂直，給導(dǎo)線通以由N向M的電流，則： A. 磁鐵對桌面的壓力減小，不受桌面的摩擦力作用 B. 磁鐵對桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用 C. 磁鐵對桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用 D. 磁鐵對桌面的壓力增大，不受桌面的摩擦力作用,F,.,三. 磁電式電表,【說明】 由于磁場對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，而螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過的角度成正比，所以磁電式電表的表盤刻度是均勻的。,.,如圖所示，在傾角為30o的斜面上，放置兩條寬L＝0.5m的光滑平行導(dǎo)軌，將電源、滑動變阻器用導(dǎo)線連接在導(dǎo)軌上，在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量為m＝0.2kg的金屬棒ab，電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝0.3Ω，磁場方向垂直軌道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在軌道上保持靜止，滑動變阻器的使用電阻R應(yīng)為多大？（g取10m/s2，其它電阻不計(jì)）,.,,課堂練習(xí)1、圖16-3所示的四種情況，通電導(dǎo)體均置于勻強(qiáng)磁場中，其中通電導(dǎo)線不受安培力的是（ ）,,.,3.5《磁場對運(yùn)動電荷的作用力》,.,復(fù)習(xí)回顧,方向：,運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向,安培力:,1、磁場對通電導(dǎo)線的作用力,θ為B和I 之間的夾角,大小：,左手定則,為什么磁場對通電導(dǎo)線有作用力？,.,大小：,安培力:,2、通電導(dǎo)線中的電流是怎樣形成的呢?,【思考】:既然磁場對電流有力的作用,而電流是由電荷的定向移動形成的.那么磁場是否對運(yùn)動電荷也有作用力呢?,電荷的定向移動形成的,1、磁場對通電導(dǎo)線的作用力,方向：,左手定則,復(fù)習(xí)回顧,.,電子射線管的原理： 從陰極發(fā)射出來電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動軌跡。,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 在沒有外磁場時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動軌跡發(fā)生了彎曲。,結(jié)論：磁場對運(yùn)動電荷有作用。,.,運(yùn)動電荷在磁場中受到的作用力叫做洛倫茲力,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本質(zhì),磁場對電流有安培力的作用,而電流是由電荷定向運(yùn)動形成的,且磁場對運(yùn)動電荷有洛倫茲力的作用.所以磁場對電流的安培力就是磁場對運(yùn)動電荷的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn),一、洛倫茲力,為什么磁場對通電導(dǎo)線有作用力？,.,如果是負(fù)電荷,我們應(yīng)如何判定洛倫茲力的方向?,二、洛倫茲力的方向,左手定則：伸開左手,使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿過手心,若四指指向正電荷運(yùn)動的方向,那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向,.,B,B,Ｆ垂直于紙面向外,Ｆ垂直于紙面向外,1、以相同速度進(jìn)入同一磁場的正、負(fù)電荷 受到的洛倫茲力方向相反,2、洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面,甲,乙,丙,丁,訓(xùn)練加固：試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場時(shí)所受的洛倫茲力的方向,心得體會,.,【思考】: 洛倫茲力大小可能會與哪些因素有關(guān)?,當(dāng)電荷運(yùn)動方向跟磁場方向垂直時(shí)洛倫茲力的大小跟三個因素相關(guān)：,1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B,2.電荷量q,3.電荷運(yùn)動快慢v,三、洛倫茲力大小,.,,（1）通電導(dǎo)線中的電流 （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力,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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，求,三、洛倫茲力大小,.,電荷量為q的粒子以速度v運(yùn)動時(shí),如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,那么粒子所受的洛倫茲力為,(v垂直B）,問題:若帶電粒子不垂直射入磁場,電子受到的洛倫茲力又如何呢?,θ為B和v 之間的夾角,三、洛倫茲力大小,.,當(dāng)運(yùn)動電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向的夾角為θ，電荷所受的洛倫茲力大小為,上式中各量的單位： F洛為N，q為C，v為m/s，B為T,三、洛倫茲力大小,.,,F洛=qvB =1.60×10-19×3×106×0.10N =4.8×10-14N,電子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的勻強(qiáng)磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？,課 堂 練 習(xí),解：因?yàn)関垂直B，所以所受洛倫茲力大小,.,當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管,若不計(jì)重力,則（ ） A．帶電粒子速度大小改變 B．帶電粒子速度方向改變 C．帶電粒子速度大小不變 D．帶電粒子速度方向不變,CD,,課 堂 練 習(xí),.,電荷量為＋q的粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，下列說法正確的是( ) A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同 B．如果把＋q改為-q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小方向不變 C．洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運(yùn)動方向垂直 D．粒子的速度一定變化,B,,課 堂 練 習(xí),.,1.帶電粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)，洛倫茲力對帶電粒子是否做功？,2.帶電粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)受洛倫茲力.而帶電粒子在電場中受電場力.那么洛倫茲力與電場力有何區(qū)別？,.,洛倫茲力的方向既垂直于磁場,又垂直于速度, 即垂直于v和B所組成的平面,2.洛倫茲力只改變速度的方向, 不改變速度的大小,3.洛倫茲力對電荷不做功,.,電荷在電場中一定受到電場力的作用，與其運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)；而電荷在磁場中不一定受到磁場力作用，只有相對于磁場運(yùn)動且運(yùn)動方向與磁場方向不平行的電荷才受磁場力作用。,2.大小：F電＝Eq,F洛=Bqvsinθ。,3.電荷所受電場力方向總是平行于電場線的切線方向；而電荷所受磁場力的方向總是既垂直于磁場方向，又垂直于運(yùn)動方向。,4.電場力要對運(yùn)動電荷做功（電荷在等勢面上運(yùn)動除外）；而電荷在磁場中運(yùn)動時(shí)，磁場力一定不會對電荷做功。,.,,課 堂 練 習(xí),在圖所示的平行板之間,電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直,具有不同水平速度的帶電粒子射入后發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況不同.這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來,所以叫做速度選擇器.若帶正電粒子入射速度 ,則下列說法正確的是( ),A.粒子動能一定增加,電場力做正功,B.粒子所受洛倫茲力一定增大,洛倫茲力做正功,C.粒子動能一定減少, 洛倫茲力不做功,D.電場力不做功,洛倫茲力做正功,+ + + + + + + + + + + +,- - - - - - - - - - - -,,,,,,B,E,+q,A,.,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,1.若要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏上的A點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向?,2.若要使電子束打在Ｂ點(diǎn),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B逐漸向A點(diǎn)移動,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化?,【思考與討論】,.,原理：,應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理,四、電視顯像管的工作原理,.,沿著與磁場垂直的方向射入勻強(qiáng)磁場的帶電粒子,在磁場中將做什么運(yùn)動?,.,3.6《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動》,.,1）、圓周運(yùn)動的半徑,2）、圓周運(yùn)動的周期,,.,例題：一個質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從容器下方的小孔S1飄入電勢差為U的加速電場，然后經(jīng)過S3沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，最后打到照相底片D上（如圖） （1）求粒子進(jìn)入磁場 時(shí)的速率。 （2）求粒子在磁場中 運(yùn)動的軌道半徑。,.,,