教案模板 - 福建高中新課程.ppt

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1、1磁場存在于何處？ 2磁場的基本特性是什么？ 3什么是磁現象的電本質？,磁場復習1：基本概念,一、基本問題:,二、磁場的描述:,3、磁通量,1、磁感強度,2、磁感線,定義方法 定義式 矢量性,性質 典型磁場的磁感線（P144145）,三、磁場（電流）對電流的作用,1、方向：左手定則,2、大小：,3、電流對電流的作用,（P143圖16-3）,四、練習,1、奧斯特發(fā)現電流的磁效應實驗是怎樣做的？有什么現象？,2、如圖所示為通電螺線管的縱剖面，“”和“”分別表示導線中電流垂直紙面流進或流出，試畫出A、B、C、D四個位置上小磁針靜止時N極的指向。,3、在臺州地區(qū)做如下實驗，一個可以在水平面內自由轉動的

2、小磁針，在地磁場作用下保持靜止一根長直導線位于小磁針的北方，豎直放置，且通有豎直向上的電流已知地磁場的水平分量為B0，長直導線電流磁場在小磁針處的磁感應強度為B，則小磁針的N極將 A向東偏轉角度 =arctan（B0/B）而靜止 B向東偏轉角度=arctan（B/B0）而靜止 C向西偏轉角度=arctan（B0/B）而靜止 D向西偏轉角度 =arctan（B/B0）而靜止,4、如圖所示，兩根垂直紙面平行放置的直導線A、C由通有等大電流在紙面上距A、C等遠處有一點P若P點磁感強度及方向水平向左，則導線A、C中的電流方向是如下哪種說法？ AA中向紙里，C中向紙外 BA中向紙外，C中向紙里 CA、C

3、中均向紙外 DA、C中均向紙里,5如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，它的正中央上方固定一長直導線，導線與磁鐵垂直給電線通以垂直紙面向外的電流，則 A磁鐵對桌面壓力增大，受桌面摩擦力作用 B磁鐵對桌面壓力增大，不受桌面摩擦力作用 C磁鐵對桌面壓力減小，要受桌面摩擦力作用 D磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面摩擦力作用,6、非簡單直導線的受力,7、如圖所示，在水平虛線上方有磁感強度為2B，方向水平向右的勻強磁場，水平虛線下方有磁感強度為B，方向水平向左的勻強磁場邊長為l的正方形線圈放置在兩個磁場中，線圈平面與水平面成角，線圈處于兩磁場中的部分面積相等，則穿過線圈平面的磁通量大小為多少？,8、如圖，磁鐵水

4、平固定，一矩形線框保持豎直從左端向右端移動，問：過程中穿過線圈的磁通量怎樣變化？,9、安培分子電流假說提示了磁現象的電本質，安培提出分子電流假說的依據是什么？下圖所示的實驗會出現什么現象？怎樣解釋？,磁場復習2：安培力,1、定性分析在安培力作用下的通電導線的運動,2、在安培力作用下的平衡及定量計算（立體圖）,3、安培力的力矩（簡單）,如圖所示，MN、PQ為平行光滑導軌，其電阻忽略不計，與地面成30角固定NQ間接一電阻R=1.0，MP端與電池組和開關組成回路，電動勢E=6V，內阻r=1.0，導軌區(qū)域加有與兩導軌所在平面垂直的勻強磁場現將一條質量m=40g，電阻R=1.0的金屬導線置于導軌上，并保

5、持導線ab水平已知導軌間距L=0.1m，當開關S接通后導線ab恰靜止不動 試計算磁感應強度大小；,一根通有電流I1的長直導線OO豎直放置，另有一矩形導線框abcd的平面放在豎直平面內，通有如圖所示的電流I2，OO到abcd平面的距離為4r，邊長ab=cd=5r，ad=bc=6r，且ab和cd兩邊所處的磁感強度大小均為B（由I1產生），求ab和cd所受安培力的大小和方向。,如圖所示，磁電式電流表中的磁場是均勻地輻向分布的，線圈兩側所在位置的磁感強度 B=0.002T，線圈是邊長 a=1cm的正方形，共N=100匝線圈每偏轉1，線圈需產生力矩為 M0=2.510-8Nm求：線圈中電流為 I=5mA

6、時，指針偏轉多少度？,在磁感強度為B的勻強磁場中，有一矩形線圈abcd，邊長分別為L1、L2，通以電流I如圖所示已知轉軸OO在線圈平面內，且垂直于B，Od=3Oa，Oc=3Ob，當線圈從圖示位置繞軸轉過角時，下面哪些說法正確？ Aab邊受到安培力為BIL1sin Bab邊受到安培力為BIL1cos C線圈受到磁力矩為BIL1L2cos D穿過線圈的磁通量為BL1L2sin,如圖所示，固定螺線管M右側有一正方形線框abcd，線框內通有恒定電流，其流向為abcd，當閉合開關S后，線框運動情況應為 Aab向外，cd向里轉動且向M靠攏 Bab向里，cd向外轉動且遠離M Cad向外，bc向里轉動且向M靠

7、攏 Dad向里，bc向外轉動且遠離M,如圖所示，等腰三角形金屬線框ACD放在光滑水平面上，該區(qū)域存在磁感強度B= T、方向豎直向上的勻強磁場，已知，DA=DC=lm，A=C=30，若線框中通以I=IA的電流，則DA、DC兩邊所受合力大小為_N，整個線框所受合力為_N,如圖所示，A和B中一個是電源，另一個是用電器當用兩導線連接起來用電器工作時，用一個小磁針放在a點下方，磁針N極向紙外偏轉，用電壓表測定a與b間的電壓，發(fā)現a點電勢比b點高，由此可判斷出電源是_,帶電粒子在洛侖茲力作用下的運動,F洛=0 勻速直線運動,F洛=Bqv 勻速圓周運動,F洛=Bqv 等距螺旋（090）,洛侖茲力不做功,1、

8、洛侖茲力方向:左手定則,2、洛侖茲力大小: 由F=BIL出發(fā)證明 F洛=qvB,建立情景,聯(lián)系宏觀微觀,數學推導,3、公式理解,（4）如果它們初速度為零,經過同一加速電場加速,再垂直進入同一磁場呢?,（2）以相同動量射入磁場呢?,問題:一束射線由氘核( )、氚核（ ）組成,他們有共同的速度,請你設計一個方案把他們分開.,（1）它們在磁場中的軌道半徑之比及周期之比是各是多少？,（3）以相同動能射入磁場呢?,例 在 M、 N兩條長直導線所在的平面內，一帶電粒子的運動軌跡，如圖所示已知兩條導線M、N只有一條中有恒定電流，另一條導線中無電流，關于電流、電流方向和粒子帶電情況及運動方向，可能是 AM中通

9、有自上而下的恒定電流，帶正電的粒子從b點向a點運動 BM中通有自上而下的恒定電流，帶負電的粒子從a點向b點運動 CN中通有自下而上的恒定電流， 帶正電的粒子從b點向a點運動 DN中通有自下而上的恒定電流， 帶負電的粒子從a點向b點運動,圓周運動的圓心的確定： *利用洛侖茲力的方向永遠指向圓心的特點，只要找到圓運動兩個點上的洛侖茲力的方向，其延長線的交點必為圓心 *利用圓上弦的中垂線必過圓心的特點找圓心,圓周運動中的角度關系,4、帶電粒子在洛侖茲力作用下的圓周運動,= = 2,運動時間,例 如圖所示，abcd為絕緣擋板圍成的正方形區(qū)域，其邊長為L，在這個區(qū)域內存在著磁感應強度大小為B，方向垂直紙

10、面向里的勻強磁場正、負電子分別從ab擋板中點K，沿垂直擋板ab方向射入場中，其質量為m，電量為e若從d、P兩點都有粒子射出，則正、負電子的入射速度分別為多少？（其中bP=L/4）,小結: 1、從幾何關系找r的表達式 2、從物理關系得r表達式,例 一帶電質點，質量為m，電量為q，以平行于x軸的速度v從y軸上的a點射入圖所示第一象限的區(qū)域為了使該質點能從x軸上的b點以垂直于ox軸的速度v射出，可在適當的地方加一個垂直于xy平面、磁感應強度為B的勻強磁場若此磁場僅分布在一個圓形區(qū)域內，試求這圓形磁場區(qū)域的最小半徑重力忽略不計,例 在真空中，半徑為r=310-2m的圓形區(qū)域內，有一勻強磁場，磁場的磁感

11、應強度為B=0.2T，方向如圖所示，一帶正電粒子，以初速度v0=106m/s的速度從磁場邊界上直徑ab一端a點處射入磁場，已知該粒子荷質比為q/m=108C/kg，不計粒子重力，則（1）粒子在磁場中勻速圓周運動的半徑是多少？（2）若要使粒子飛離磁場時有最大的偏轉角，其入射時粒子的方向應如何（以v0與Oa的夾角表示）？最大偏轉角多大？,例 如圖所示，很長的平行邊界面M、N與N、P間距分別為L1、L2，其間分別有磁感應強度為B1與B2的勻強磁場區(qū)，磁場方向均垂直紙面向里已知B1B2，一個帶正電的粒子電量為q，質量為m，以大小為v0的速度垂直邊界面M與磁場方向射入MN間磁場區(qū)，試討論粒子速度v0應滿

12、足什么條件，才能通過兩個磁場區(qū)，并從邊界面P射出？（不計粒子重力）,帶電粒子和質點在電場、磁場中的運動,1、能忽略帶電體重力的情況,3、電場和勻強磁場共存區(qū)域,2、電場和磁場成獨立區(qū)域,分階段求解,二力平衡勻速直線運動,不平衡復雜的曲線運動,功能關系,例1 空間存在相互垂直的勻強電場E和勻強磁場B，其方向如圖所示一帶電粒子+q以初速度v0垂直于電場和磁場射入，則粒子在場中的運動情況可能是 A沿初速度方向做勻速運動 B在紙平面內沿逆時針方向做勻速圓周運動 C在紙平面內做軌跡向下彎曲的勻變速曲線運動 D初始一段在紙平面內做軌跡向上（或向下）彎曲的非勻變速曲線運動,例2 如圖所示為一電磁流量計的示意

13、圖，截面為正方形的非磁性管，其邊長為d，內有導電液體流動，在垂直液體流動方向加一指向紙里的勻強磁場，磁感應強度為B現測得液體a、b兩點間的電勢差為U，求管內導電液體的流量Q為多少？,例3如圖所示，兩塊平行放置的金屬板，上板帶正電，下板帶等量負電在兩板間有一垂直紙面向里的勻強磁場一電子從兩板左側以速度v0沿金屬板方向射入，當兩板間磁場的磁感應強度為B1時，電子從a點射出兩板，射出時的速度為2v當兩板間磁場的磁感應強度變?yōu)锽2時，電子從B點射出時的側移量僅為從a點射出時側移量的四分之一，求電子從b點射出時的速率,例4 如圖所示，在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，在X軸下方有

14、沿y軸負方向的勻強電場，場強為E一質量為m，電量為-q的粒子從坐標原點O沿著y軸正方向射出射出之后，第三次到達X軸時，它與點O的距離為L求此粒子射出時的速度V和運動的總路程（重力不計）,例5如圖3-7-6所示，在勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內，場強E的方向豎直向下，磁感應強度B的方向垂直紙面向里有三個帶有等量同種電荷的油滴M、N、P在該區(qū)域中運動，其中M向有做勻速直線運動，N在豎直平面內做勻速圓周運動，P向左做勻速直線運動，不計空氣阻力，則三個油滴的質量關系是 AmMmNmP BmPmNmM CmNmPmM DmPmMmN,例6如圖3-7-8所示，在xOy平面內，有場強E=12N/C，方向沿x

15、軸正方向的勻強電場和磁感應強度大小為B=2T、方向垂直xOy平面指向紙里的勻強磁場一個質量m=410-5kg，電量q=2.510-5C帶正電的微粒，在xOy平面內做勻速直線運動，運動到原點O時，撤去磁場，經一段時間后，帶電微粒運動到了x軸上的P點求：（1）P點到原點O的距離；（2）帶電微粒由原點O運動到P點的時間,例7如圖所示，一對豎直放置的平行金屬板長為L，板間距離為d，接在電壓為U的電源上，板間有一與電場方向垂直的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁感強度為B，有一質量為m，帶電量為+q的油滴，從離平行板上端h高處由靜止開始自由下落，由兩板正中央P點處進入電場和磁場空間，油滴在P點所受電場力和磁場力恰好平衡， 最后油滴從一塊極板的邊緣D處 離開電場和磁場空間求： （1）h=？ （2）油滴在D點時的速度大小？,如圖所示，在oxyz坐標系所在的空間中，可能存在勻強電場或勻強磁場，也可能兩者都存在或都不存在。但如果兩者都存在，已知磁場平行于xy平面。現有一質量為m帶正電q的點電荷沿x軸正方向射入此空間中，發(fā)現它做速度為v0的勻速直線運動。若不計重力，試寫出電場和磁場的分布有幾種可能性。要求針對每一種可能性，都要說出其中電場強度、磁感強度的方向和大小，以及它們之間可能存在的關系。不要求推導和說明理由。,