（人教版教材）选修31 第三章磁场章节复习课件.ppt

1、磁场磁场第三章知识网络知识网络q磁场的产生磁场的产生v磁体周围产生磁场磁体周围产生磁场v电流周围产生磁场电流周围产生磁场v安培分子电流假说安培分子电流假说q磁场的描述磁场的描述v定量描述：磁感应强度定量描述：磁感应强度ILFB v形象描述：磁感线形象描述：磁感线q几种典型磁场几种典型磁场的磁感线分布的磁感线分布v条形磁铁条形磁铁v蹄形磁铁蹄形磁铁v匀强磁场匀强磁场v直线电流直线电流v环形电流环形电流v通电螺线管通电螺线管v地磁场地磁场磁磁 场场磁场对电流的作用磁场对电流的作用大小大小I B I B，F F安安=0=0I B I B，F F安安=BIL=BIL方向：左手定则方向：左手定则电流表的

2、工作原理电流表的工作原理磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用大小大小vBvB，f f洛洛=0=0vBvB，f f洛洛=qvB=qvB方向：左手定则方向：左手定则带电粒子在带电粒子在匀强磁场中匀强磁场中做匀速圆周做匀速圆周运动运动轨道半径轨道半径qBmvr 运动周期运动周期qBmT2重要应用重要应用质谱仪质谱仪回旋加速器回旋加速器直线电流间的相互作用直线电流间的相互作用同向电流：同向电流：相互吸引相互吸引异向电流：异向电流：相互排斥相互排斥1 1、磁场的产生、磁场的产生磁体周围存在磁场（与电场一样是一种特殊物质）磁体周围存在磁场（与电场一样是一种特殊物质）电流周围存在磁场电流周围存在磁场奥斯

3、特实验奥斯特实验南北放置南北放置导线通电后导线通电后发生偏转发生偏转(3)(3)磁现象的电本质磁现象的电本质安培分子安培分子电流假说：电流假说：在原子、分子等物质微粒内部存在一种环形电流在原子、分子等物质微粒内部存在一种环形电流分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。的磁体，它的两侧相当于两个磁极。解释磁化、解释磁化、消磁现象消磁现象磁化磁化消磁消磁总结：一切磁现象都是由电荷的运动产生的总结：一切磁现象都是由电荷的运动产生的一、磁场的描述一、磁场的描述不显磁性不显磁性显磁性显磁性2 2、磁场的基本性质、磁场的基本性质对

4、放入其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用对放入其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用.同名磁极相互排斥同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引异名磁极相互吸引磁体对电流的作用磁体对电流的作用电流对电流的作用电流对电流的作用总结：磁体间相互作用的本质总结：磁体间相互作用的本质磁体磁体磁场磁场磁体磁体磁体或电流磁体或电流磁体或电流磁体或电流磁场磁场同向电流：同向电流：相互吸引相互吸引异向电流：异向电流：相互排斥相互排斥（1 1）磁场的方向：）磁场的方向：规定为小磁针规定为小磁针N N极在磁场中的受力方向。极在磁场中的受力方向。或小磁针或小磁针静止时静止时N N极所指的方向！极所指的方向！（2 2）磁感线）磁

5、感线用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的假想曲线用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的假想曲线 磁感线上每一点的磁感线上每一点的切线方向切线方向就是该点的磁场方向，即小磁针就是该点的磁场方向，即小磁针N N极在该点的受力方向或静止时的指向极在该点的受力方向或静止时的指向 磁感线的疏密表示磁场的强弱磁感线的疏密表示磁场的强弱 磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）（3 3）几种磁场的磁感线）几种磁场的磁感线(注：内部还有磁感线注：内部还有磁感线)3、磁场的描述、磁场的描述通电直导线通电直导线判断方法：判断方法：环形电流环形电流判断方法：判断方法

6、：立体图立体图纵截面图纵截面图横截面图横截面图通电螺线管通电螺线管地磁场地磁场判断方法：判断方法：例例1 1：如图所示，直导线：如图所示，直导线ABAB、螺线管、螺线管C C、电磁铁电磁铁D D三者相距较远，它们的磁场互三者相距较远，它们的磁场互不影响，当电键不影响，当电键S S闭合后，小磁针北极闭合后，小磁针北极(黑色一端黑色一端)N N的指向正确的是的指向正确的是()A.a A.aB.bB.bC.cC.cD.dD.d4 4、磁感应强度、磁感应强度描述磁场的强弱与方向的物理量描述磁场的强弱与方向的物理量定义：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，受到的安培力跟定义：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，

7、受到的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值。电流和导线长度的乘积的比值。表达式：表达式：ILFB 单位：特斯拉（单位：特斯拉（T T）矢量：方向为该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向矢量：方向为该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向例：有一小段通电导线例：有一小段通电导线,长为长为1cm,1cm,电流为电流为5A,5A,把它置于磁场中某点把它置于磁场中某点,受到的磁场力为受到的磁场力为0.1N,0.1N,则该点的磁感应强度则该点的磁感应强度B B一定是一定是 ()()A.A.B=2TB=2TB.B.B 2TB 2TC.C.B 2TB 2TD.D.以上情况都有可能以上情况都有可能C

8、C二、磁场对电流的作用力二、磁场对电流的作用力1 1、磁场对电流的作用力、磁场对电流的作用力安培力安培力方向：左手定则方向：左手定则判断下列通电导线的受力方向判断下列通电导线的受力方向 判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向 大小大小F=BILF=BIL（BIBI）（BIBI）（B B与与I I成成角）角）F=BILsinF=BILsinF=0F=0注意：注意：F不仅与不仅与 B、I、l 有关，还与夹角有关，还与夹角有关；有关；l是有效长度，不一定是导线的实际长度弯曲导是有效长度，不一定是导线的实际长度弯曲导线的有效长度线的有效长度l等于等于两端点

9、所连直线的长度两端点所连直线的长度，所以，所以任意形状的闭合线圈的有效长度任意形状的闭合线圈的有效长度l0.2 2、通电导线在安培力作用下的定性判断、通电导线在安培力作用下的定性判断 如图如图所示，通电直导线所示，通电直导线 abab 质量为质量为 m m，水平地放置在倾，水平地放置在倾角为角为 的光滑导轨上，导轨宽度为的光滑导轨上，导轨宽度为 L L，通以图示方向的电流，电流，通以图示方向的电流，电流大小为大小为 I I，要求导线，要求导线 abab 静止在斜面上。静止在斜面上。(1)(1)若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？(2)(2)若要求

10、磁感应强度最小，则磁感应强度如何？若要求磁感应强度最小，则磁感应强度如何？例、例、洛仑兹力洛仑兹力三、磁场对运动电荷的作用力三、磁场对运动电荷的作用力1 1、大小：、大小：当当v Bv B时，电荷不受洛仑兹力时，电荷不受洛仑兹力当当v Bv B时，时，F F洛洛=qvB =qvB 洛仑兹力最大洛仑兹力最大当当v v与与B B成成角时，角时，F F洛洛=qvBsin=qvBsin2 2、方向：用左手定则判断、方向：用左手定则判断F F洛洛+v v注意：注意：四指的方向为正电荷的运动方向，或负电荷运动的反方向。四指的方向为正电荷的运动方向，或负电荷运动的反方向。3 3、特点：洛仑兹力始终与电荷运动

11、方向垂直，只改变速度的方、特点：洛仑兹力始终与电荷运动方向垂直，只改变速度的方向，而不改变速度的大小，所以洛仑兹力不做功。向，而不改变速度的大小，所以洛仑兹力不做功。4 4、洛仑兹力与安培力的关系、洛仑兹力与安培力的关系洛仑兹力是安培力的微观本质，安培力是洛仑兹力的宏观表现洛仑兹力是安培力的微观本质，安培力是洛仑兹力的宏观表现2 2、运动方向与磁场方向垂直，做匀速圆周运动、运动方向与磁场方向垂直，做匀速圆周运动洛仑兹力提供向心力洛仑兹力提供向心力rvmqvB2轨道半径：轨道半径：Bqmvr qBmT2周期：周期：与与v v、r r无关无关四、带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动四、带电粒子（

12、不计重力）在匀强磁场中的运动1 1、运动方向与磁场方向平行，做匀速直线运动、运动方向与磁场方向平行，做匀速直线运动b b、一个速度方向的垂直线和一条弦、一个速度方向的垂直线和一条弦的中垂线的交点的中垂线的交点O O半径的确定半径的确定应用几何知识来确定！应用几何知识来确定！运动时间：运动时间：Tt0360圆心、半径、运动时间的确定圆心、半径、运动时间的确定圆心的确定圆心的确定a a、两个速度方向垂直线的交点。、两个速度方向垂直线的交点。（常用在有界磁场的入射与出射（常用在有界磁场的入射与出射方向已知的情况下）方向已知的情况下）V VO O例例.如图所示，两电子沿如图所示，两电子沿MNMN方向射

13、入两平行直线间方向射入两平行直线间的匀强磁场，并分别以的匀强磁场，并分别以 的速度射出磁场。的速度射出磁场。则则 是多少？两电子通过匀强磁场所需时间之是多少？两电子通过匀强磁场所需时间之比比 是多少？是多少？例、一质量为例、一质量为m m、带电量为、带电量为q q的带电粒子以某一初的带电粒子以某一初速射入如图所示的匀强磁场中（磁感应强度为速射入如图所示的匀强磁场中（磁感应强度为B B，磁场宽度为磁场宽度为L L），要使此带电粒子穿过这个磁场，要使此带电粒子穿过这个磁场，则带电粒子的初速度应为多大？则带电粒子的初速度应为多大？应用应用1 1速度选择器速度选择器带电粒子在复合场中运动的典型应用带电

14、粒子在复合场中运动的典型应用应 用应 用 2 2、质 谱 仪、质 谱 仪应用应用3 3、回旋加速器、回旋加速器应用应用4 4、磁流体发电机、磁流体发电机带电粒子在复合场中运动的典型应用带电粒子在复合场中运动的典型应用dba导电导电液体液体应用应用5 5、电磁流量计、电磁流量计应用应用6 6、霍尔效应、霍尔效应共同点：共同点：稳定条件相同稳定条件相同EqBqv BdvU 1.一方面，城市是可爱的。它创造了现代文明，并耀武扬威地显摆着现代文明的物质成果，引诱着人们集聚其中。2.在这里，不仅有四通八达的交通网络、美轮美奂的摩天大楼、令人咋舌的财富神话、繁忙紧张的生活节奏、层出不穷的竞争机会、丰富多彩

15、的文娱生活，而且生活于其中的人们能够分享财富的盛宴、发展的成果，能够编织梦想、追求理想，能够开阔眼界、增长见识，能够施展才华、实现自我。3.另一方面，城市是可怜的。它远离了自然，侵害了人心，异化了人性。我们的不少城市，不仅没能把物质成果转化成让人们快乐、幸福的动力，反而把人们变成了追逐名利的工具。至少目前，在很多城市里，绿色消失了，纯净的水源消失了，清新的空气消失了，安全的食品消失了，人与自然的和谐共处成了遥远的神话，人与人的信任成了黄牙小儿的天真妄想。4.浊雾笼罩下的财富不夜城，不仅侵蚀了星星的亮光，而且泯灭了心灵的光芒，使我们的眼睛近视、散光且老花，失去了辨别真伪、美丑、善恶的天然能力，使

16、我们的心迷茫且苦闷。生活在城市，我们几乎忘了：夜，本该是黑的，本该是有星星的，本该是安静的，本该带着人们心安理得地歇息的。5.如今的城里人，很少享受到夜的黑与美。其实，我心里也明白，城乡各有其美。所以，久居乡村的人们向往城市的繁华，久居城市的人们向往田园的恬静。二者的主要区别在于：城市生贪欲，田园守天心。贪欲破坏自然，让人浮躁，使人隔阂，虽富贵而不能心安；天心带来和谐，让人心静，使人互信，顺应环境总能让人快乐。6.铜山湖远离城市，所以，能够本分地、无欲无求地、自然而然地进行着四季轮回、昼夜更替，春绿夏艳秋静冬安，白天张扬着活力，夜晚安守着宁静。她，不近人亦不远人，不为秋愁亦不为春喜，只顺其自然地存在着，任人亲疏。7.记得易系辞上说过这样的话：圣人与天地相似，所以不违背自然规律；知道周围万物而以其道成就天下，所以不会有过失；乐天知命，没有忧愁；安于所居之地，敦厚而施行仁德，所以能爱。