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磁场复习 1 ：基本概念. 一、基本问题 :. 1 ．磁场存在于何处？ 2 ．磁场的基本特性是什么？ 3 ．什么是磁现象的电本质？. 二、磁场的描述 :. 定义方法 定义式 矢量性. 1 、磁感强度. 性质 典型磁场的磁感线（ P144~145 ）. 2 、磁感线. 3 、磁通量. 2 、大小：. 三、磁场（电流）对电流的作用. 1 、方向：左手定则. 3 、电流对电流的作用. （ P143 图 16-3 ）. D. A. B. C. E. 四、练习. 1 、奥斯特发现电流的磁效应实验是怎样做的？有什么现象？.
E N D
磁场复习1：基本概念 一、基本问题: 1．磁场存在于何处？ 2．磁场的基本特性是什么？ 3．什么是磁现象的电本质？
二、磁场的描述: 定义方法 定义式 矢量性 1、磁感强度 性质 典型磁场的磁感线（P144~145） 2、磁感线 3、磁通量
2、大小： 三、磁场（电流）对电流的作用 1、方向：左手定则 3、电流对电流的作用 （P143图16-3）
D A B C E 四、练习 1、奥斯特发现电流的磁效应实验是怎样做的？有什么现象？ 2、如图所示为通电螺线管的纵剖面，“×”和“·”分别表示导线中电流垂直纸面流进或流出，试画出A、B、C、D四个位置上小磁针静止时N极的指向。
3、在台州地区做如下实验，一个可以在水平面内自由转动的小磁针，在地磁场作用下保持静止．一根长直导线位于小磁针的北方，竖直放置，且通有竖直向上的电流．已知地磁场的水平分量为B0，长直导线电流磁场在小磁针处的磁感应强度为B，则小磁针的N极将3、在台州地区做如下实验，一个可以在水平面内自由转动的小磁针，在地磁场作用下保持静止．一根长直导线位于小磁针的北方，竖直放置，且通有竖直向上的电流．已知地磁场的水平分量为B0，长直导线电流磁场在小磁针处的磁感应强度为B，则小磁针的N极将 A．向东偏转角度 θ=arctan（B0/B）而静止 B．向东偏转角度θ=arctan（B/B0）而静止 C．向西偏转角度θ=arctan（B0/B）而静止 D．向西偏转角度 θ=arctan（B/B0）而静止
4、如图所示，两根垂直纸面平行放置的直导线A、C由通有等大电流．在纸面上距A、C等远处有一点P．若P点磁感强度及方向水平向左，则导线A、C中的电流方向是如下哪种说法？4、如图所示，两根垂直纸面平行放置的直导线A、C由通有等大电流．在纸面上距A、C等远处有一点P．若P点磁感强度及方向水平向左，则导线A、C中的电流方向是如下哪种说法？ A．A中向纸里，C中向纸外 B．A中向纸外，C中向纸里 C．A、C中均向纸外 D．A、C中均向纸里
5．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，它的正中央上方固定一长直导线，导线与磁铁垂直．给电线通以垂直纸面向外的电流，则 A磁铁对桌面压力增大，受桌面摩擦力作用 B磁铁对桌面压力增大，不受桌面摩擦力作用 C磁铁对桌面压力减小，要受桌面摩擦力作用 D磁铁对桌面压力减小，不受桌面摩擦力作用
B L I L 6、非简单直导线的受力
2B B 7、如图所示，在水平虚线上方有磁感强度为2B，方向水平向右的匀强磁场，水平虚线下方有磁感强度为B，方向水平向左的匀强磁场．边长为l的正方形线圈放置在两个磁场中，线圈平面与水平面成α角，线圈处于两磁场中的部分面积相等，则穿过线圈平面的磁通量大小为多少？
S N 8、如图，磁铁水平固定，一矩形线框保持竖直从左端向右端移动，问：过程中穿过线圈的磁通量怎样变化？
9、安培分子电流假说提示了磁现象的电本质，安培提出分子电流假说的依据是什么？下图所示的实验会出现什么现象？怎样解释？9、安培分子电流假说提示了磁现象的电本质，安培提出分子电流假说的依据是什么？下图所示的实验会出现什么现象？怎样解释？
磁场复习2：安培力 1、定性分析在安培力作用下的通电导线的运动 2、在安培力作用下的平衡及定量计算（立体图） 3、安培力的力矩（简单）
N S N S
L1 L2 L1：固定 L2：可绕轴转动
FN BIL mg 如图所示，MN、PQ为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与地面成30°角固定．NQ间接一电阻R′=1.0Ω，MP端与电池组和开关组成回路，电动势E=6V，内阻r=1.0Ω，导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场．现将一条质量m=40g，电阻R=1.0Ω的金属导线置于导轨上，并保持导线ab水平．已知导轨间距L=0.1m，当开关S接通后导线ab恰静止不动． 试计算磁感应强度大小；
d 4r d（c） a 5r 4r I1 I2 6r c F b 6r a（b） 一根通有电流I1的长直导线OO`竖直放置，另有一矩形导线框abcd的平面放在竖直平面内，通有如图所示的电流I2，OO`到abcd平面的距离为4r，边长ab=cd=5r，ad=bc=6r，且ab和cd两边所处的磁感强度大小均为B（由I1产生），求ab和cd所受安培力的大小和方向。
B 如图所示，磁电式电流表中的磁场是均匀地辐向分布的，线圈两侧所在位置的磁感强度 B=0.002T，线圈是边长 a=1cm的正方形，共N=100匝．线圈每偏转1°，线圈需产生力矩为 M0=2.5×10-8N·m．求：线圈中电流为 I=5mA时，指针偏转多少度？
F θ a(b) d(c) F 在磁感强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd，边长分别为L1、L2，通以电流I．如图所示．已知转轴OO′在线圈平面内，且垂直于B，Od=3Oa，O′c=3O′b，当线圈从图示位置绕轴转过θ角时，下面哪些说法正确？ A．ab边受到安培力为BIL1sinθ B．ab边受到安培力为BIL1cosθ C．线圈受到磁力矩为BIL1L2cosθ D．穿过线圈的磁通量为BL1L2sinθ
如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭合开关S后，线框运动情况应为如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭合开关S后，线框运动情况应为 A．ab向外，cd向里转动且向M靠拢 B．ab向里，cd向外转动且远离M C．ad向外，bc向里转动且向M靠拢 D．ad向里，bc向外转动且远离M
如图所示，等腰三角形金属线框ACD放在光滑水平面上，该区域存在磁感强度B= T、方向竖直向上的匀强磁场，已知，DA=DC=lm，∠A=∠C=30°，若线框中通以I=IA的电流，则DA、DC两边所受合力大小为_____N，整个线框所受合力为_____N．
如图所示，A和B中一个是电源，另一个是用电器．当用两导线连接起来用电器工作时，用一个小磁针放在a点下方，磁针N极向纸外偏转，用电压表测定a与b间的电压，发现a点电势比b点高，由此可判断出电源是______．如图所示，A和B中一个是电源，另一个是用电器．当用两导线连接起来用电器工作时，用一个小磁针放在a点下方，磁针N极向纸外偏转，用电压表测定a与b间的电压，发现a点电势比b点高，由此可判断出电源是______．
V//B V⊥B v与B成θ角 带电粒子在洛仑兹力作用下的运动 F洛=0 匀速直线运动 洛仑兹力不做功 F洛=Bqv 匀速圆周运动 F洛=Bqv⊥ 等距螺旋（0＜θ＜90°）
N=nSL F=N F洛 B I S 电子电量e、单位体积内自由电子数n L I=neVS =eVB 2、洛仑兹力大小: 由F=BIL出发证明 F洛=qvB ①建立情景 ②联系宏观微观 ③数学推导
3、公式理解 问题:一束射线由氘核( )、氚核（ ）组成,他们有共同的速度,请你设计一个方案把他们分开. （1）它们在磁场中的轨道半径之比及周期之比是各是多少？ （2）以相同动量射入磁场呢? （3）以相同动能射入磁场呢? （4）如果它们初速度为零,经过同一加速电场加速,再垂直进入同一磁场呢?
例 在 M、 N两条长直导线所在的平面内，一带电粒子的运动轨迹，如图所示．已知两条导线M、N只有一条中有恒定电流，另一条导线中无电流，关于电流、电流方向和粒子带电情况及运动方向，可能是 A．M中通有自上而下的恒定电流，带正电的粒子从b点向a点运动． B．M中通有自上而下的恒定电流，带负电的粒子从a点向b点运动 C．N中通有自下而上的恒定电流， 带正电的粒子从b点向a点运动 D．N中通有自下而上的恒定电流， 带负电的粒子从a点向b点运动
ψ α V V α β f o f 4、带电粒子在洛仑兹力作用下的圆周运动 ①圆周运动的圆心的确定： *利用洛仑兹力的方向永远指向圆心的特点，只要找到圆运动两个点上的洛仑兹力的方向，其延长线的交点必为圆心． *利用圆上弦的中垂线必过圆心的特点找圆心 ②圆周运动中的角度关系 ψ= β = 2α ③运动时间
例 如图所示，abcd为绝缘挡板围成的正方形区域，其边长为L，在这个区域内存在着磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场．正、负电子分别从ab挡板中点K，沿垂直挡板ab方向射入场中，其质量为m，电量为e．若从d、P两点都有粒子射出，则正、负电子的入射速度分别为多少？（其中bP=L/4） 小结: 1、从几何关系找r的表达式 2、从物理关系得r表达式
例 一带电质点，质量为m，电量为q，以平行于x轴的速度v从y轴上的a点射入图所示第一象限的区域．为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于ox轴的速度v射出，可在适当的地方加一个垂直于xy平面、磁感应强度为B的匀强磁场．若此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这圆形磁场区域的最小半径．重力忽略不计．
例 在真空中，半径为r=3×10-2m的圆形区域内，有一匀强磁场，磁场的磁感应强度为B=0.2T，方向如图所示，一带正电粒子，以初速度v0=106m/s的速度从磁场边界上直径ab一端a点处射入磁场，已知该粒子荷质比为q/m=108C/kg，不计粒子重力，则（1）粒子在磁场中匀速圆周运动的半径是多少？（2）若要使粒子飞离磁场时有最大的偏转角，其入射时粒子的方向应如何（以v0与Oa的夹角θ表示）？最大偏转角多大？
例 如图所示，很长的平行边界面M、N与N、P间距分别为L1、L2，其间分别有磁感应强度为B1与B2的匀强磁场区，磁场方向均垂直纸面向里．已知B1≠B2，一个带正电的粒子电量为q，质量为m，以大小为v0的速度垂直边界面M与磁场方向射入MN间磁场区，试讨论粒子速度v0应满足什么条件，才能通过两个磁场区，并从边界面P射出？（不计粒子重力）
带电粒子和质点在电场、磁场中的运动 1、能忽略带电体重力的情况 2、电场和磁场成独立区域 分阶段求解 3、电场和匀强磁场共存区域 二力平衡~匀速直线运动 不平衡~复杂的曲线运动 功能关系
例1 空间存在相互垂直的匀强电场E和匀强磁场B，其方向如图所示．一带电粒子+q以初速度v0垂直于电场和磁场射入，则粒子在场中的运动情况可能是 A．沿初速度方向做匀速运动 B．在纸平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动 C．在纸平面内做轨迹向下弯曲的匀变速曲线运动 D．初始一段在纸平面内做轨迹向上（或向下）弯曲的非匀变速曲线运动
例2 如图所示为一电磁流量计的示意图，截面为正方形的非磁性管，其边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动方向加一指向纸里的匀强磁场，磁感应强度为B．现测得液体a、b两点间的电势差为U，求管内导电液体的流量Q为多少？
[例3]如图所示，两块平行放置的金属板，上板带正电，下板带等量负电．在两板间有一垂直纸面向里的匀强磁场．一电子从两板左侧以速度v0沿金属板方向射入，当两板间磁场的磁感应强度为B1时，电子从a点射出两板，射出时的速度为2v．当两板间磁场的磁感应强度变为B2时，电子从B点射出时的侧移量仅为从a点射出时侧移量的四分之一，求电子从b点射出时的速率．[例3]如图所示，两块平行放置的金属板，上板带正电，下板带等量负电．在两板间有一垂直纸面向里的匀强磁场．一电子从两板左侧以速度v0沿金属板方向射入，当两板间磁场的磁感应强度为B1时，电子从a点射出两板，射出时的速度为2v．当两板间磁场的磁感应强度变为B2时，电子从B点射出时的侧移量仅为从a点射出时侧移量的四分之一，求电子从b点射出时的速率．
例4 如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在X轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E．一质量为m，电量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出．射出之后，第三次到达X轴时，它与点O的距离为L．求此粒子射出时的速度V和运动的总路程（重力不计）．
[例5]如图3-7-6所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，场强E的方向竖直向下，磁感应强度B的方向垂直纸面向里．有三个带有等量同种电荷的油滴M、N、P在该区域中运动，其中M向有做匀速直线运动，N在竖直平面内做匀速圆周运动，P向左做匀速直线运动，不计空气阻力，则三个油滴的质量关系是[例5]如图3-7-6所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，场强E的方向竖直向下，磁感应强度B的方向垂直纸面向里．有三个带有等量同种电荷的油滴M、N、P在该区域中运动，其中M向有做匀速直线运动，N在竖直平面内做匀速圆周运动，P向左做匀速直线运动，不计空气阻力，则三个油滴的质量关系是 A．mM＞mN＞mP B．mP＞mN＞mM C．mN＞mP＞mM D．mP＞mM＞mN
[例6]如图3-7-8所示，在xOy平面内，有场强E=12N/C，方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T、方向垂直xOy平面指向纸里的匀强磁场．一个质量m=4×10-5kg，电量q=2.5×10-5C带正电的微粒，在xOy平面内做匀速直线运动，运动到原点O时，撤去磁场，经一段时间后，带电微粒运动到了x轴上的P点．求：（1）P点到原点O的距离；（2）带电微粒由原点O运动到P点的时间．[例6]如图3-7-8所示，在xOy平面内，有场强E=12N/C，方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T、方向垂直xOy平面指向纸里的匀强磁场．一个质量m=4×10-5kg，电量q=2.5×10-5C带正电的微粒，在xOy平面内做匀速直线运动，运动到原点O时，撤去磁场，经一段时间后，带电微粒运动到了x轴上的P点．求：（1）P点到原点O的距离；（2）带电微粒由原点O运动到P点的时间．
[例7]如图所示，一对竖直放置的平行金属板长为L，板间距离为d，接在电压为U的电源上，板间有一与电场方向垂直的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感强度为B，有一质量为m，带电量为+q的油滴，从离平行板上端h高处由静止开始自由下落，由两板正中央P点处进入电场和磁场空间，油滴在P点所受电场力和磁场力恰好平衡，[例7]如图所示，一对竖直放置的平行金属板长为L，板间距离为d，接在电压为U的电源上，板间有一与电场方向垂直的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感强度为B，有一质量为m，带电量为+q的油滴，从离平行板上端h高处由静止开始自由下落，由两板正中央P点处进入电场和磁场空间，油滴在P点所受电场力和磁场力恰好平衡， 最后油滴从一块极板的边缘D处 离开电场和磁场空间．求： （1）h=？ （2）油滴在D点时的速度大小？
