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第三章 磁场（复习）

第三章 磁场（复习）. 一、本章的基本问题. 学习一个“场”（磁场）. 本章纲要. 弄清二个（磁场）力（安培力、洛仑兹力）. 学会三种计算： ①磁感强度与磁通量的计算；②独立磁场　　的磁场力计算；③复合场中磁场力的计算。. 掌握四个概念（磁感线、磁感强度、磁通量、磁现象的电 本质）. 二、本章的知识脉络. 磁感强度 　　　要求Ｂ、Ｉ垂直，矢量Ｂ与Ｆ、Ｉ无关，是用比值定义的物理量. 磁通量　 　　　　，Ｓ是垂直于Ｂ方向上的投影面积，是标量，有正负之分。. 产生：. 电流（运动电荷）产生磁场－－ 磁现象的电本质. 知识归类. 物理量. 描述.

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第三章 磁场（复习）

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Presentation Transcript

  1. 第三章 磁场（复习） 一、本章的基本问题 学习一个“场”（磁场） 本章纲要 弄清二个（磁场）力（安培力、洛仑兹力） 学会三种计算：①磁感强度与磁通量的计算；②独立磁场　　的磁场力计算；③复合场中磁场力的计算。 掌握四个概念（磁感线、磁感强度、磁通量、磁现象的电 本质） 二、本章的知识脉络

  2. 磁感强度 　　　要求Ｂ、Ｉ垂直，矢量Ｂ与Ｆ、Ｉ无关，是用比值定义的物理量 磁通量　　　　　，Ｓ是垂直于Ｂ方向上的投影面积，是标量，有正负之分。 产生： 电流（运动电荷）产生磁场－－磁现象的电本质 知识归类 物理量 描述 用来描述磁场的人为曲线，方向代表磁场方向，疏密代表场强。 磁感线 磁场 形象描述 几种典型磁场的磁感线分布，直线电流、环形电流通电螺线管、匀强磁场。 相互作用 磁场对电流的作用： 安培力 方向：左手定则 直线电流间的相互作用：同向相吸、反向相斥。

  3. 时， （1）当 （2）当 时， F洛=Bqv⊥等距螺旋（0＜θ＜90°） 当v与B夹　时， ３、带电粒子在匀强磁场中运动：－－是匀速圆周运动，其中：　　　　　　　　　　　　　　　　　。 安培力：（续上） 磁场 １、磁场对运动电荷的作用　　　　　 匀速圆周运动 洛仑兹力 匀速直线运动 ２、方向：左手定则 ４、特点：洛仑兹力对对带电粒子永远都不做功。

  4. ①带电粒子在独立的电场区域： 分阶段求解 ②带电粒子在独立的磁场区域： 不平衡——复杂的曲线运动 功能关系 三、在复合中电磁力问题的解题思路 （１）能忽略带电体重力的情况，可忽略重力 （２）电场和磁场成独立区域 （３）电场和匀强磁场共存区域 运用二力平衡——匀速直线运动列方程求解

  5. 四、知识巩固与拓展 １、练习：右图abcd中，试判断 　　磁场对电流的作用 ２、下列关于磁场的说法中，正确的是 A、只有磁铁周围才存在磁场 B、磁场是假想的，不是客观存在的 C、磁场只有在磁极与磁极、磁极和电流发生相互作用时才产生 D．磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发 　　生相互作用

  6. 3、下面有关磁感应强度的理解，正确的是： A．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量 B．某点磁感应强度的方向就是通过该点的磁感线的切线方向 C．磁感应强度的方向就是通电导体在该处的受力方向 D．磁场某处磁感应强度越大，该处磁通量就越大 A B 4、下列关于磁通量的说法，正确的是： A.在磁场中，磁感应强度B与平面面积的乘积叫做磁通量 B.在磁场中，穿过某一平面单位面积的磁感线条数，就叫做穿过 这个面积的磁通量 C.某个面的磁通量等于穿过这个面的磁感线的总条数 D.磁通量是矢量，它的正负表示它的方向 C

  7. z a 6、如图所示，一束电子流沿y轴正方向运动，在x轴 　 和z轴上a、b两处的磁场方向为： A．在a处沿-z方向 B、在a处沿-x方向 C、在b处沿-x方向 D．在b处沿+z方向 y b x 电子 7、如图所示，为两个通电螺线管，a、b为电源的两个极，当S闭合时，两螺线管间的小磁针A逆时针偏转，则关于电源的极性及B、C两小磁针的偏转方向的判断，正确的是： A．a为电源正极，B顺时针偏转 B．a为电源正极，C逆时针偏转 C．b为电源正极，B顺时针偏转 D．b为电源正极，C顺时针偏转 5、把一根水平放置的导线沿东西方向垂直放在小磁针的上方，当给导线通电时,磁针将： A．偏转90° B．偏转180°C．偏转360° D．不发生偏转 D B D C

  8. 8、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、8、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、 c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是： A．全向里 B．全向外 C．a向里，b、c向外 D．a、c、向外，b向里 D 9、下列说法正确的是： A.奥斯特实验说明电流能产生磁场，安培假说提出了磁场的电本质 B.硬磁性材料与软磁性材料的重要区别在于是否易于去磁 C.无论是磁体的磁场还是电流的磁场都来源与运动电荷 D.磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的相互作用都是运动电荷通过磁场对运动电荷的作用 ABCD

  9. 12、如图所示，两根长通电导线M、N中通有同方向等大小的电流，一闭合线框abcd位于两平行通电导线所在平面上，并可自由运动，线框两侧与导线平行且等距，当线框中通有图示方12、如图所示，两根长通电导线M、N中通有同方向等大小的电流，一闭合线框abcd位于两平行通电导线所在平面上，并可自由运动，线框两侧与导线平行且等距，当线框中通有图示方 向电流时，该线框将： A．ab边向里，cd边向外转动 B．ab边向外，cd边向里转动 C．线框向左平动，靠近导线M D．线框向右平动，靠近导线N 10、如图所示，直导线AB在磁铁的正上方， AB能够在磁场力的作用下自由运动．当在 导线中通入如图所示的电流时，导线AB的 运动状况应是(从上向下看)： A．逆时针转动且向上运动 B．顺时针转动且向上运动 C．逆时针转动且向下运动 D．顺时针转动且向下运动 D C

  10. mg Ｆ Ｌ GL Ｆ 即： 13、图为一测定磁感应强度B的实验装置，天平右端挂一矩形线圈，其匝数为5匝，底边cd长20厘米，放在待测匀强磁场中，设磁场方向垂直于纸面向里，当线圈中通入 如图方向的电流I=100毫安时，天平平 衡．如电流方向相反，则要在天平左 盘加质量m=8.2克砝码才能平衡．求磁 感应强度B的量值。 原来状况： 解：当通于由C至d的电流时: 通反向电流时： 当通于由d至C的电流时，由平衡条件得:

  11. 解答： 只有当d为正极、c为负极时ab棒才可能静止。对ab棒进行受力分析如图，由平衡条件可得： N F磁 mg 14、如图所示, 光滑的U形导电轨道与水平面的夹角为, 空间有一范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场，一质量为m的光滑裸导体棒ab恰能静止在导轨上，试确定图中电池的正负极并求导体中的电流所受磁场力的大小(当地的重力加速度为g)． 受力分析如图:

  12. 得： 由于： 那么： 15、如图，质量为m、带电量+q的小圆环沿着穿过它的竖直杆下落，杆与圆环间的动摩擦因数为μ，电场与磁场方向如图中所示，在圆环下落的过程中 （1）它的速度为多大时具有最大的加速度？ （2）圆环可达到的最大速度是多？ E B 解答： （1）当F合最大时a最大，此时： （2）当F合=0 时,速度最大， 课外习题链接:

  13. 解：（1）粒子在S1区做初速度为零的匀加速直线运动.由动能定理知，粒子在电场中得到的动能等于电场对它所做的功。解：（1）粒子在S1区做初速度为零的匀加速直线运动.由动能定理知，粒子在电场中得到的动能等于电场对它所做的功。 即：　　 　由此可得： （2）粒子做匀速圆周运动所需的向心力是由粒子所受的洛伦兹力提供，即：　　　　　　　，所以粒子的轨道半径为： 16、如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场，然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中，最后打到底片D上. (1)粒子进入磁场时的速率。 (2)求粒子在磁场中运动的轨道半径。

  14. 17、质子和　 粒子由静止出发经过同一加速电场加速后，沿垂直磁感线的方向进入同一匀强磁场，则它们在磁场中各个运动参量间的关系为：Ａ、动能之比为1:2B、速率之比为 Ｃ、轨迹半径之比为D、运动周期之比为1:2 解：质子是氢原子核，　粒子氦原子核：　 因为自静止由同一加速电场加速后动能：　 根据 有 故： 则 所以有： 粒子运行周期： 则 带电粒子在匀强磁场做匀速圆周运动的轨迹：

  15. 17、

  16. 18、

  17. q 2 2 2 2 m E 解(1) B R = = =0.48T E B 2 m q 2 2 R (2)质子每旋转一周增加能量 2UeV π π π 2 2 2 E k 到最大能量所需的旋转次数 时间 m 2 U m q 旋转周期为 E B . ×1.67×10-27 = k 4.0×106 T = t = =1.37×10-7s q B 2×2.0×104 2 1.6×10-19×0.48 U 例19、一回旋加速器D形电极圆壳的最大半径为R =60cm,用它来加速质量为1.67×10-27kg 、电荷量为 1.6×10-19C的质子，要把它从静止加速到4.0MeV的能量。(1)求所需的磁感应强度； (2)设两D形电极间的距离为1.0cm电压为2.0×104V极间的电场是均匀的。求加速到上述能量所需的时间。

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