广西桂林市逸仙中学高中物理 3.7《磁场》课件 新人教版选修31.ppt

磁场复习 知识结构 磁体之间电流 运动电荷 之间磁体与电流 运动电荷 之间 磁感应强度磁感线磁通量 磁场 磁体受力 存在相互作用 指南针物质磁化 电流受力 安培力 电动机 运动电荷受力 洛伦兹力 质谱仪回旋加速器 几种典型磁场 安培定则 本章有三个基本公式 它们的适应条件有一个共同点 就是 垂直 即三个公式中 磁感线要分别垂直于平面 导线和电荷的运动方向 此时 公式算出的结果值为各种空间关系中的最大值 当是平行关系时 结果值为 既不垂直也不平行时 结果值介于 与最大值之间 2 关于几个公式的正确理解和运用 典型问题 3 磁场的方向 规定在磁场中任一点 小磁针静止时n极指向 即n极的受力方向 就是该点的磁场方向 磁场的方向小磁针静止时n极指向n极的受力方向磁感线某点的切线方向磁感应强度的方向 几种磁场的磁感线 二 磁感应强度 b 描述磁场的强弱 1 定义 在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线 受到的磁场力f与电流i和导线长度l的乘积的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度 b f il 3 单位 特 斯拉 t 2 由磁场本身决定 和放不放入电流无关 4 是矢量 方向就是磁场方向 也就是小磁针静止时n极指向 5 匀强磁场 磁感应强度处处大小相等 方向相同的区域 三 磁场对电流的作用 1 磁场对电流的作用力叫做安培力 大小 f bil 适用条件 i b 注意 l应取有效长度 方向 左手定则 2 重要推论 两平行通电直导线 若通以同向电流 则相互吸引 若通以反向电流 则相互排斥 若电流和磁场方向平行 电流不受磁场力 f的方向总是垂直于b和i所决定的平面 答案 c 练习 关于磁感应强度 下列说法中正确的是 a 磁感应强度的方向 就是通电直导线在磁场中的受力方向b 磁感应强度大的地方 通电导线所受的力也一定大c 静止小磁针n极在该点的受力方向d 通电导线在某处所受磁场力为零 则该处的磁感应强度为零 在等边三角形的三个顶点a b c处各有一条长直导线垂直穿过纸面 导线中通有大小相等的恒定电流 方向如图所示 过c点的导线所受安培力的方向 a 与ab边平行 竖直向上b 与ab边平行 竖直向下c 与ab边垂直 指向左边d 与ab边垂直 指向右边 通电螺线管中有如图所示方向的电流 其中各小磁针n极所指方向向左的是 a 甲b 乙c 丙d 丁 答案 b 有一金属棒ab 质量m 5g 电阻r 1 可以无摩擦地在两条轨道上滑动 轨道间的距离d 10cm 电阻不计 轨道平面与水平面间的夹角 置于磁感应强度b 0 4t 方向竖直向上的匀强磁场中 回路中电池的电动势e 2v 内电阻r 0 1 问变阻器的电阻rb为多大时 金属棒恰好静止 图16 8 3 解析 由题意可知 画出受力平面图如图所示 f mgtan30 又f bil 由 三式得rb 1 7 说明 解决力 电综合问题 关键仍是正确进行受力分析 平衡问题则根据平衡条件 列出方程 求出未知量 分析通电导线所受安培力的方向容易出错 为避免出错 一要把立体图改画为平面图 二要记住安培力的方向一定与磁感应强度b垂直 方向 左手定则 例 解 画其截面图 如图所示 1 大小 f bqv 适用条件 v b 2 方向 左手定则 a f的方向总是垂直于b和v所决定的平面 b 注意电荷有正负之分 四指的指向应为正电荷的运动方向 四 磁场对运动电荷的作用力 洛伦兹力 3 当电荷垂直射入匀强磁场时 在洛伦兹力作用下电荷作匀速圆周运动 周期t的大小与带电粒子在磁场中的运动速率和半径无关 如图所示 两电子沿mn方向从m点射入两平行平面间的匀强磁场中 分别以v1 v2的速率射出磁场 射出方向如图 则v1 v2 它们在磁场中的运动时间之比t1 t2 m v1 v2 n 60 o1 o2 图6 3 在y 0的区域内存在匀强磁场 磁场方向垂直于xy平面并指向纸里 磁感应强度为b 一带负电的粒子 质量为m 电荷量为q 以速度v0从o点射入磁场 入射方向在xy平面内 与x轴正向的夹角为 求 1 该粒子射出磁场的位置 2 该粒子在磁场中运动的时间 粒子所受重力不计 解 如图所示 设圆半径为r ao长为l 则 所以粒子离开磁场的位置坐标为 长为l 间距也为l的两平行金属板间有垂直向里的匀强磁场 磁感应强度为b 今有质量为m 带电量为q的正离子从平行板左端中点以平行于金属板的方向射入磁场 欲使离子不打在极板上 入射离子的速度大小应满足的条件是 1 75 21 四 速度选择器 在正交电 磁场中 若不计重力 则 1 速度选择器只选择速度 与电荷的正负无关 2 注意电场和磁场的方向搭配 1 质谱仪可以用来测定带电粒子的荷质比 也可以在已知电量的情况下测定粒子质量 带电粒子质量m 电荷量q 由电压u加速后垂直进入磁感应强度为b的匀强磁场 设轨道半径为r 有 组合场 电场与磁场没有同时出现在同一区域 二 回旋加速器 1 加速电场的周期与带电粒子在d型盒中圆周运动周期相等 2 设d型盒最大半径r 则回旋加速器所能达到的最大动能为 知识要点 1 复合场 在同一空间有电场 磁场和重力场并存或某两场复合 2 三个场力特点 电场力 重力往往不变 能做功 且做功与路径无关 洛伦兹力始终与速度方向垂直 洛伦兹力永不做功 3 三类运动 带电粒子 体 在复合场中匀速直线运动问题 应用力平衡求解 带电体在复合场 重力 电场力 洛伦兹力作用下 匀速圆周运动问题特点 mg qe相抵消 qvb mv2 r 带电粒子 体 在复合场中的复杂曲线运动问题特点 洛伦兹力大小 方向变化 但不做功 应用动能定理求解 质量为m 带电量为q的小球 从倾角为 的光滑绝缘斜面上由静止下滑 整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中 其磁感强度为b 若带电小球下滑