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1、高三物理高考复习磁场课件第一页，本课件共有107页第一部分:磁现象的电本质第二页，本课件共有107页磁场的产生磁场的产生在磁体周围存在磁场在磁体周围存在磁场第三页，本课件共有107页磁场的产生磁场的产生2 2、电流周围存在磁场、电流周围存在磁场直线电流周围的磁直线电流周围的磁场场-奥斯特实验奥斯特实验环形电流周围的磁环形电流周围的磁场场通电螺线管周围的通电螺线管周围的磁场磁场1 1、磁体周围存在磁场、磁体周围存在磁场第四页，本课件共有107页二、安培分子电流假说二、安培分子电流假说n在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流流-分子电流。分子电流
2、。n分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它相当于分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它相当于两个磁极两个磁极NS磁体被磁化磁体被磁化分子电流分子电流第五页，本课件共有107页磁场磁场磁体的周围存磁体的周围存在磁场在磁场电流周围存在电流周围存在磁场磁场奥斯特奥斯特实验实验运动的电荷周运动的电荷周围存在磁场围存在磁场罗兰实验罗兰实验安培分子安培分子环流假说环流假说所有磁场所有磁场均产生于均产生于运动电荷。运动电荷。-磁现象磁现象的电本质的电本质第六页，本课件共有107页三、磁化现象三、磁化现象n如果每个微小的磁体的取向大致相同，整个物体对如果每个微小的磁体的取向大致相同，整个物体对外就显示
3、磁性。外就显示磁性。n一个原来不具有磁性的物体，在磁场中它具的磁性，这一个原来不具有磁性的物体，在磁场中它具的磁性，这种现象叫磁化。种现象叫磁化。NS第七页，本课件共有107页磁性材料磁性材料顺磁性物顺磁性物质质抗磁性物质抗磁性物质铁磁性物质铁磁性物质被磁化后磁性的被磁化后磁性的强弱强弱很弱很弱很弱很弱很强很强被磁化后的磁场被磁化后的磁场方向方向使外磁场使外磁场稍有增强稍有增强使外磁场稍有使外磁场稍有减弱减弱使外磁场大使外磁场大增强增强外磁场撤去以后外磁场撤去以后磁性几乎磁性几乎完全消失完全消失磁性几乎完全磁性几乎完全消失消失剩余一部分剩余一部分磁性磁性典型代表物质典型代表物质锰、铬、锰、铬、
4、铝等铝等鉍、铜、银、鉍、铜、银、惰性气体等惰性气体等金属磁性材料，金属磁性材料，包括铁、钴、包括铁、钴、镍及其合金等；镍及其合金等；铁氧体铁氧体第八页，本课件共有107页 磁性材料的应用磁性材料的应用n软磁材料：软磁材料：n收音机的天线磁棒、录音磁头、记忆元件、变压器收音机的天线磁棒、录音磁头、记忆元件、变压器等。等。n硬磁材料：硬磁材料：n磁电式仪表、扬声器、话简、永磁电动机等。磁电式仪表、扬声器、话简、永磁电动机等。第九页，本课件共有107页第二部分:磁感线NS第十页，本课件共有107页一一.磁感线磁感线(1).(1).磁感线是用来形象描绘磁场的一些列线磁感线是用来形象描绘磁场的一些列线(
5、2).(2).磁感线是不存在的磁感线是不存在的(3).(3).对磁体的磁感线，在磁体的外部是从对磁体的磁感线，在磁体的外部是从N N出发出发到到S S进入进入(4).(4).磁感线一定是闭合的曲线磁感线一定是闭合的曲线(5).(5).磁感线某点的切向方向为该点小磁针磁感线某点的切向方向为该点小磁针N N的指向，的指向，即为该点的磁场方向即为该点的磁场方向(6).(6).磁感线越密的地方磁感应强度越大磁感线越密的地方磁感应强度越大第十一页，本课件共有107页1 1、磁体的磁感线、磁体的磁感线NSNS第十二页，本课件共有107页2、电流的磁感线、电流的磁感线第十三页，本课件共有107页二、电流的磁
6、场方向的判断二、电流的磁场方向的判断1 1：直线电流的磁场。：直线电流的磁场。-安培定则安培定则2 2：环形电流的磁场。：环形电流的磁场。-安培定则安培定则 -右手螺旋定则右手螺旋定则3 3：通电螺线管的磁场。：通电螺线管的磁场。-右手螺旋定则右手螺旋定则第十四页，本课件共有107页1 1、直线电流的磁、直线电流的磁场方向的判断场方向的判断安培定则安培定则右手螺旋定则右手螺旋定则第十五页，本课件共有107页2 2、环形电流的、环形电流的磁场方向的判断磁场方向的判断安培定则安培定则右手螺旋定则右手螺旋定则第十六页，本课件共有107页3 3、通电螺线、通电螺线管的磁场方管的磁场方向的判断向的判断安
7、培定则安培定则右手螺旋定则右手螺旋定则第十七页，本课件共有107页例：在图中，当电流逆时针通过圆环导体时，在导体例：在图中，当电流逆时针通过圆环导体时，在导体中央的小磁针的中央的小磁针的N N极将指向极将指向_指向读者指向读者第十八页，本课件共有107页例例.如图所示，一小磁针静止在通电螺线管的内部，请如图所示，一小磁针静止在通电螺线管的内部，请分别标出通电螺线管和小磁针的南北极。分别标出通电螺线管和小磁针的南北极。SNNS第十九页，本课件共有107页n磁感应强度的定义式磁感应强度的定义式nB B的大小与的大小与F F、ILIL均无关均无关n导线一定要垂直放置在磁场中导线一定要垂直放置在磁场中
8、n单位：特斯拉单位：特斯拉(1T=1N/Am)(1T=1N/Am)n地磁场：地磁场：0.3100.310-4-40.7100.710-4-4T Tn磁场方向总是与磁场方向总是与F F 的方向垂直，由左手定则进行判断。的方向垂直，由左手定则进行判断。ILFB=、磁感应强度、磁感应强度第二十页，本课件共有107页n 磁通量：磁通量：穿过某一面积磁感线的条数穿过某一面积磁感线的条数(用用表示表示)大小：大小：=BS=BS(S S为垂直于磁场的面积为垂直于磁场的面积)标量：没有方向，它只是条数，但有正负标量：没有方向，它只是条数，但有正负单位：韦伯单位：韦伯(Wb)(Wb)n磁通密度：磁通密度：B B
9、=/S S -磁感应强度又叫磁通密度磁感应强度又叫磁通密度n -垂直穿过垂直穿过1m1m2 2面积的磁感线条数面积的磁感线条数 1T=1Wb/m1T=1Wb/m2 2。n在匀强磁场中，当在匀强磁场中，当B B与与S S的夹角为的夹角为 时，有时，有=BSBSsinsin。2、磁通量第二十一页，本课件共有107页穿过两面积的磁通量相等吗？R穿过两面积的磁通量相等吗？第二十二页，本课件共有107页两面积内的磁通量相等吗？BBSS第二十三页，本课件共有107页例例:如图所示如图所示,在水平虚线上方有磁感强度为在水平虚线上方有磁感强度为2 2B B,方方向水平向右的匀强磁场向水平向右的匀强磁场,水平虚
10、线下方有磁感强水平虚线下方有磁感强度为度为B B,方向水平向左的匀强磁场方向水平向左的匀强磁场.边长为边长为l l的正的正方形线圈放置在两个磁场中方形线圈放置在两个磁场中,线圈平面与水平面线圈平面与水平面成成 角角,线圈处于两磁场中的部分面积相等线圈处于两磁场中的部分面积相等,则穿则穿过线圈平面的磁通量大小为多少过线圈平面的磁通量大小为多少?第二十四页，本课件共有107页例例2 2、如图所示，大圆导线环、如图所示，大圆导线环A A中通有电流中通有电流 I I，方向如，方向如图。另在导线环所在的平面画了一个圆图。另在导线环所在的平面画了一个圆B B，它的一半，它的一半面积在面积在A A环内，一半
11、面积在环内，一半面积在A A环外。则圆环外。则圆B B内的磁通内的磁通量下列说法正确的是：量下列说法正确的是：n（A A）圆）圆B B内的磁通量垂直纸面向外内的磁通量垂直纸面向外n（B B）圆）圆B B内的磁通量垂直纸面向里内的磁通量垂直纸面向里n（C C）圆）圆B B内的磁通量为零内的磁通量为零n（DD）条件不足，无法判断）条件不足，无法判断 BA答案：答案：B第二十五页，本课件共有107页n安培力：磁场对电流的作用力安培力：磁场对电流的作用力-安培力安培力(磁场力磁场力)(1).(1).当电流与磁场垂直时，安培力的大小：当电流与磁场垂直时，安培力的大小：F FBILBIL FI第二十六页，
12、本课件共有107页1、安培力的大小F=ILBSin不受力不受力受力最大受力最大受力受力abbcb b图中安培力如何计算？图中安培力如何计算？第二十七页，本课件共有107页n2 2、安培力方向的判断：、安培力方向的判断：n安培力的方向左手定则安培力的方向左手定则n伸开左手，使大姆指跟其余四指伸开左手，使大姆指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线内，把手放入磁场中，让磁感线穿过手心，并使伸开的四指指向穿过手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么大姆指所指的电流的方向，那么大姆指所指的方向就是通电导线所受的安培力方向就是通电导线所受的安培力方
13、向。方向。第二十八页，本课件共有107页 FBII第二十九页，本课件共有107页3.3.通电导体在安培力作用下的运动通电导体在安培力作用下的运动 情况的分析方法：情况的分析方法：(1).(1).电流元分析法电流元分析法 (2).(2).特殊位置法特殊位置法 (3).(3).等效法等效法 (4).(4).推论法推论法方法：第三十页，本课件共有107页 电流元分析法：电流元分析法：【例】如图例】如图11-2-711-2-7所示，把一重力不计的通电导线所示，把一重力不计的通电导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流动，当导
14、线通入图示方向电流I I时，导线的运动情况时，导线的运动情况是是(从上往下看从上往下看)()()A.A.顺时针方向转动，同时下降；顺时针方向转动，同时下降；B.B.顺时针方向转动，同时上升；顺时针方向转动，同时上升；C.C.逆时针方向转动，同时下降；逆时针方向转动，同时下降；D.D.逆时针方向转动，同时上升；逆时针方向转动，同时上升；A第三十一页，本课件共有107页特殊位置法：特殊位置法：第三十二页，本课件共有107页能力思维方法 【解析】本题主要用电流元法和特殊位置法，【解析】本题主要用电流元法和特殊位置法，即在即在N N、S S上方，均在电流上选取一段微小电流，上方，均在电流上选取一段微小
15、电流，分析其受力，以确定导线的转动，再将电流转到分析其受力，以确定导线的转动，再将电流转到特殊位置时再确定其平动特殊位置时再确定其平动.【解题回顾】定性判断通电导线或线圈在安培力作【解题回顾】定性判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动问题：用下的运动问题：主要方法：主要方法：(1)(1)电流元法；电流元法；(2)(2)特殊位置法；特殊位置法；(3)(3)等效等效法法(有时将线圈等效成小磁针有时将线圈等效成小磁针)；第三十三页，本课件共有107页NNSS等效分析法L2L2L1第三十四页，本课件共有107页电流之间的相互作用电流之间的相互作用反相电流相互排斥反相电流相互排斥同相电流相互吸引同相电流
16、相互吸引第三十五页，本课件共有107页推论法推论法通以如图所示的电流弹簧会发生什么现象？第三十六页，本课件共有107页第五部分：第五部分：有关安培力的定性有关安培力的定性 分析和定量计算分析和定量计算第三十七页，本课件共有107页例例1 1：如图所示的条形磁铁放置在水平桌面上，它的中央：如图所示的条形磁铁放置在水平桌面上，它的中央正方固定一条直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直正方固定一条直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直线面向外的电流，磁铁仍然静止的桌面上，则：（线面向外的电流，磁铁仍然静止的桌面上，则：（）A A磁铁对桌面压力减小，磁铁对桌面压力减小，它仍不受桌面摩擦力作用它仍不受桌
17、面摩擦力作用 B B磁铁对桌面压力增大，磁铁对桌面压力增大，它要受桌面摩擦力作用它要受桌面摩擦力作用 C C磁铁对桌面压力增大，磁铁对桌面压力增大，它仍不受桌面摩擦力作用它仍不受桌面摩擦力作用 D D磁铁对桌面压力减小，磁铁对桌面压力减小，它要受桌面摩擦力作用它要受桌面摩擦力作用答案：答案：A第三十八页，本课件共有107页 例例2 2：一圆形线圈，半径为：一圆形线圈，半径为r r，通以电流强度为，通以电流强度为I I的电的电流，放在光滑水平面上，匀强磁场的磁感应强度大小为流，放在光滑水平面上，匀强磁场的磁感应强度大小为B B，方向竖直向下，如图所示（俯视图），则线圈截面上，方向竖直向下，如图所
18、示（俯视图），则线圈截面上张力大小为：张力大小为：（）A A2 2BIrBIr B B0.50.5BIrBIr C CBIrBIr D D不能求解不能求解C第三十九页，本课件共有107页n例例3 3：(02(02上海上海)磁场具有能量，磁场中单位体积所具磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为有的能量叫做能量密度，其值为B B2 2/2/2，式中，式中B B是磁是磁感强度，感强度，是磁导率，在空气中是磁导率，在空气中 为一已知常数。为为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感强度了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感强度B B，一学生用一根端面面积为一学生用一根端面
19、面积为A A的条形磁铁吸住一相同面的条形磁铁吸住一相同面积的铁片积的铁片P P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离 l l，并测出拉力，并测出拉力F F，如图所示。因为，如图所示。因为F F所作的功等于所作的功等于间隙中磁场的能量，所以间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感强度由此可得磁感强度B B与与F F、A A之间的关系为之间的关系为B B 。第四十页，本课件共有107页例例:画出通电导体画出通电导体abab所受的磁场力的方向所受的磁场力的方向第四十一页，本课件共有107页如图所示如图所示,电源的电动势电源的电动势E=2V,r=0.5E=2V,r=0.5竖
20、竖直导轨电阻可忽略直导轨电阻可忽略,金属棒的质量金属棒的质量m=0.1kg,R=0.5,m=0.1kg,R=0.5,它与导轨动摩擦系数它与导轨动摩擦系数为为0.4,0.4,有效长度为有效长度为0.2,0.2,靠在导轨外面靠在导轨外面,为使为使金属棒不动金属棒不动,我们施一与纸面夹角为我们施一与纸面夹角为30300 0且且与导轨垂直向里的磁场与导轨垂直向里的磁场,求求:此磁场是斜向此磁场是斜向上还是斜向下上还是斜向下?的范围是多少的范围是多少?第四十二页，本课件共有107页mgNf f行吗？行吗？第四十三页，本课件共有107页mgNf f行吗？行吗？还有什么情况？还有什么情况？第四十四页，本课件
21、共有107页mgNfmgNf第四十五页，本课件共有107页例例4 4：如图所示，空间有匀强磁场，将一导线：如图所示，空间有匀强磁场，将一导线OAOA放在放在xoyxoy平面上通以电流平面上通以电流I I，导线与，导线与oxox轴夹角为轴夹角为4545，AOAO导线受导线受到安培力的方向沿到安培力的方向沿z z轴的负方向。若将此导线改放在轴的负方向。若将此导线改放在ozoz轴轴上并通以沿上并通以沿zozo方向的电流，这时导线受安培力的方向沿方向的电流，这时导线受安培力的方向沿x x轴轴正方向，则磁场方向为：（正方向，则磁场方向为：（）A A沿沿x x轴正方向轴正方向 B B沿沿y y轴正方向轴正
22、方向 C C沿沿z z轴正方向轴正方向 D D与与AOAO不垂直不垂直BD第四十六页，本课件共有107页 例例5 5：如图，相距：如图，相距20cm20cm的两根光滑平行铜导轨，的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为导轨平面倾角为=37=370 0，上面放着质量为，上面放着质量为80g80g的金属杆的金属杆abab，整个装置放在，整个装置放在B B=0.2T=0.2T的匀强磁场中的匀强磁场中.(1)(1)若磁场方向竖直向下，若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在导轨上，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流必须通以多大的电流.(2)(2)若磁场方向垂直斜若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在
23、面向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流。导轨上，必须通以多大的电流。第四十七页，本课件共有107页能力思维方法【解析】此类问题的共性是先画出侧视图，【解析】此类问题的共性是先画出侧视图，并进行受力分析并进行受力分析.如图所示由平衡条件得如图所示由平衡条件得(1)(1)F F=BILBIL=mgmgtantan I=I=mgmgtantan/BLBL=15A=15A(2)(2)当磁场垂直斜面向当磁场垂直斜面向下时下时F F=BILBIL=mgmgsinsin I I=mgmgsinsin/BLBL=12A=12A第四十八页，本课件共有107页 【解题回顾】【解题回顾】要明确在该题中最
24、后结果并不要明确在该题中最后结果并不是很重要，相比而言，此题中的处理问题的方法是很重要，相比而言，此题中的处理问题的方法却是重点，即要先以侧视的方式画出受力图，切却是重点，即要先以侧视的方式画出受力图，切记记.第四十九页，本课件共有107页n例例6 6：如图所示，有一金属棒：如图所示，有一金属棒abab，质量为，质量为mm=5g=5g，电阻电阻R R=1=1，可以无摩擦地在两条平行导轨上滑行。，可以无摩擦地在两条平行导轨上滑行。导轨间距离为导轨间距离为d d=10cm=10cm，电阻不计。导轨平面与水平，电阻不计。导轨平面与水平面的夹角面的夹角=30=30，整个装置放在磁感应强度，整个装置放在
25、磁感应强度B B=0.4T=0.4T的匀强磁场中，的匀强磁场中，磁场方向竖直向上。电源的磁场方向竖直向上。电源的电动势电动势E E=2V=2V，内电阻，内电阻r r=0.1=0.1，试求变阻器取值，试求变阻器取值是多少时，可使金属棒静止是多少时，可使金属棒静止在导轨上。在导轨上。第五十页，本课件共有107页 例例7 7:如图所示如图所示,粗细均匀的金属杆长为粗细均匀的金属杆长为0.5m,0.5m,质量为质量为10g,10g,悬悬挂在两根轻质绝缘弹簧下端挂在两根轻质绝缘弹簧下端,并处于垂直纸面向外的匀强磁并处于垂直纸面向外的匀强磁场中场中,磁场的磁感应强度磁场的磁感应强度B B=0.49T.=0
26、.49T.弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数k k=9.8N/m.9.8N/m.试求弹簧不伸长时试求弹簧不伸长时,通入金属杆中的电流大小通入金属杆中的电流大小和方向和方向?要使金属杆下降落要使金属杆下降落1cm1cm后能够静止下来后能够静止下来,通入通入金属杆中的电流大小和方金属杆中的电流大小和方向向?要使金属杆上升要使金属杆上升1cm1cm后静后静止止,则通入的电流大小和方向则通入的电流大小和方向又如何又如何?第五十一页，本课件共有107页n例例8 8:在磁感应强度在磁感应强度B B=0.08T,=0.08T,方向竖直向下的匀强方向竖直向下的匀强磁场中磁场中,一根长一根长l l1 1=20cm,=
27、20cm,质量质量mm=24g=24g的金属横杆水的金属横杆水平地悬挂在两根长均为平地悬挂在两根长均为24cm24cm的轻细导线上的轻细导线上,电路中通以电路中通以图示的电流图示的电流,电流强度保持在电流强度保持在2.5A,2.5A,横杆在悬线偏离竖直横杆在悬线偏离竖直位置位置=30=300 0处时由静止开始摆处时由静止开始摆下下,求横杆通过最低点求横杆通过最低点的瞬时速度大小的瞬时速度大小.第五十二页，本课件共有107页延伸拓展例例9 9:如图所示如图所示,两根平行光滑轨道水平放置，相互间两根平行光滑轨道水平放置，相互间隔隔d d=0.1m,=0.1m,质量为质量为mm=3g=3g的金属棒置
28、于轨道一端的金属棒置于轨道一端.匀匀强磁场强磁场B B=0.1T,=0.1T,方向竖直向下方向竖直向下,轨道平面距地面高轨道平面距地面高度度h h=0.8m,=0.8m,当接通开关当接通开关S S时时,金属棒由于受磁场力作金属棒由于受磁场力作用而被水平抛出用而被水平抛出,落地点水平距离落地点水平距离s s=2m,=2m,求接通求接通S S瞬瞬间间,通过金属棒的电量通过金属棒的电量.Bhs第五十三页，本课件共有107页 【解析】此题导体运动的过程实际上分为两个，【解析】此题导体运动的过程实际上分为两个，一是加速度过程，此过程中牵涉到安培力的问题；一是加速度过程，此过程中牵涉到安培力的问题；二是平
29、抛运动二是平抛运动.而问题的关键在两种运动连结点上的而问题的关键在两种运动连结点上的速度，此速度可以说是承上启下速度，此速度可以说是承上启下.先由平抛运动确定其平抛初速度：先由平抛运动确定其平抛初速度：h h=gtgt/2/2、s s=vtvt解得：解得：v v=5m/s=5m/s 而该速度亦为水平加速的末速此后的问题可用动量定而该速度亦为水平加速的末速此后的问题可用动量定理来求解：理来求解：即：即：BILtBILt=mvmv且且q q=It It=mv/BLmv/BL=1.5C=1.5C第五十四页，本课件共有107页 【解题回顾】【解题回顾】对于短时间内的打击或冲击问题是动对于短时间内的打击
30、或冲击问题是动量定理最应当优先考虑的，而在此题中似乎并无电量量定理最应当优先考虑的，而在此题中似乎并无电量问题，但有电流，电流与电量的关系中恰好有时间关问题，但有电流，电流与电量的关系中恰好有时间关系，即要考虑力的时间作用效果，综合上述内容，故系，即要考虑力的时间作用效果，综合上述内容，故考虑用动量定理考虑用动量定理.第五十五页，本课件共有107页第五十六页，本课件共有107页NSabI第五十七页，本课件共有107页NSaIb右视：右视：前视：前视：第五十八页，本课件共有107页NS前视：前视：I第五十九页，本课件共有107页NS前视：前视：aIb第六十页，本课件共有107页NS前视：前视：I
31、第六十一页，本课件共有107页NS前视：前视：I第六十二页，本课件共有107页1.1.线圈在匀强磁场中任意位置，其合外力为零线圈在匀强磁场中任意位置，其合外力为零2.2.在线圈平行于磁场时，其磁力矩最大；垂直于磁场在线圈平行于磁场时，其磁力矩最大；垂直于磁场时磁力矩最小并为零。时磁力矩最小并为零。一般位置磁力矩一般位置磁力矩 M=nBIScosM=nBIScos3.3.磁力矩的大小只跟面积有关，与线圈形状无关磁力矩的大小只跟面积有关，与线圈形状无关4.4.磁力矩的大小与转动轴的位置无关磁力矩的大小与转动轴的位置无关5.5.其中其中 是线圈平面与磁场的夹角是线圈平面与磁场的夹角1、磁力矩第六十三
32、页，本课件共有107页2、电流表的工作原理、电流表的工作原理第六十四页，本课件共有107页电流表的工作原理电流表的工作原理1.1.辐向磁场使得线圈在任意位置所受的磁力矩辐向磁场使得线圈在任意位置所受的磁力矩总是：总是：M=nBIS M=nBIS 与转动的角度无关，只跟电流强度与转动的角度无关，只跟电流强度成正比成正比2.2.螺旋弹簧的扭转力矩与转动角成正比螺旋弹簧的扭转力矩与转动角成正比3.3.电流表的指针的偏转角度与电流强度成正比。电流表的指针的偏转角度与电流强度成正比。因此电流表的刻度是均匀的。因此电流表的刻度是均匀的。第六十五页，本课件共有107页例例1 1：一矩形线圈通电框：一矩形线圈
33、通电框abcdabcd，可绕其中心轴，可绕其中心轴OOOO转动，转动，它处在与它处在与OOOO垂直的匀强磁场中，如图所示，在磁垂直的匀强磁场中，如图所示，在磁场作用下开始转动，后静止在平衡位置，则平衡后：场作用下开始转动，后静止在平衡位置，则平衡后：A.A.线框都不受磁场力的作用线框都不受磁场力的作用B.B.线框四边受到指向线框外部线框四边受到指向线框外部的磁场作用力，但合力为零的磁场作用力，但合力为零C.C.线框四边受到指向线框内部线框四边受到指向线框内部的磁场作用力，但合力为零的磁场作用力，但合力为零D.D.线框的一对边受到指向线框线框的一对边受到指向线框外部的磁场作用力，另一对边受到指向
34、线框内部磁场外部的磁场作用力，另一对边受到指向线框内部磁场作用力，但合力为零作用力，但合力为零答案：答案：B第六十六页，本课件共有107页例例2 2.通电矩形导线框通电矩形导线框abcdabcd与无限长通电直导线与无限长通电直导线MNMN在同一在同一平面内，电流的方向如图所示，平面内，电流的方向如图所示，abab边与边与MNMN平行，关于平行，关于MNMN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是A.A.线框有两条边所受的安培力线框有两条边所受的安培力方向相同方向相同B.B.线框有两条边所受的安培线框有两条边所受的安培力大小相等力大小相等C.C.线框所受安培力的合
35、力朝左线框所受安培力的合力朝左D.D.cdcd所受安培力对所受安培力对abab边的力矩边的力矩不为零不为零答案：答案：C第六十七页，本课件共有107页例例3 3.如图所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂一个矩形如图所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为线圈，宽为L L，共，共N N匝，线圈的下部悬挂在匀强磁场中，磁场方向匝，线圈的下部悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，当线圈中通有电流垂直纸面，当线圈中通有电流I I（方向如图）时，在天平两边加（方向如图）时，在天平两边加上质量为上质量为mm1 1、mm2 2的砝码，天平平衡，当电流反向大小不变时，右的砝
36、码，天平平衡，当电流反向大小不变时，右边再加上质量为边再加上质量为mm的砝码后，天平重新平衡，由此可知：的砝码后，天平重新平衡，由此可知：A.A.磁感应强度的方向垂直纸面向里，磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为大小为(mm1 1-mm2 2)g g/NILNILB.B.磁感应强度的方向垂直纸面向里，磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为大小为mgmg/2/2NILNILC.C.磁感应强度的方向垂直纸面向外，磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为（大小为（mm1 1-mm2 2）g g/NILNILD.D.磁感应强度方向垂直纸面向外，磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为大小为mgmg/2/2NILN
37、IL答案：答案：B第六十八页，本课件共有107页例例4 4：设电流计中的磁场为均匀幅向分布的磁场，下图：设电流计中的磁场为均匀幅向分布的磁场，下图中中abcdabcd表示的是电流计中的通电线圈，表示的是电流计中的通电线圈，abab=dcdc=1=1 cmcm，adad=bcbc=0.9 cm=0.9 cm，共，共5050匝，线圈两边所在位置匝，线圈两边所在位置的磁感应强度为的磁感应强度为0.5 T0.5 T，已知线圈每偏转，已知线圈每偏转11，弹簧，弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为产生的阻碍线圈偏转的力矩为2.5102.510-8-8 Nm Nm(1)(1)当线圈中电流为当线圈中电流为0.6 m
38、A0.6 mA时，时，指针将转过多少度？指针将转过多少度？(2)(2)如果指针的最大偏转角为如果指针的最大偏转角为9090，则这只电流计量程，则这只电流计量程是多少？是多少？(3)(3)当指针偏转角为当指针偏转角为4040时，时，通入线圈的电流多大？通入线圈的电流多大？答案：答案：(1)54(2)1 mA(3)0.44mA 第六十九页，本课件共有107页例例5 5.矩形导线框接在电压稳定的电路中，且与磁感矩形导线框接在电压稳定的电路中，且与磁感线平行地放在匀强磁场中，此时它受到的磁力矩线平行地放在匀强磁场中，此时它受到的磁力矩为为MM，要使线框受到的磁力矩变为，要使线框受到的磁力矩变为1/2.
39、1/2.可以采用可以采用的措施是：的措施是：A.A.将匝数减少一半将匝数减少一半 B.B.将长宽均减少一半将长宽均减少一半 C.C.将线框转过将线框转过3030角角 D.D.将线框转过将线框转过6060角角答案：答案：BD第七十页，本课件共有107页例例6 6.如图所示，一位于如图所示，一位于xyxy平面内的矩形通电线框只能绕平面内的矩形通电线框只能绕oxox轴转动，线圈的轴转动，线圈的4 4个边分别与个边分别与x x、y y轴平行，线圈轴平行，线圈中电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场中电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场线圈会转动起来：线圈会转动起来：A.A.方向沿方向沿x x
40、轴的恒定磁场轴的恒定磁场 B.B.方向沿方向沿y y轴的恒定磁场轴的恒定磁场 C.C.方向沿方向沿z z轴的恒定磁场轴的恒定磁场 D.D.方向沿方向沿x x轴的反方向的轴的反方向的恒定磁场恒定磁场答案：答案：B第七十一页，本课件共有107页第七十二页，本课件共有107页(1).(1).在速度垂直于磁场时，洛伦兹在速度垂直于磁场时，洛伦兹力最大力最大(3)(3)洛伦兹力的方向用左手定则洛伦兹力的方向用左手定则(注注意：意：四指的方向为正电荷的运动方四指的方向为正电荷的运动方向，或负电荷运动的反方向。向，或负电荷运动的反方向。)(2).(2).洛伦兹力始终垂直于速度，所洛伦兹力始终垂直于速度，所以
41、洛伦兹力不做功以洛伦兹力不做功洛伦兹力洛伦兹力磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力的公式：洛伦兹力的公式：f f=qvBqvB+f fv v第七十三页，本课件共有107页问题分析：问题分析：三只带电小球，从同一高度，分别在水平三只带电小球，从同一高度，分别在水平电场、垂直纸面向内的磁场、只有重力作用下自由落下，电场、垂直纸面向内的磁场、只有重力作用下自由落下，试分析它们落地的时间、速率。试分析它们落地的时间、速率。EB第七十四页，本课件共有107页例例1111显显像像管管的的磁磁偏偏转转线线圈圈由由两两个个半半圆圆铁铁芯芯上上绕绕以以导导线线制制成成，如如图图所所示示当当线线圈
42、圈中中通通以以图图示示电电流流，并并在在圆圆环环中中心心（显显像像管管的的轴轴线线方方向向）有有垂垂直直纸纸面面向向外外的阴极电子束运动时，这些电子将的阴极电子束运动时，这些电子将 A A向左偏转向左偏转 B B向右偏转向右偏转 C C向下偏转向下偏转 D D向上偏转向上偏转答案:D 第七十五页，本课件共有107页带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动注意：注意：周期与运动速周期与运动速度无关度无关第七十六页，本课件共有107页 例例1 1：两个粒子带电量相等，在同一匀强磁场中只受：两个粒子带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动，则磁场力而做匀速圆
43、周运动，则()()A.A.若速率相等，则半径相等若速率相等，则半径相等 B.B.若速率相等，则周期相等若速率相等，则周期相等 C.C.若动量大小相等，则半径相等若动量大小相等，则半径相等 D.D.若动能相等，则周期相等若动能相等，则周期相等C:轨迹问题的定性分析第七十七页，本课件共有107页 例例2 2：如图所示，在长直导线中有恒电流：如图所示，在长直导线中有恒电流I I通过，导线通过，导线正下方电子初速度正下方电子初速度v v方向与电流方向与电流I I的方向相同，电子将的方向相同，电子将 A.A.沿路径沿路径 a a 运动，轨迹是圆运动，轨迹是圆 B.B.沿路径沿路径 a a 运动，运动，轨
44、迹半径越来越大轨迹半径越来越大 C.C.沿路径沿路径 a a 运动，运动，轨迹半径越来越小轨迹半径越来越小 D.D.沿路径沿路径 b b 运动，运动，轨迹半径越来越大轨迹半径越来越大第七十八页，本课件共有107页n例3.一带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图，径迹上每一段都可看成园弧，由于带电粒子使沿途中空气电离，粒子的能量逐渐减少(电量不变),则可判断:nA、粒子从a b，带正电；nB、粒子从b a，带负电；nC、粒子从a b，带正电；nD、粒子从b a，带负电。ab答案：B第七十九页，本课件共有107页n例4.匀强磁场里的薄金属片，其平面与磁场方向平行，一个粒子从某
45、一点从PQ垂直于v的速度射出，动能是E，射出后粒子的运动轨迹如图所示。今测得它在金属片两边的轨迹半径之比是10:9，若在穿越板的过程中，粒子受到的阻力大小及电量恒定，则：nA、粒子每过一次金属片，n速度减小了 nB、粒子每过一次金属片，n速度减小了 0.19E;nC、粒子穿过5次后陷入金属片；nD、粒子穿过9次后陷入金属片；第八十页，本课件共有107页解题回顾：在磁场中作圆周运动的带电粒子，其轨迹半径变化有两种情况：1、EK变化 V变化 r变化 2、B变化 r变化 第八十一页，本课件共有107页:带电粒子在磁场中的运动的定带电粒子在磁场中的运动的定量计算：量计算：方法：定圆心，找半径方法：定圆
46、心，找半径已知入射方向和出射方向已知入射方向和出射方向 已知入射方向和出射点已知入射方向和出射点 第八十二页，本课件共有107页在磁场中的运动时间第八十三页，本课件共有107页 例例5 5:垂垂直直纸纸面面向向外外的的匀匀强强磁磁场场仅仅限限于于宽宽度度为为d d的的条条形形区区域域内内,磁磁感感应应强强度度为为B B.一一个个质质量量为为mm,电电量量为为q q的的粒粒子子以以一一定定的的速速度度垂垂直直于于磁磁场场边边界界方方向向从从 点点垂垂直直飞飞入入磁磁场区场区,如图所示如图所示,当它飞离磁场区时当它飞离磁场区时,运动方运动方 向偏转向偏转 角角.试求粒子的运试求粒子的运 动速度动速
47、度v v以及在磁场中以及在磁场中 运动的时间运动的时间t t.0第八十四页，本课件共有107页解析：解析：第八十五页，本课件共有107页例6.一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B方向垂直纸面向里的匀强磁场,现从矩形区域ad的中点0处,垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角为300,大小为v0的带电粒子,已知粒子质量为m,电量为q,ad边长为L,ab边足够长,重力忽略不计.求(1)粒子能从ab 边射出v0的大小范围.(2)粒子在磁场中运动的最长时间.V0第八十六页，本课件共有107页abcdODvf第八十七页，本课件共有107页 例例7 7：一一带带电电质质点点，质质量量为为mm，电电量量
48、为为q q，以以平平行行于于x x轴轴的的速速度度v v从从y y轴轴上上的的a a点点射射入入图图中中第第一一象象限限所所示示的的区区域域，为为了了使使该该质质点点能能从从x x轴轴上上的的b b点点以以垂垂直直于于x x轴轴的的速速度度v v射射出出，可可在在适适当当的的地地方方加加一一个个垂垂直直于于xyxy平平面面、磁磁感感强强度度为为B B的的匀匀强强磁磁场场若若此此磁磁场场仅仅分分布布在在一一个个圆圆形形区区域域内内，试试求求这这圆圆形形磁磁场场区区域域的的最最小小半半径径重重力忽略不计力忽略不计第八十八页，本课件共有107页第八十九页，本课件共有107页例例8 8图图中中的的S
49、S是是能能在在纸纸面面内内的的360360方方向向发发射射电电子子的的电电子子源源，所所发发射射出出的的电电子子速速率率均均相相同同MNMN是是一一块块足足够够大大的的竖竖直直挡挡板板，与与电电子子源源S S的的距距离离OSOS=L L，挡挡板板的的左左侧侧分分布布着着方方向向垂垂直直与与纸纸面面向向里里的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感强强度度为为B B设设电子的质量为电子的质量为mm，带电量为，带电量为e e，求：，求：（1 1）要要使使电电子子源源发发射射的的电电子子能能达达到到档档板板，则则发发射射的的电电子子速率至少要多大？速率至少要多大？（2 2）若电子源发射的电子速率为）若电子源发射
50、的电子速率为eBL/meBL/m，挡板被电子击中的范围有多大？要求挡板被电子击中的范围有多大？要求 在图中画出能击中挡板的距在图中画出能击中挡板的距OO点上下最点上下最 远的电子运动轨迹远的电子运动轨迹第九十页，本课件共有107页vfV1f1v2f2第九十一页，本课件共有107页例例9 9.如图所示如图所示,在直角坐标系的第一在直角坐标系的第一,二象限内有垂直于纸面二象限内有垂直于纸面的匀强磁场的匀强磁场,第三象限有沿第三象限有沿Y Y轴负方向的匀强电场轴负方向的匀强电场,第四象限第四象限内无电场和磁场内无电场和磁场.质量为质量为mm,带电量为带电量为q q的粒子从的粒子从MM点以速度点以速度