磁场演示文稿精.ppt

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1、磁场演示文稿第1页，本讲稿共25页磁感应强度；在磁场中垂直磁场方向的通电导线，所受的安培力磁感应强度；在磁场中垂直磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电跟电流流I和导线的长度和导线的长度L的乘积的比值叫磁感应强度。的乘积的比值叫磁感应强度。磁感应强度的单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是磁感应强度的单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是：特斯拉特斯拉 简称简称 特特 国际符号国际符号 T 1T1NA m磁场的方向：在磁场中小磁针磁场的方向：在磁场中小磁针N极指向为该点磁场的方向。极指向为该点磁场的方向。用磁感线描述磁场的强弱及方向。用磁感线描述磁场的强弱及方向。匀强磁场匀强磁场安培力的大

2、小：安培力的大小：FBILsin .安培力的方向：左手定则安培力的方向：左手定则第2页，本讲稿共25页例例1关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确地是关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确地是A.由可知，由可知，B与与F成正比，与成正比，与IL的乘积成反比的乘积成反比B.B的大小与的大小与IL的乘积无关，由磁场本身决定的乘积无关，由磁场本身决定C.B的大小和方向处处相同的区域叫匀强磁场的大小和方向处处相同的区域叫匀强磁场D.B的方向与通电导线的受力方向相同的方向与通电导线的受力方向相同（B、C）第3页，本讲稿共25页例例2一个小磁针挂在大线圈内部、磁针静止时与线一个小磁针挂在大线圈内部、磁

3、针静止时与线圈在同一平面内当大线圈中通以图示方向电流时，圈在同一平面内当大线圈中通以图示方向电流时，则则 A小磁针的小磁针的N极向纸面里转极向纸面里转 B小磁针的小磁针的N极向纸面外转极向纸面外转 C小磁针在纸面内向左摆动小磁针在纸面内向左摆动 D小磁针在纸面内向右摆动小磁针在纸面内向右摆动（A）第4页，本讲稿共25页例例3、如图，在小磁针上方有一根直通线。当通以从左向右的电、如图，在小磁针上方有一根直通线。当通以从左向右的电流时，小磁针的流时，小磁针的N极将向极将向 转动，转动，S极将向极将向 转动。转动。（填纸面内、纸面外）（不考虑地磁场）（填纸面内、纸面外）（不考虑地磁场）SN（纸面内、

4、纸面外）（纸面内、纸面外）第5页，本讲稿共25页例例4、导线、导线ab水平地放置在倾斜、互相平行的不光滑导轨上处于静止水平地放置在倾斜、互相平行的不光滑导轨上处于静止状态。将整个装置在状态。将整个装置在ab通以电流通以电流I放入匀强磁场区域时，放入匀强磁场区域时，ab仍处于静仍处于静止状态。图中分别表示磁场的可能方向与电流的可能方向，则哪几止状态。图中分别表示磁场的可能方向与电流的可能方向，则哪几个图中导线与导轨之间的静摩擦力可能等于零？个图中导线与导轨之间的静摩擦力可能等于零？（A、B、C）第6页，本讲稿共25页例例5、通电矩形导线框、通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线在同一平面内，与

5、无限长通电直导线在同一平面内，电流方向为电流方向为abcda，ab边与导线平行。叙述正确的是（边与导线平行。叙述正确的是（）A线框有两条边所受的安培力方向相同线框有两条边所受的安培力方向相同B线框有两条边所受的安培力大小相同线框有两条边所受的安培力大小相同C线框所受安培力的合力朝左线框所受安培力的合力朝左Dcd所受安培力对所受安培力对ab边的力矩不为零边的力矩不为零Iabcd（B）第7页，本讲稿共25页例例6一根通有电流一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图所示匀强磁场中，此时悬的直铜棒用软导线挂在如图所示匀强磁场中，此时悬线中的张力小于铜棒的重力欲使悬线中张力为零，可采用的方法有线中的张力小

6、于铜棒的重力欲使悬线中张力为零，可采用的方法有 A适当增大电流，方向不变适当增大电流，方向不变B适当减小电流，并使它反向适当减小电流，并使它反向C电流大小、方向不变，适当增强磁场电流大小、方向不变，适当增强磁场D使原电流反向，并适当减弱磁场使原电流反向，并适当减弱磁场（A、C）第8页，本讲稿共25页例例7、如图所示，用两根细线吊着一根质量为、如图所示，用两根细线吊着一根质量为m、长为、长为l的金属直导的金属直导线。在导线中通有电流强度为线。在导线中通有电流强度为I的电流。若在导线周围加一竖直的电流。若在导线周围加一竖直向上的匀强磁场向上的匀强磁场B后导线将向后导线将向_偏转，（填纸内、纸外），

7、偏转，（填纸内、纸外），若平衡后，悬线与竖直方向的夹角为若平衡后，悬线与竖直方向的夹角为_。IBab（纸内、（纸内、=arctgBILmg）第9页，本讲稿共25页例例8如图所示，两根相距如图所示，两根相距l平行放置的光滑导电轨道，倾角平行放置的光滑导电轨道，倾角均为均为，轨道间接有电动势为，轨道间接有电动势为E的电源（内阻不计）。一根质的电源（内阻不计）。一根质量为量为m、电阻为、电阻为R的金属杆的金属杆ab,与轨道垂直放在导电轨道上，与轨道垂直放在导电轨道上，同时加一匀强磁场，使同时加一匀强磁场，使ab杆刚好静止在轨道上。求杆刚好静止在轨道上。求所加所加磁场的方向应在什么范围内？磁场的方向应

8、在什么范围内？欲使杆所受的支持力与安欲使杆所受的支持力与安培力大小相等，则磁感应强度的大小和方向？培力大小相等，则磁感应强度的大小和方向？欲使杆所欲使杆所受的重力力安培力大小相等，则磁感应强度的大小和方向受的重力力安培力大小相等，则磁感应强度的大小和方向？最小磁感应强度最小磁感应强度B的大小为方向？（轨道电阻不计）的大小为方向？（轨道电阻不计）a ab b第10页，本讲稿共25页例例9如图所示，两根彼此平行的长直导线，把空间分成如图所示，两根彼此平行的长直导线，把空间分成a、b、c三个区域若两导线通以方向相反的电流，则合磁场为零的区三个区域若两导线通以方向相反的电流，则合磁场为零的区域（域（C

9、D）A只能出现在只能出现在b区区 B同时出现在同时出现在a、c区区 C只能出现在只能出现在a、c中的一个区域内中的一个区域内 D有可能无合磁场为零的区域有可能无合磁场为零的区域abc第11页，本讲稿共25页 例例10下列各图表示一根在磁场中的通电导线，图中分下列各图表示一根在磁场中的通电导线，图中分别标出了电流方向、导线受力方向、磁场方向中的两个别标出了电流方向、导线受力方向、磁场方向中的两个物理量，请标出另一个物理量的方向。物理量，请标出另一个物理量的方向。IBBIIBFIFI第12页，本讲稿共25页例例11如图所示，两条直导线互相垂直，且相距一段小的距如图所示，两条直导线互相垂直，且相距一

10、段小的距离，其中一条离，其中一条AB是固定的，另一条是固定的，另一条CD能自由活动。当直能自由活动。当直流电流按图示方向通过两条直导线时，导线流电流按图示方向通过两条直导线时，导线CD将将 A顺时针方向转动，同时靠近顺时针方向转动，同时靠近AB导线导线 B顺时针方向转动，同时远离顺时针方向转动，同时远离AB导线导线 C逆时针方向转动，同时远离逆时针方向转动，同时远离AB导线导线 D逆时针方向转动，同时靠近逆时针方向转动，同时靠近AB导线导线(D)CBDA第13页，本讲稿共25页例例12如图所示，在用软线悬挂的圆形线圈附近，有一水平放如图所示，在用软线悬挂的圆形线圈附近，有一水平放置的条形磁铁，

11、线圈平面与磁铁的中轴线重合。当线圈通以顺置的条形磁铁，线圈平面与磁铁的中轴线重合。当线圈通以顺时针方向的电流后时针方向的电流后 A线圈将向左摆动靠近磁铁线圈将向左摆动靠近磁铁B线圈将向右摆动远离磁铁线圈将向右摆动远离磁铁C从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁D从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁(D)S第14页，本讲稿共25页例例13在马蹄形磁铁旁放置一根既可以自由转动又可以左右移动在马蹄形磁铁旁放置一根既可以自由转动又可以左右移动的通电直导线，导线上的电流方向如图所示，分析导线将做何种的通电直导线，导线上

12、的电流方向如图所示，分析导线将做何种运动。运动。NSI(俯视顺时针转动，同时靠近磁铁俯视顺时针转动，同时靠近磁铁)第15页，本讲稿共25页例例14如图所示，把一个三角形的通电线圈使其平面垂直如图所示，把一个三角形的通电线圈使其平面垂直于磁力线放入匀强磁场中，线圈受到磁场力的合力于磁力线放入匀强磁场中，线圈受到磁场力的合力 A方向垂直于方向垂直于ab边斜向上边斜向上 B方向垂直于方向垂直于bc边向右边向右 C方向垂直于方向垂直于ca边向下边向下 D为零为零(D)第16页，本讲稿共25页四电流表的工作原理四电流表的工作原理五磁场对运动电荷的作用力五磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力洛伦兹力1安培力实际

13、是洛伦兹力的宏观表现安培力实际是洛伦兹力的宏观表现2洛伦兹力的大小：洛伦兹力的大小：f=Bqvsin 为为B与与V的夹的夹角角3洛伦兹力的方向：左手定则洛伦兹力的方向：左手定则4由于洛伦兹力永远跟速度垂直，所以洛由于洛伦兹力永远跟速度垂直，所以洛伦兹力不做功。伦兹力不做功。第17页，本讲稿共25页带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动 质谱仪质谱仪1.垂直射入匀强磁场的带电粒子将做什么运动垂直射入匀强磁场的带电粒子将做什么运动?垂直射入匀强磁场的带电粒子垂直射入匀强磁场的带电粒子,它的初速度和所受的洛伦兹力的方向都跟它的初速度和所受的洛伦兹力的方向都跟磁场方向垂直的平面内磁场方向垂直的平

14、面内,没有任何作用使粒子离开这个平面。所以粒子只能没有任何作用使粒子离开这个平面。所以粒子只能在这个平面内运动，洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直，不对粒子做功，它在这个平面内运动，洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直，不对粒子做功，它只改变粒子运动的方向，而不改变粒子的速率，所以粒子速率是恒定的，这时只改变粒子运动的方向，而不改变粒子的速率，所以粒子速率是恒定的，这时洛伦兹力的大小不变，方向总是与粒子的运动方向垂直，因此带电粒子作匀速洛伦兹力的大小不变，方向总是与粒子的运动方向垂直，因此带电粒子作匀速圆周运动圆周运动2.轨道半径和周期轨道半径和周期第18页，本讲稿共25页例例15如图所示，有四种粒

15、子：电子、质子、中子和如图所示，有四种粒子：电子、质子、中子和粒子以相同粒子以相同的速度由同一点垂直于磁力线射入同一匀强磁场中。如图所示在磁场中形成的速度由同一点垂直于磁力线射入同一匀强磁场中。如图所示在磁场中形成四条轨迹，其中质子的轨迹为四条轨迹，其中质子的轨迹为_。ABCD(B)第19页，本讲稿共25页 例例16初速都是零的质子和初速都是零的质子和粒子，由同一位置经同一电场加速后，垂直进粒子，由同一位置经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比是入同一匀强磁场做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比是 A1 1 B1 2 C1 D 1(C）第20页，本讲稿共25页例

16、例17如图所示，在半径为如图所示，在半径为R的范围内有匀强磁场。一个电子从的范围内有匀强磁场。一个电子从M点点沿半径方向以速度沿半径方向以速度v垂直于磁力线射入磁场，从垂直于磁力线射入磁场，从N点射出时的速度方向偏点射出时的速度方向偏转了转了60。电子从。电子从M运行到运行到N的时间是的时间是 A2R/v B2R/（3v）CR/（3v）D R/（3v）MNvvo（C）第21页，本讲稿共25页例例18有一个宽度为有一个宽度为d，磁感应强度为，磁感应强度为B的有界磁场。当电量为的有界磁场。当电量为q，质，质量为量为m的带电粒子垂直于磁场方向射入磁场时，粒子速率至少为的带电粒子垂直于磁场方向射入磁场

17、时，粒子速率至少为_时，才能穿过磁场。这时粒子穿过磁场所用的时间为时，才能穿过磁场。这时粒子穿过磁场所用的时间为_。B（qdBm、m2qB）第22页，本讲稿共25页例例19.如图所示，在如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并平面并指向纸面外，磁感强度为指向纸面外，磁感强度为B。一带正电的粒子以速度。一带正电的粒子以速度v0从从O点射入磁场，入射点射入磁场，入射方向在方向在xy平面内，与平面内，与x轴正方向的夹角为轴正方向的夹角为。若粒子射出磁场的位置与。若粒子射出磁场的位置与O点点的距离为的距离为l，求该粒子的电量和质量之比，求该粒子

18、的电量和质量之比q/m。OBxy（2V0sin BL）第23页，本讲稿共25页例例20质子和质子和粒子在同一匀强磁场中作半径相同的圆粒子在同一匀强磁场中作半径相同的圆周运动。由此可知质子的动能周运动。由此可知质子的动能Ek1和和粒子的动能粒子的动能Ek2之之比等于比等于 。(1：1）第24页，本讲稿共25页例例21如图所示，在边长为如图所示，在边长为d正方形空腔的范围内，有方向垂直纸面向里、磁感正方形空腔的范围内，有方向垂直纸面向里、磁感应强度为应强度为B的匀强磁场，电子从孔的匀强磁场，电子从孔A沿平行于沿平行于ab边的方向，以各种不同的速边的方向，以各种不同的速率射入磁场。（率射入磁场。（1）电子从）电子从bc边的中点边的中点M射出磁场；（射出磁场；（2）电子从另一个孔）电子从另一个孔c穿穿出。求两种情况下电子运动的速度。设电子质量为出。求两种情况下电子运动的速度。设电子质量为m，带电量为，带电量为-e。（v1=5Bed/4m，v2=Bed/m）第25页，本讲稿共25页