磁场与回旋加速器教案
带电粒子在匀强磁场中的运动之回旋加速器 高中物理选修教案教学设计 人教版
带电粒子在匀强磁场中的运动之回旋加速器微课教学设计【设计思想】“回旋加速器”是带电粒子在电场和磁场中运动的一个具体的综合实例。
本节微课的主要任务讲清楚回旋加速器的优势、工作原理。
本节课采用问题引导的方式，充分调动学生进行分析讨论。
【教学目标】1．了解回旋加速器的基本结构和优势2．理解回旋加速器的设计原理3．提升分析问题的能力【教学重点】回旋加速器工作原理【教学难点】1．加速电场与带电粒子运动周期的同步关系2．带电粒子最大动能和最大速度的影响因素【教学过程】一、引入1．问题导向引入如何获得一个高速带电粒子？学生很容易想到带电粒子在加速电场中加速，回顾分析加速电场的原理，引导学生思考如何获得更高能量？部分学生会想到多级加速器。
这种直线多级加速器的弊端是什么？出示直线加速器图片（北京正负电子对撞机注入器），全长204米。
是否占据太大空间？2．课题引入如何解决直线加速器的的弊端，让粒子不断地进入加速电场，猜测加速器应该具有的结构，利用磁场来控制轨迹，使其多次进入同一个电场。
二、回旋加速器的原理1．加速原理利用动画展示回旋加速器的工作原理，让学生边看边思考D形盒狭缝加的电场能不能是匀强电场？为什么？有什么要求？学生可以通过播放器的暂停、重复多看几遍微课，真正搞清楚回旋加速器的工作原理，细心的学生会观察到狭缝中的电场方向有规律的变化，思考是什么规律，边看边思考粒子的在磁场中运动周期会随着速度变大而变化吗？复习带电粒子在磁场中做圆周运动的周期规律。
2.交变电场的规律讨论加速电压的变化问题，明确加速电压应与粒子运动相配合。
讨论加速电压周期和粒子圆周运动周期的关系，并讨论粒子圆周运动周期的特点。
（通过讨论，最终得到加速电压周期与粒子圆周运动周期相同（同步条件），并且不随速度增大而改变。
）3.展示实际中的回旋加速器通过实物图片让学生真正看到物理规律的具体实践应用，增强学习物理的兴趣三、思考与讨论问题1.粒子速度和运动半径越来越大，那么周期是否会变化？引导学生通过前面的学习找到相应的理论依据来回答这个问题问题2.如果D型盒半径为r，则该加速器能将质量为m，电荷量为q的粒子加速到多大的速度？这个最大速度跟什么因素有关？引导学生学习用理论推导出正确的结论，从而提升解决问题的能力四、思考与拓展思考1。
2019-2020年高中物理 带电粒子在匀强磁场中运动应用《回旋加速器》教学设计 新人教版选修3-1
2019-2020年高中物理带电粒子在匀强磁场中运动应用《回旋加速器》教学设计新人教版选修3-1【设计思想】本节课“回旋加速器”是带电粒子在电场和磁场中运动的一个具体的综合实例。
本节课的主要任务在于提高学生应用所学知识分析解决问题的能力，并在应用过程中加深对电场和洛仑兹力的理解，同时体会科学研究的方法和思想。
因此，本节课采用问题引导的方式，充分调动学生进行分析讨论，让学生如同身临其境地“参与”加速器的“设计”和“改进”，这样能更好地让学生体验并深入理解回旋加速器的设计原理和结构、用途。
【教学目标】1．了解回旋加速器的基本结构，理解回旋加速器的设计原理2．理解回旋加速器加速带电粒子的特点3．通过回旋加速器的设计过程，加深对磁场和电场特点的认识4．经历回旋加速器的设计过程，体会科学研究的方法和思想【教学重点】回旋加速器对带电粒子的加速原理及特点【教学难点】1．加速电场与带电粒子运动周期的同步关系2．带电粒子最大动能和最大速度的影响因素【教学过程】一、引入1．类比情景导入出示一个核桃，如果需要知道它内部是怎样的，需要怎么做？（打开看个究竟，用锤砸开）2．课题引入科学研究也是如此，对于原子核，要深入研究或者让原子核发生反应，也必须用“炮弹”把它轰开。
这样的“炮弹”需要用高能粒子来充当，通常为质子、电子、中子、氦核等。
首先需要解决的问题是，如何获得高能粒子。
二、加速器的实现和改进1．加速原理如何获得高能粒子呢？对于带电粒子来说很容易想到办法，让带电粒子加速。
（带电粒子在电场中加速）带电粒子经过电场加速后，能够获得多大的能量？怎样使这个能量高一些？（ΔE K=qU，提高能量，可以提高加速电压）当初科学家也是这么想的，进行了许多尝试去获得高电压，采用多级变压器，静电发生器等。
但产生高压要受到许多限制，那个年代大概只能到几十万伏，不足以得到所需的高能粒子。
必须考虑其它的办法。
2．加速器的改进科学家们希望能够利用较低的电压，把粒子加速到高能量。
回旋加速器教案
回旋加速器教案一、教学目标1.了解回旋加速器的定义和用途。
2.掌握回旋加速器的工作原理。
3.理解回旋加速器对物质进行加速和研究的意义。
4.能够解释回旋加速器与其他加速器的区别。
5.培养学生的科学实验观察和推理能力。
二、教学内容1.回旋加速器的定义和用途。
2.回旋加速器的工作原理。
3.回旋加速器的应用。
4.回旋加速器与其他加速器的比较。
三、教学过程导入：1.显示图片或视频，引导学生思考：什么是回旋加速器？回旋加速器有什么用途？知识讲解：2.定义和用途：回旋加速器是一种用于将离子或高速粒子加速的装置。
它能够产生高能量的电子、质子、中子等粒子束，用于核物理实验、生物学和医学研究等领域。
例如，回旋加速器被用于产生高能量的正电子和反质子，用于医学成像和放射性疗法。
3.工作原理：回旋加速器利用静电力和磁场力的相互作用，将带电粒子不断加速。
一般来说，回旋加速器由环形磁场和交变电压构成。
当带电粒子进入回旋加速器后，会被磁场束缚在环形轨道上，然后通过交变电压的作用不断加速，最终达到所需的能量。
4.应用：回旋加速器广泛应用于核物理和粒子物理的实验研究中。
例如，回旋加速器可以加速质子和重离子，用于研究原子核的性质和结构。
此外，回旋加速器还可以生产反物质，用于研究宇宙起源和物质构成等问题。
5.比较：与其他加速器相比，回旋加速器具有以下特点：首先，回旋加速器能够加速带电粒子到非常高的能量，远远超过线性加速器的限制。
其次，回旋加速器可以将粒子束稳定地束缚在环形轨道上，使得粒子束的稳定性得到保证。
最后，回旋加速器相对来说比较复杂，建设和维护成本较高。
实践探究：6.学生小组讨论：回旋加速器的工作原理和应用。
7.学生设计实验：利用模拟回旋加速器的装置，观察带电粒子在磁场和电场的作用下的运动轨迹。
8.学生通过实验观察和讨论，总结回旋加速器的工作原理和优点。
知识拓展：总结提高：10.教师总结：回旋加速器是一种重要的科学实验装置，对于物质结构和性质的研究具有重要意义。
高二物理-回旋加速器教案
高二物理－回旋加速器教案一、教学目标：1. 了解回旋加速器的原理和应用。
2. 理解电场、磁场的作用。
3. 掌握离子在回旋加速器中如何加速的过程。
4. 能够计算回旋加速器的磁场强度、电场强度、离子轨道。
二、教学重点：1. 回旋加速器的原理和应用。
2. 电场、磁场的作用。
3. 离子在回旋加速器中的加速过程。
三、教学难点：1. 离子在磁场和电场中的受力情况。
2. 如何确定离子的轨道和速度。
3. 如何设计出符合要求的磁场和电场。
四、教学过程：1. 回旋加速器的工作原理（1）介绍什么是回旋加速器，回旋加速器的工作原理。
（2）通过示意图介绍回旋加速器的结构，包括注入系统、加速器、减速器、探测系统等部分。
2. 离子在磁场和电场中的运动（1）介绍带电粒子在磁场中的受力情况，洛伦兹力的作用。
（2）介绍带电粒子在电场中的受力情况，库仑力的作用。
（3）掌握带电粒子在磁场和电场中的运动轨迹，以及如何计算力和速度。
3. 磁场和电场的设计（1）介绍如何设计符合要求的磁场。
（2）介绍如何设计符合要求的电场。
（3）通过示意图展示磁场和电场的结构和工作原理。
4. 回旋加速器的应用（1）介绍回旋加速器在物理、化学、医学等领域的应用。
（2）通过案例介绍回旋加速器的应用情况，如核物理实验、药物研究、疗法治疗等。
五、教学方法：1. 课堂讲授法。
2. 小组讨论法。
3. 实验法。
4. 视频观看法。
六、教学手段：1. 多媒体课件、视频资料。
2. 教学实验器材。
七、教学评价：1. 课堂练习和考试。
2. 学生提交实验报告和讨论文。
3. 听课笔记和课堂参与度。
回旋加速器教学设计汇总
3.6教学设计——回旋加速器一、教材分析本节内容从学生已经学过的磁场电场知识入手，提出直线加速器的设想，分析不足，进而引出洛伦兹力改变粒子运动轨道利用电场反复加速的回旋加速器，并简单介绍回旋加速器的结构，分析其工作原理。
通过对比多级直线加速器和回旋加速器的优缺点，显示科学发展的规律和发展的方向，强化学生探索意识，激发学生学习兴趣。
二、学情分析学生对电场和磁场的相关知识有了一定的了解，能够通过自己的分析探索带电粒子的加速原理，进而得到回旋加速器的基本构造。
根据本节课内容特点和学生现状，采取探究讨论学习的方法，锻炼学生的探索创新能力、分析解决问题能力，激发学生的学习兴趣，引导学生分析问题，并结合所学知识提出解决问题的方案，最后达到解决问题的目的，让学生体验探索和获得成功的快乐。
三、教学目标1.a. 知道加速器的基本用途；b.知道回旋加速器的基本构造和加速原理。
c.通过情景设置, 培养学分析实际问题、解决实际问题的能力；d.通过师生、生生思维碰撞, 开阔学生, 思维锻炼学生的创新意识. 2.通过问题提出，结合所学知识，引导学生探究，设计新仪器的思路，最后达到知道加速器的基本结构和加速原理的教学目的，3.a.激发学生的学习兴趣；b.体验探究乐趣, 激发创新意识。
四、教学重难点教学重点: 回旋加速器的构造和加速原理；教学难点: 交变电压的变化周期和粒子最大动能和带电粒子在回旋加速器中的运动时间。
五、教学方法教师引导、课堂交流讨论六、教学过程预习任务回顾：1.阅读课本101页至102页回旋加速器相关内容；一、预习情况交流：1.问：如果给你一个核桃，想要知道它里面是怎样的，你会怎么做？答：砸开核桃目的：引导学生了解物理学家在在研究原子核内部结构时，运用的思想是一样的。
原子核被强大的合力束缚在一个极小的空间范围内，若果要研究原子核内部结构，就需要能量很高的带电粒子来砸开原子核的大门，也就是让粒子具有很高的速度2. 如果让带电粒子具有很高的速度，用电场还是磁场给粒子进行加速答；电场追问：为什么不用磁场答：洛伦兹力不做功目的：引导学生回忆左手定则。
高中物理 第5章 磁场与回旋加速器 5.5 探究洛伦兹力教案 沪科版选修31
5.5 探究洛伦兹力1．洛伦兹力磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力。
(1)洛伦兹力的方向：用左手定则判断，伸开左手，拇指跟其余四个手指垂直，且处于同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。
(2)洛伦兹力的大小安培力可以看成是大量的运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，而洛伦兹力则是安培力的微观解释。
洛伦兹力的大小公式为f＝qvB，其中q表示运动电荷的电荷量，v表示电荷的运动速度，B表示磁感应强度。
此公式适用于速度方向跟磁场方向垂直的情况。
预习交流1如图所示，如果在电子射线管上方平行于管轴放置一根载流导线，电流方向如图所示，电子射线将朝什么方向偏转？电流反向后情况如何？想一想：为什么禁止将磁铁靠近正在播放节目的电视机？答案：由安培定则可得导线产生的磁场在导线上方垂直纸面向外，在导线下方垂直纸面向里，再由左手定则可得电子射线向下偏，电流反向后同理可得电子射线向上偏，因为电视显像管应用了电子束磁偏转的道理，所以将磁铁靠近正在播放节目的电视机时磁铁的磁场会影响电子的运动使图像变形。
2．研究带电粒子在磁场中的运动利用阴极射线管实验观察带电粒子在磁场的运动轨迹，让电子束垂直磁场方向进入匀强磁场的空间，将发现阴极射线在匀强磁场中的运动轨迹是圆周，即带电粒子垂直磁场方向进入，在匀强磁场中做匀速圆周运动，向心力由洛伦兹力提供，与速度方向垂直，故洛伦兹力对运动电荷不做功。
3．带电粒子的轨道半径和周期(1)轨道半径：由方程qvB＝2vmr得，r＝mvqB。
在匀强磁场中做圆周运动的带电粒子，它运动的轨道半径跟其运动的速率成正比。
(2)运动周期：由T＝2rqBπ和r＝mvqB得，T＝2mqBπ。
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与它运动的轨道半径、运动的速率无关。
预习交流2带电粒子在匀强磁场中为什么会做匀速圆周运动？答案：带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用，该力与运动速度方向垂直，充当向心力，由于向心力不做功，也就是洛伦兹力对运动电荷不做功，因此它不改变速度的大小，只改变速度的方向，所以运动电荷做匀速圆周运动。
回旋加速器_高二物理教案_模板
回旋加速器_高二物理教案_模板教学目标知识目标1、知道回旋加速器的基本构造和加速原理．2、了解加速器的基本用途．能力目标通过由直线加速器迁移到回旋加速器的教学，培养学生解决实际问题的能力，开阔学生解决问题的思路．情感目标通过介绍我国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机的研制，培养民族自豪感，激发同学们学习科学报效祖国的热情．教学建议教材分析本节重点是回旋加速器的加速原理．在通过前面带电粒子在磁场中的运动规律的学习，学生通过反复习电场的相关知识后在理解本节知识时比较容易，需要强调的是：1、加速电场的平行极板接的是交变电压，且它的周期和粒子的运动周期相同．2、当粒子加速到接近光速时，加速粒子就不可能了．教法建议由于前面已经学习了带电粒子在磁场中的运动规律，因此本节内容在教法上可以通过复习相关的电场知识后在，让学生思考想象加速器的原理，最后得出回旋加速器原理．在讲解时，教师可以通过介绍中国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机的开发以及研制过程，激发学生的民族自豪感，培养学生的爱国主义热情。
教学设计方案回旋加速器一、素质教育目标（一）知识教学点1、知道回旋加速器的基本构造和加速原理．2、了解加速器的基本用途．（二）能力训练点通过由直线加速器迁移到回旋加速器的教学，培养学生解决实际问题的能力，开阔学生解决问题的思路．（三）德育渗透点介绍我国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机，培养民族自豪感，激发同学们学习科学报效祖国的热情．（四）美育渗透点用优美的语言介绍我国高能粒子加速器的构造原理，用严密的推理，解释回旋加速器的工作原理，让学生充分体会物理教学的语言美及推理过程的逻辑美．二、学法引导1、教师通过复习提问法导入，创设物理情境启发学生思考讨论，总结规律．2、学生复习电场知识，积极思考想象，在教师指导下推导，总结回旋加速器的工作原理和规律．三、重点·难点·疑点及解决办法1、重点回旋加速器的加速原理．2、难点加速电场的平行极板接的是交变电压，且它的周期和粒子的运动周期相同．3、疑点当粒子加速到接近光速时，加速粒子就不可能了．4、解决办法应用上节学习的粒子在磁场中运动半径和周期公式，着力讲清回旋加速器加速带电粒子的原理．四、课时安排1课时五、教具学具准备回旋回速器挂图六、师生互动活动设计教师先复习提问电场知识导入，通过设问让学生思考想象出回旋加速器原理，在教师指导下，学生分析、讨论、总结规律，再通过例题讲解加深理解．课外组织学生讨论粒子运动半径不变的加速器原理．七、教学步骤（一）明确目标（略）（二）整体感知本节课讲述带电粒子在磁场中运动在高科技领域中的一个具体运用，首先要引导同学们从直线加速器迁移到回旋加速器，然后分析回旋加速器的加速过程，从而理解它的加速原理，最后比较直线加速器和回旋加速器的优缺点．（三）重点、难点的学习与目标完成过程1、直线加速器我们知道电场可以对带电粒子加速，如果加速电压为u，带电粒子电量为q．带电粒子从静止可加速到能量，由于电压的限制，所以一次加速后粒子获得的能量较小，如何获得较大的能量呢？（让学生充分讨论．）可采取多级加速的办法，经过几次加速后粒子的能量，所以直线加速器可使粒子获得足够大的能量．但它占地面积太大，能否既让带电粒子多次加速，获得较高能量，又尽可能减少占地面积呢？（让学生展开想象）2、回旋加速器利用带电粒子在磁场中作圆周运动的特点，可使带电粒子回旋，为使粒子每经过两极板时都得到加速，极板间需接上一个交变电压，每加速粒子一次，带电粒子运动速率和运动半径都会增加，它运动的周期会变化吗？所接在两极板间的交变电压的周期T等于多少呢？（让学生回答）请同学们讨论：加速粒子的最终能量由哪些因素决定？当带电粒子速度最大时，其运动半径也最大，即，即，再由动能定理得：，所以要提高加速粒子最后的能量，应尽可能增大磁感应强度B和加速器的半径．请同学们课后思考，为什么带电粒子加速后的能量与加速电压无关呢？3、回旋加速器和直线加速器的比较介绍我国正、负电子对撞机．（四）总结、扩展本节课我们学习了回旋回速器的加速原理，希望同学们将来在工作和生活中遇到实际问题时，要开阔思路，注意知识的迁移和综合运用．八、布置作业1、1989年初，我国投入运行的高能粒子加速器可把电子的能量加速到2.8GeV，若每级的加速电压V，需采用几级加速器？九、板书设计一、直线加速器1、单级加速2、多级加速二、回旋加速器1、交变的加速电压周期T2、多次回旋加速后的能量三、直线加速器与回旋回速器比较教学目标1、知道固体分为晶体和非晶体两大类．2、知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别．3、知道晶体有单晶体和多晶体．4、知道一种物质是晶体还是非晶体并不是绝对的．教学建议1、本章教材并没有全面地从力、热、声、光、电等方面讨论固体的性质，只是以分子动理论为基础从固体的结构特点研究了晶体和非晶体的区别，以及晶体中的单晶体和多晶体．2、晶体和非晶体在外形上的区别，要通过观察晶体和非晶体实物，让学生认识，并从而引起学生思考：这是为什么？3、晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点，这是学生初中学过的知识，为了让学生对晶体和非晶体的区别有全面的认识，在这里有必要再一次提出．晶体内部的一些物理性质，表现出各向异性，而非晶体是各向同性的．上述结论，教材是通过实验得出的，学生接受起来一般不会有问题．在教学中也可以举例说明其他物理性质也具有各向异性，如方铅矿在导电性上有明显的各向异性；方解石在光的折射上表现出明显的各向异性．4、讲同一种物质有晶体也有非晶体，可以防止学生在物质存在的形式上产生片面的、绝对化的认识．教学设计方案一、课堂引入：1、教师讲解：通过上一章的学习，我们知道：分子在不停的做无规则的运动，分子之间的的相互作用力使得分子聚集在一起，而分子的无规则运动又使它们分散开来，我们看到自然界中物质的三种状态：液态、气态和固态，便是由于分子的这两种作用而产生的三种不同的聚集状态。
回旋加速器教案
回旋加速器棠湖中学王若彬教学目标：1.通过小组合作学习理解直线加速器的构造及原理。
了解直线加速器的优缺点。
2.通过小组合作学习理解回旋加速器的构造及原理。
并会计算交流电源的周期和带电粒子所能达到的最大速度及最大动能。
3.通过学习，让学生体会团队合作的重要性，并让学生养成勤于动手，勤于动脑的好习惯。
教学重点：回旋加速器所加交流电源的周期，及带电粒子所能达到的最大速度及最大动能。
教学难点：回旋加速器所加交流电源的周期，及带电粒子所能达到的最大速度及最大动能。
教学方法：学生小组合作解决问题，教师总结归纳。
教学过程：一．新课引入教师：提问：1. 为什么我们要制造粒子加速器？2. 常见的粒子加速器种类有哪些？这两个问题布置同学们课前上网查阅资料，并制成PPT，选一个小组代表上来为同学们展示成果。
教师：从同学们展示的PPT中，我们知道了粒子加速器的作用，也见识了形形色色的粒子加速器，那同学们想要了解这些粒子加速器的构造及原理吗？学生：想~~~教师：那好，我们今天就来研究这个问题。
下面请同学们完成学案上课前预习的几个问题。
二．完成课前预习问题，并展示。
课前预习1 如图所示，已知带电粒子质量为m，电荷量为q，两极板间的电压为U，粒子进入极板的初速度忽略不计，求粒子出射时的速度v？思考：由公式可知，对同种带电粒子（m,q相同），当越大，v越大2 当带电粒子垂直进入磁场时，粒子做运动。
由= 可得R=由公式可知，对同种带电粒子（m,q相同），当增大，R增大。
由= 可得T=由公式可知，带电粒子在磁场中运动周期和，，有关，与，无关。
3 洛伦兹力只改变速度的 ，不改变速度的 。
所以要对带电粒子加速只有 。
三． 课中小组合作学习1. 直线加速器教师：由预习可知，要对带电粒子加速，只有电场，而对同一带电粒子，要让它获得更高的速度，只有提高两极板间的电压，但是电压可以无限增大么？答案是否定的，为什么？学生回答。
教师：那同学们想个办法来解决一下这个问题，怎么做？学生：多级加速。
高中物理 第5章 磁场与回旋加速器 探究电流周围的磁场
学案2 探究电流周围的磁场[学习目标定位] 1.了解直线电流、环形电流、通电线圈的磁感线分布，并会运用安培定则判定电流的磁场方向.2.知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说．1820年，丹麦物理学家奥斯特发现通电导线也能使小磁针偏转，揭示了电与磁的联系．一、电流的磁场电流的磁场可以用安培定则(右手螺旋定则)来判定1．直线电流的磁场：用右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．2．环形电流的磁场：环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线．在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直．3．通电螺线管的磁场：通电螺线管外部磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似，也是从北极出来，进入南极．螺线管内中间部分的磁感线跟螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部磁感线连接，形成闭合曲线．长直通电螺线管内中间部分的磁场近似为匀强磁场.二、探究磁现象的本质1821年，安培提出了安培分子电流假说，他认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，分子电流的两侧相当于两个磁极．安培的分子电流假设揭示了磁性的起源，即磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．一、电流的磁场[问题设计]1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围存在磁场，电流周围的磁场具有什么特征？仔细观察实验，说明电流的磁场的特点．(1)让一直导线垂直穿过一块水平硬纸板，将小磁针放置在水平硬纸板各处，接通电源．观察小磁针在各处的指向，分析直线电流的磁感线的特点．(2)用相同的方法研究环形电流磁场的磁感线的分布，也可用细铁屑模拟磁感线的分布，分析其磁感线的特点．(3)用细铁屑模拟通电螺线管的磁感线分布，分析其磁感线的特点．答案见要点提炼．[要点提炼]电流周围的磁感线方向可根据安培定则判断．1．直线电流的磁场：以导线上任意点为圆心的同心圆，越向外越疏．(如图1所示)图12．环形电流的磁场：内部比外部强，磁感线越向外越疏．(如图2所示)图23．通电螺线管的磁场：内部为匀强磁场，且内部比外部强．内部磁感线方向由S极指向N 极，外部由N极指向S极．(如图3所示)图3二、探究磁现象的本质[问题设计]磁铁和电流都能产生磁场，而且通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，它们的磁场有什么联系？答案它们的磁场都是由电荷的运动产生的．[要点提炼]1．安培分子电流假说安培认为，物质微粒内的分子电流使它们相当于一个个的小磁体(如图4)．图42．当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性(如图5甲)；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性(如图乙)．图53．安培分子电流假说说明一切磁现象都是由电荷的运动产生的．一、对安培定则的理解与应用例1如图6所示，a是直线电流的磁场，b是环形电流的磁场，c是通电螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．图6解析根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向里，b中电流方向为逆时针方向，c中螺线管内部磁感线方向向左．答案见解析针对训练如图所示，当开关S闭合后，小磁针处在通电电流的磁场中的位置正确的是()答案 D解析依据安培定则，判断出电流的磁场方向；再根据小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，判知D正确．二、磁感应强度矢量的叠加例2如图7所示，两个完全相同的通电圆环A、B圆心O重合、圆面相互垂直的放置，通电电流相同，电流方向如图所示，设每个圆环在其圆心O处独立产生的磁感应强度都为B0，则O处的磁感应强度大小为()图7A．0 B．2B0C.2B0 D．无法确定解析A通电圆环在O点处产生的磁场由安培定则可知垂直纸面向里，大小为B0，同理由安培定则知B圆环在O点处产生的磁场方向竖直向下，大小也为B0.所以O点合磁场的磁感应强度大小为2B0，选项C正确．答案 C三、对磁现象的本质的认识例3关于磁现象的电本质，下列说法正确的是()A．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的B．根据安培的分子电流假说，在外磁场作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化了，两端形成磁极C．一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用D．磁就是电，电就是磁；有磁必有电，有电必有磁解析永久磁铁的磁场也是由运动的电荷产生的．故A错误．没有磁性的物体内部分子电流的取向是杂乱无章的，分子电流产生的磁场相互抵消，但当受到外界磁场的作用力时分子电流的取向变得大致相同时分子电流产生的磁场相互加强，物体就被磁化了，两端形成磁极．故B正确．由安培分子电流假说知C正确．磁和电是两种不同的物质，故磁是磁，电是电．有变化的电场或运动的电荷就能产生磁场，但静止的电荷不能产生磁场，恒定的电场不能产生磁场，同样恒定磁场也不能产生电场，故D错误．答案BC1．(安培定则的理解与应用)如图8所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是()图8A．①③B．②③C．①④D．②④答案 C解析由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，①正确，②错误．③和④为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出③错误，④正确．故正确选项为C. 2．(安培定则的理解与应用)如图9所示，a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是()图9A．a、b、c均向左B．a、b、c均向右C．a向左，b向右，c向右D．a向右，b向左，c向右答案 C解析小磁针静止时N极的指向与该点磁感线方向相同，如果a、b、c三处磁感线方向确定，那么三枚磁针静止时N极的指向也就确定．所以，只要画出通电螺线管的磁感线如图所示，即可知a磁针的N极在左边，b磁针的N极在右边，c磁针的N极在右边．3．(磁感应强度矢量的叠加)如图10所示，a、b两根垂直纸面的直导体通有大小相等的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b距离相等，要使P点的磁场方向向右，则a、b中电流的方向为()图10A．都垂直于纸面向纸里B．都垂直于纸面向纸外C．a中电流垂直于纸面向外，b中电流垂直于纸面向里D．a中电流垂直于纸面向里，b中电流垂直于纸面向外答案 C解析根据矢量合成可知，a在P点的磁场方向沿aP连线的垂线向上，b在P点的磁场方向沿bP连线的垂线向下，再由安培定则判断得：a中电流垂直于纸面向外，b中电流垂直于纸面向里，C正确．4．(对磁现象的本质的认识)用安培提出的分子电流假说可以解释的现象是()A．永久磁铁的磁场B．直线电流的磁场C．环形电流的磁场D．软铁棒被磁化的现象答案AD解析安培分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出来的，所以选项A、D是正确的；而通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动产生的宏观电流而产生的．分子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的，但产生的原因是不同的，故正确答案为A、D.题组一对安培定则的理解与应用1．如图1所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是()图1A．物理学家伽利略，小磁针的N极垂直转向纸内B．天文学家开普勒，小磁针的S极垂直转向纸内C．物理学家牛顿，但小磁针静止不动D．物理学家奥斯特，小磁针的N极垂直转向纸内答案 D解析发现电流的磁效应的科学家是奥斯特，根据右手螺旋定则和小磁针N极所指的方向为该点磁场方向可知D对；故选D.2．下列各图中，已标出电流及电流磁场的方向，其中正确的是()答案 D解析电流与电流磁场的分布，利用的是右手螺旋定则判断，大拇指指向直导线电流方向，四指指向磁感线方向，因此A、B错；对于螺线管和环形电流中，四指弯曲方向为电流方向，大拇指指向内部磁场方向，故选D.3．如图2所示的螺线管内放置一小磁针，下列判断正确的是()图2A．电源A端为正、B端为负，线圈右端为S极，左端为N极B．电源A端为负、B端为正，线圈右端为S极，左端为N极C．电源A端为负、B端为正，线圈右端为N极，左端为S极D．电源A端为正、B端为负，线圈右端为N极，左端为S极答案 B解析由小磁针N极的指向确定通电螺线管内磁感线的方向为从右向左，再根据安培定则，确定在电源外部电流方向由B指向A，电源B端为正，线圈左端为N极，故B正确．题组二对磁现象的本质的认识4．关于安培分子电流假说的说法正确的是()A．安培观察到物质内部有分子电流存在就提出了假说B．为了解释磁铁产生磁场的原因，安培提出了假说C．事实上物质内部并不存在类似的分子电流D．根据后来科学家研究，原子内电子绕核旋转形成环形电流与安培分子电流假说相符答案BD5．磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是() A．分子电流消失B．分子电流的取向变得大致相同C．分子电流的取向变得杂乱D．分子电流的强度减弱答案 C解析由于高温或猛烈的敲击，会使原来取向一致的分子电流变得杂乱，从而失去磁性，故C选项正确．题组三磁感应强度矢量的叠加6．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图3甲所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺旋管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为()图3A．0 B．0.5B C．B D．2B答案 A解析用双线绕成的螺丝管，双线中的电流刚好相反，其在周围空间产生的磁场相互抵消，所以螺线管内中部磁感应强度为零．7．分别置于a 、b 两处的长直导线垂直纸面放置，通有大小相等的恒定电流，方向如图4所示，a 、b 、c 、d 在一条直线上，且ac ＝cb ＝bd.已知c 点的磁感应强度大小为B1，d 点的磁感应强度大小为B2.若将b 处导线的电流切断，则( )图4A ．c 点的磁感应强度大小变为12B1，d 点的磁感应强度大小变为12B1－B2B ．c 点的磁感应强度大小变为12B1，d 点的磁感应强度大小变为12B2－B1C ．c 点的磁感应强度大小变为B1－B2，d 点的磁感应强度大小变为12B1－B2D ．c 点的磁感应强度大小变为B1－B2，d 点的磁感应强度大小变为12B2－B1答案 A解析 设a 导线在c 点的磁感应强度大小为B ，在d 点的磁感应强度大小为B′. 根据右手螺旋定则有：B1＝2B B2＝B －B′联立两式解得B ＝12B1，B′＝12B1－B2.故A 正确，B 、C 、D 错误．8.如图5所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M 、N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a 、O 、b 在M 、N 的连线上，O 为MN 的中点，c 、d 位于MN 的中垂线上，且a 、b 、c 、d 到O 点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )图5A ．O 点处的磁感应强度为零B ．a 、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C ．c 、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D ．a 、c 两点处磁感应强度的方向不同 答案 C解析 根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解．根据安培定则判断：两直线电流在O 点产生的磁场方向均垂直于MN 向下，O 点的磁感应强度不为零，故A 选项错误；a 、b 两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故B 选项错误；根据对称性，c 、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C 选项正确；a 、c 两点的磁感应强度方向相同，故D 选项错误．。
关于回旋加速器一课的教学设计与反思.
关于回旋加速器一课的教学设计与反思一、教材分析本节课既联系了高一的圆周运动的知识，又承接了带电粒子在电场中加速和在磁场中偏转的运动规律，综合应用以上理论知识对直线加速器和回旋加速器的工作原理进行分析，并对其发明历史背景和应用做了一定的介绍和阐述。
二、学生分析回旋加速器是一种高科技仪器，学生对其原理和应用的的掌握充满期待，且学生对电场和磁场对带电粒子的作用已经有所了解和掌握，由于学生为我校普通班学生，故本节课主要目的是培养学生对物理学习的兴趣和对科学的向往．三、教学目标1．知识与技能①知道回旋加速器的基本构造和加速原理．②了解加速器的基本用途．③通过演示教学培养学对比、类比和综合分析问题的能力2．过程与方法①通过本节教学，使学生能由直线加速器的工作原理逐步迁移到回旋加速器．②通过多媒体展示和教具演示，使学生能够在轻松愉快的环境中直观形象地接受知识．③通过设置的问题，引爆学生思维，展开讨论，在此过程中升华学生的知识和思维．④通过回旋加速器的应用讲解，让学生初步了解现代科技，并在此基础上培养学生的学习兴趣和对科技的憧憬．3．情感、态度和价值观①通过介绍我国的四台加速器和世界最大的加速器，培养民族自豪感和对科学的向往．②通过讲解加速器的工作原理，培养学生分析问题、解决问题的科学严谨的态度．③通过介绍加速器应用，培养学生学习科学，使用科技来解决社会现实问题的态度，并初步形成对社会的责任感，激发同学们学习科学报效祖国的热情．四、重点难点疑点1、重点回旋加速器的加速原理．2、难点①加速电场的平行极板接的是交变电压，且它的周期和粒子的运动周期相同．②两种计算回旋加速器加速后粒子最大动能的表达式的区别与联系．3、疑点直线加速器和回旋加速器哪个更重要．五、教学用具弓箭玩具枪多媒体课件六、教学过程设计教学过程：教师先由宏观“炮弹”的发射介绍引入微观“炮弹”—带电粒子的发射装置加速器；由电场和磁场对带电粒子的作用入手引出直线加速器；由直线加速器遇到的困难再引出回旋加速器；接着重点讲解回旋加速器的工作原理及其相关的一些重要重要知识点；最后介绍加速器应用中的三个方面，从而提升学生的学习兴趣和对科学的向往。
高中物理第5章磁场与回旋加速器5.3探究电流周围的磁场教案2沪科版选修3_120170908339
5.3 探究电流周围的磁场【知识要点】一． 安培力1、磁场对电流的作用力叫做安培力。
（1）大小计算：当L ∥B 时，F= 。
当L ⊥B 时，F= 。
（此时安培力最大）①L 是有效长度：弯曲导线的有效长度等于两端点所连直线的长度；相应的电流方向，沿L 由始端流向未端．因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L ＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零．②公式的适用条件：一般只适用于匀强磁场．若B 不是匀强磁场，则L 应足够短以至可将L 所在处的磁场视为匀强磁场．（2）安培力的方向: 方向判定：左手定则。
安培力的方向一定垂直于B 和I ，即总是垂直于B 、I 所决定的平面。
（注意：B 和I 间可以有任意夹角）【学法指导】 四指指二、判定安培力作用下导体运动方向 常用方法有以下四种：1．电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向．从而判断出整段电流所受作用力方向，最后确定运动方向．例1．如图所示，一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N 极的一端，当线圈内通以图示方向的电流I 时，下列说法中正确的是（ B ）①线圈圆面将有被拉大的倾向 ③线圈将向S 极一端平移②线圈圆面将有被压小的倾向 ④线圈将向N 极一端平移A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④ 例2．如图，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流时，从上往下看，导线的运动情况是（ C ）A ．顺时针方向转动，同时下降B ．顺时针方向转动，同时上升C ．逆时针方向转动，同时下降D ．逆时针方向转动，同时上升2．特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向．3．等效法：环形电流可以等效小磁针，通电螺线管可以等效为条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管．通电螺线管可以等效成多匝的环形电流．例3．用弯曲的导线把一铜片和一锌片相连装在一绝缘的浮标上，然后把浮标放在含有稀硫酸的容器中．设开始放置时，环面的轴线为东西向，放手后，由于地磁场的作用，环面的轴线将会静止在 向上．整个装置如图所示．例4．如图所示，水平放置的条形磁铁N 极的附近悬挂着一个能自由运动的圆形导线线圈，线圈与条形磁铁处在同一竖直平面内，当线圈中通以图示方向的电流时，从上向下看，线圈将（ ）例5．实验表明电流和电流之间也会通过磁场发生相互作用：两条平行的直导线当通以相同方向的电流时，它们相互吸引；当通以相反方向的电流时，它们相互推斥．试解释之．例6．两条通电的直导线互相垂直，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB 是固定的，另一条CD 能自由转动．通以图示方向的直流电后，CD 导线将( B)A ．逆时针方向转动，同时靠近导线ABB ．顺时针方向转动，同时靠近导线ABC ．逆时针方向转动，同时远离导线ABD ．顺时针方向转动，同时远离导线AB4．利用结论法：（1）两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．（2）两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．利用这些结论分析，可以事半功倍．例7．如图所示，在通电长导线的旁边放一个可以自由移动和转动的矩形通电线圈，线圈和导线在同一平面上，它的a 、c 两边和导线平行．试讨论一下线圈各边的受力情况．线圈在磁场中将怎样运动？（远离I 方向运动）【典型例析】例8．如图1所示，垂直折线abc 中通入I 的电流。
回旋加速器
回旋加速器
《回旋加速器》教学设计
一、教材分析
“回旋加速器”是《磁场》一章中“带电粒子在电磁场中运动规律”的典型应用，这部分知识也是高考中的重点和难点。
而且，回旋加速器作为一种高科技的实验设备，学生往往对其怀有浓厚的学习兴趣，有意识的让学生到当今科学的前沿“圣地”去涉足一番，也将有助于他们开阔视野，培养志趣。
二、教学目标
知识与技能：了解回旋加速器的基本结构，理解它的工作原理，并能解决粒子在电磁场中运动的相关问题。
过程与方法：学生通过体验自主设计回旋加速器的过程，提高学生应用物理知识分析、解决实际问题的能力。
情感态度与价值观：在学生自主设计回旋加速器的过程中，体验成功的乐趣，激发学生的思维状态，培养学生的创新意识；并通过介绍我国在高能粒子研究领域的成就，增强学生的民族自豪感、培养学生的爱国热情。
三、教学重难点
1、重点：了解回旋加速器的基本结构，理解它的工作原理。
2、难点：利用物理知识逐步探究设计回旋加速器的过程。
四、教学方法
新课程标准把探究式学习提到了学习方式的核心地位高度，但如何在教学中实现这种转变是能否落实这一课程理念的重要问题。
本节课教材的编写是平铺直叙的介绍回旋加速器的原理和结构，回旋加速器虽然是一种高科技的实验设备，但其原理和结构并不复杂，学生完全有能。
回旋加速器 教案
回旋加速器 教案一、教学目标1．知道回旋加速器的基本构造及工作原理2．知道回旋加速器的基本用途。
3．能解决有关回旋加速器的问题。
4．通过研究讨论使学生体会到成功的快乐。
二、重点、难点分析回旋加速器的工作原理是本节课的教学重点， 解决有关加速器的问题是教学的难点。
三、教 具：计算机、投影仪、多媒体课件四、教 法：讨论与讲解相结合、多媒体辅助教学五、课时安排：1课时六、教学过程（一）引入新课在现代物理学中，为了进一步研究物质的微观结构，需要用能量很高的带电粒子去轰击原子核。
为了使带电粒子获得如此高的能量，就必须设计一个能给带电粒子加速的装置----加速器。
（二）进行新课教师提出问题：讨论：使一个小金属球获得较大的速度，怎么办？点评：学生会设计出多种方案。
①如图1，根据动能定理：221mv mgH = gH v 2= 所以H 越大，速度也就越大。
②如图2根据动量定理： Ft=mv ，所以作用在小球上的力越大，，作用时间越长，速度也就越大。
点评：教师对学生的方案要给与肯定，使学生体验到成功的喜悦。
问题1．如何使一个带电的微粒获得速度（能量）？学生回答：利用加速电场给带电粒子加速如图3。
【板书】由动能定理K E W ∆= 221mv qU = m qU v 2= 图 1 图 2 图3问题2.如何使一个带电粒子获得很大的速度(能量)?点评:学生同样会设计出多种方案,如: ①增大加速电压；②使微粒的核质比增大，等等。
问题3.带电粒子一定，即q/m 一定，要使带电粒子获得的能量增大，可采取什么方法？问题4.实际所加的电压，能不能使带电粒子达到所需要的能量？（不能）怎么办？【板书】多级加速投影如图4。
带电粒子增加的动能为)(212132121202n n U U U U q qU qU qU qU m v m v E ++++=+++==-=∆ 分析：方法可行，但所占的空间范围大。
能不能在较小的范围内实现多级加速呢？ 引导学生读书：1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，从而解决了这一问题。
高中物理 第5章 磁场与回旋加速器 1 磁与人类文明 怎样描述磁场导学案 沪科版选修31
第5章磁场与回旋加速器学案1 磁与人类文明怎样描述磁场[目标定位] 1.知道地磁场的特点，了解磁性材料.2.理解磁感线的概念并熟悉几种典型磁场的磁感线分布规律.3.理解磁通量和磁感应强度的概念，并会用磁通量和磁感应强度描述磁场.一、地磁场与磁性材料[问题设计]指南针是我国古代四大发明之一，它对人类航海事业的发展产生了巨大的影响，但在古代指南针为什么指南曾是一个不解之谜，你知道为什么吗？答案因为地球是个大磁体，它对指南针有影响.[要点提炼]1.地磁场地球是一个大磁体，周围的磁场叫地磁场.如图1所示，地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近.图12.磁偏角地磁的两极跟地理的两极并不重合，水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个交角，这个交角叫做磁偏角.3.磁性材料(1)磁化：通过人工的方法使磁性材料获得磁性的过程.退磁(去磁)：被磁化后的磁性材料在一定条件下失去磁性的过程.(2)软磁性材料：磁化后容易退掉磁性的物质.硬磁性材料：磁化后不容易退掉磁性的物质.[延伸思考] 宇宙中的其他天体是否有磁场？答案有些有磁场，有些没有磁场.二、磁场的形象描述[问题设计]在磁场中放一块玻璃板，玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有规则地排列起来，模拟出磁感线的形状，由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的？答案如图所示[要点提炼]1.磁感线：在磁场中画出的一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度的方向一致.(1)磁感线的特点：①磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁感应强度的方向，即小磁针N极受力的方向.②磁铁外部的磁感线从N极指向S极，内部从S极指向N极，磁感线是闭合曲线.③磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线密集处磁场强，磁感线稀疏处磁场弱.④磁感线在空间不相交.2.匀强磁场磁感线的间距相等、相互平行且指向相同的磁场叫匀强磁场.距离很近的两个异名磁极的中间区域的磁场为匀强磁场.3.磁感线和电场线的比较相同点：都是疏密程度表示场的强弱，切线方向表示场的方向；都不能相交.不同点：电场线起于正电荷，终止于负电荷，不闭合；但磁感线是闭合曲线.三、磁场的定量描述[问题设计]若在磁场中垂直于磁场方向有一个面积为S＝1 m2的平面，在磁场强弱不同的情况下，穿过这个平面的磁感线的条数是否相同？该结论说明了什么问题？答案不相同.磁场强时磁感线密，穿过的磁感线的条数多.这说明穿过这个平面的磁感线的条数多少能反映磁场的强弱.[要点提炼]1.磁通量(1)定义：磁场中穿过平面的磁感线的条数叫穿过这个平面的磁通量，用字母Φ表示.(2)单位：国际制单位为韦伯，简称韦，符号是Wb. 1 Wb ＝1 T·m 2.一匝线圈和n 匝同样大小的线圈，当放置方式相同时，磁通量相同.(3)磁通量是标量，但有正负，其正负表示磁感线穿过某一面积的方向与规定的正方向是相同还是相反.若有两个相反方向的磁场穿过某一面积时，则穿过这一面积的磁通量为穿过这一面积的磁感线的“净”条数. 2.磁感应强度(1)定义：垂直穿过某单位面积上的磁通量.其中S 为垂直于磁场方向的平面的面积，若平面与磁场方向不垂直，则S 为垂直于磁场方向的投影面积. (2)表达式：B ＝ΦS(3)方向：磁感应强度是矢量，方向为该点处磁感线的切线方向，也是小磁针静止时N 极的指向.3.磁通量的计算公式：当线圈平面与磁场垂直时，磁通量Φ＝BS ；当线圈平面与垂直于磁场的平面有一夹角θ时，穿过线圈的磁通量为Φ＝BS cos θ.(如图2)图2一、对地磁场的认识例1 关于地磁场，下列叙述正确的是( ) A.地球的地磁两极和地理两极重合B.我们用指南针确定方向，指南针指南的一极是指南针的北极C.地磁的北极与地理的南极重合D.地磁的北极在地理的南极附近解析 地球是一个大磁体，地球的地磁两极与地理两极并不重合，且相对位置在极其缓慢地变化，因此A 、C 错误；因为地磁北极在地理南极附近，因此，指南针指南的一极应是指南针的南极，其实指南针的南北极就是按其指向来命名的，故B 错误，D 正确. 答案 D二、对磁场及磁感线的认识例2 下列关于磁场和磁感线的描述，正确的有( )A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C.磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线解析 磁场具有能量，所以是一种物质，A 正确；磁感线的疏密程度可表示磁场的强弱，磁感线的方向可表示磁场的方向，B 正确；磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从磁铁的北极出发，进入南极；在磁体内部，从南极指向北极，C 错误；用细铁屑在磁铁周围排列出的曲线可以模拟磁感线，但并不是磁感线.没有细铁屑的地方同样可以画出磁感线.故D 错误.故选A 、B. 答案 AB三、对磁通量的认识及计算例3 如图3所示，框架面积为S ，框架平面与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为 .若使框架绕OO ′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为 ；若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为 ；若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化量是 .图3解析 初始位置Φ1＝BS ；框架转过60°角时Φ2＝BS ⊥＝BS cos 60°＝12BS ；框架转过90°角时Φ3＝BS ⊥＝BS cos 90°＝0；若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180°角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即Φ4＝－BS ，所以ΔΦ＝Φ4－Φ1＝(－BS )－BS ＝－2BS .答案 BS 12BS 0 －2BS磁与人类文明 怎样描述磁场 —⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪—地磁场—⎪⎪⎪ —地磁场的特点—磁偏角—磁场的形象描述—磁感线—⎪⎪⎪ —切线方向→磁场方向—疏密→磁场强弱—是假想的，实际上不存在—磁场的定量描述—⎪⎪⎪—磁通量—⎪⎪⎪ —与磁场强弱有关—与线圈放置方式有关—与线圈匝数无关—磁感应强度→反映磁场的强弱和方向1.(对地磁场的认识)地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的.以上关于地磁场的描述正确的是( ) A.①②④ B.②③④ C.①⑤ D.②③ 答案 D解析 地面上小磁针静止时，南极应指向地磁场的北极，①错；地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，②对；只有在赤道附近地磁场的方向和地面才平行，③对，⑤错；地磁场方向在北半球斜向下方，在南半球斜向上方，④错.故正确答案为D. 2.(对磁场及磁感线的认识)关于磁感线和电场线，下列说法正确的是( ) A.磁感线不是闭合曲线，起始于N 极，终止于S 极 B.电场线起始于负电荷，终止于正电荷C.电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线D.空间某处磁感线、电场线分布越密集，表示该处磁感应强度、电场强度越大 答案 D解析 磁感线是闭合曲线，A 错；电场线起始于正电荷，终止于负电荷，B 错；电场线和磁感线都不是电场和磁场中实际存在的线，C 错.故选D.3.(对磁通量的认识及计算)下列关于磁通量和磁感应强度的说法正确的是( ) A.磁感应强度的大小与磁通量成正比 B.磁感应强度的大小取决于磁场本身C.穿过垂直于磁感应强度方向某面积的磁感线条数等于磁感应强度D.当平面跟磁场方向平行时，穿过这个平面的磁通量必为零答案BD4.(对磁通量的认识及计算)如图4所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面.若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )图4A.πBR2B.πBr2C.nπBR2D.nπBr2答案 B解析磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为πr2，并非πR2，故B项对.题组一对磁现象及地磁场的认识1.磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是( )A.磁体的吸铁性B.磁极间的相互作用规律C.电荷间的相互作用规律D.磁场对电流的作用原理答案 B解析军舰被地磁场磁化后变成了磁体，当军舰靠近水雷时，对控制引爆电路的小磁针有力的作用，使小磁针转动引爆水雷.B项正确.2.以下关于地磁场的说法中正确的是( )A.地磁场是地球的盾牌，起着保护地球上生命的作用B.地磁场的N极在地理位置的南极附近，但不与南极重合C.地磁场的方向会随时间的流逝而缓慢变化D.在行星中，只有地球有磁场答案ABC解析宇宙中射向地球的高能粒子流如果不受阻碍地射到地球上，会杀死地球上的生命体，正是由于地磁场的保护，使得大量的粒子被偏转，人类和其他生命才得以延续，故A项正确.地磁场的N极在地理南极附近，但不与南极重合，有磁偏角，B项正确.地磁场的N、S极的位置会缓慢移动，故C项正确.在行星中，并不是只有地球有磁场，故D项错误.3.关于地球的磁场，下列说法正确的是( )A.在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极B.地磁场的南极在地理北极附近C.地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D.地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的答案BD解析小磁针S极指南是因为地磁的N极在地理的南极附近，A错误.地磁场的两极和地理两极是相反的，B正确.依据地磁场的空间分布，只有赤道上的磁场方向和地面平行，C错误.地球的磁偏角在地球上的不同地点是不同的，地球两磁极的位置也是变化的，D正确.故选B、D.题组二对磁感线的认识4.关于磁感线的描述，下列说法中正确的是( )A.磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B.磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的C.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D.两个磁场叠加的区域，磁感线就一定相交答案 A解析磁感线上每一点的切线方向表示磁场方向，即小磁针静止时北极所指的方向，所以A 正确；磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一组有方向的闭合曲线，实际上并不存在，细铁屑可以显示出其形状，但那并不是磁感线，B错；磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱，磁感线是假想的人为画出的曲线，两条磁感线的空隙处也存在磁场，C错；磁感线不相交，D错.5.关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是( )A.磁感线是闭合曲线，而电场线不是闭合曲线B.磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C.磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D.磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向答案 A解析A选项是两种场线的基本特点，A对.只有匀强磁场和匀强电场才满足B选项，B不对.磁感线既然是闭合的就无起点和终点，C不对.它们的疏密程度均反映场的强弱程度，D不对.应选A.题组三对磁通量、磁感应强度的认识6.下列关于磁感应强度方向的说法中，错误的是( )A.磁感线上某点的切线方向就是该点磁感应强度的方向B.某处磁感应强度的方向就是该处小磁针静止时北极所指的方向C.磁感应强度是个标量，没有方向D.某处磁感应强度的方向就是某处磁场的方向答案 C解析磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同， A正确.如果在磁场中某点放入小磁针，小磁针静止时N极所指的方向就是该点磁感线的切线方向，也就是该点的磁感应强度的方向，B正确.磁感应强度是矢量，有大小也有方向，C错误.磁感应强度是表示磁场大小和方向的物理量，所以某处磁感应强度的方向就是某处磁场的方向，D正确.7.关于磁通量，下列说法中正确的是( )A.磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量B.磁通量越大，磁感应强度越大C.穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D.磁通量就是磁感应强度答案 C8.关于磁通量，下列叙述正确的是( )A.在匀强磁场中，穿过一个平面的磁通量等于磁感应强度与该平面面积的乘积B.在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大C.把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M处的磁感应强度一定比N处大D.同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大答案 D解析在匀强磁场中，穿过一个平面的磁通量等于磁感应强度与该平面在垂直于磁场方向的投影面积的乘积，线圈的面积大，投影面积不一定大，磁通量不一定大，故A、B错；磁感应强度的大小取决于磁场本身，与线圈在此处的磁通量的大小无关，C错；同一线圈放在磁感应强度大处，磁通量可能是零，D对.9.如图1所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁体N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ下落到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，线圈中的磁通量( )图1A.是增加的B.是减少的C.先增加，后减少D.先减少，后增加答案 D10.如图2所示的磁场中竖直放置两个面积相同的闭合线圈S 1(左)、S 2(右)，由图可知穿过线圈S 1、S 2的磁通量大小关系正确的是( )图2A.穿过线圈S 1的磁通量比较大B.穿过线圈S 2的磁通量比较大C.穿过线圈S 1、S 2的磁通量一样大D.不能比较 答案 A解析 线圈S 1处的磁感线密集，磁感应强度大；线圈S 2处的磁感线稀疏，磁感应强度小，由Φ＝BS 可知，穿过线圈S 1的磁通量比较大，选项A 正确.11.如图3所示是等腰直角三棱柱，其平面ABCD 为正方形，边长为L ，它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B 0，则下列说法中正确的是( )图3A.穿过ABCD 平面的磁通量大小为B 0L 2B.穿过BCFE 平面的磁通量大小为22B 0L 2 C.穿过ADFE 平面的磁通量大小为零 D.穿过整个三棱柱的磁通量为零答案 BCD解析 根据Φ＝BS ⊥，因此通过ABCD 平面的磁通量Φ＝B 0L 2cos 45°＝22B 0L 2，A 错误；平面BCFE ⊥B 0，而BC ＝L ，CF ＝L cos 45°＝22L ，所以平面BCFE 的面积S ＝BC ·CF ＝22L 2，因而Φ＝B 0S ＝22B 0L 2，B 正确；平面ADFE 在B 0的垂直方向上的投影面积为零，所以穿过的磁通量为零，C 正确；若规定从外表面穿入三棱柱的磁通量为正，那么由三棱柱内表面穿出时的磁通量就为负，而穿入三棱柱的磁感线总与穿出的磁感线相等，因此穿过整个三棱柱的磁通量为零，D 正确.故选B 、C 、D.12.如图4所示，一个单匝线圈abcd 水平放置，面积为S ，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，当线圈以ab 边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？图4答案BS 2 BS2解析 当线圈分别转过30°和60°时，线圈平面在垂直于磁场方向的有效面积相同，都有S ⊥＝S 2，所以磁通量相同，都等于BS 2.13.边长为10 cm 的正方形线圈，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面夹角θ＝30°，如图5所示，磁感应强度随时间的变化规律为：B ＝2＋3t (T)，则在第1 s 内穿过线圈的磁通量变化量ΔΦ为多大？图5答案 1.5×10－2Wb 解析 t ＝0时，B 0＝2 Tt ＝1 s 时，B 1＝(2＋3×1)T＝5 T由Φ＝BS ⊥得：ΔΦ＝ΔBS sin 30°＝(B 1－B 0)L 2sin 30°＝(5－2)×0.12×12Wb ＝1.5×10－2Wb.。
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《磁场与回旋加速器》复习
【教学目标】
学生通过自主学习和教师的讲解，已经对本章内容有了一个大体的认识，本节课最重要的任务是通过复习本章学过的知识，使学生对本章有一个更全面的认识，再进一步认识的基础上掌握本章内容。
【教学重难点】
通过复习掌握本章知识结构，把握基本内容
【教学方法】
讲练结合
【教学仪器】
教师自制多媒体课件
【教学过程】
✧复习导入
通过前面的学习，我们对磁场已经有了一个较为全面的人识，为了更好的把握本章的知识结构，是我们对本章的认识更为深刻，这节课我们来进行复习。
✧复习
一、本章知识要点：（投影）
1．掌握电流的磁场，会用安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管产生的磁场方向．
2．理解磁场、磁感应强度、磁感线等概念．
3．知道磁感线的特点并能与电场线进行比较．
4．知道磁场对电流的作用力（安培力）与磁感应强度，电流以及导线的长度有关，且知道它们之间的定量关系，能够进行相关计算；会用左手定则确定导线的受力方向．
5．知道磁场对运动电荷的作用力（洛伦兹力）与磁感应强度，运动速度有关，且知道它们之间的定量关系，能够进行相关计算；会用左手定则确定运动电荷的受力方向．
6．能够运用所学知识解决速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等简单的实际
问题．
二、知识归纳：（课前预习）
1．磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互，异名磁极相互．磁铁能吸引、、等金属．
Ｉ2．磁极间的相互作用是通过而发生的．
3．通电导线的周围存在磁场是由丹麦物理学家发现的．
如图，当导线中通有图示的电流时，小磁针Ｎ极将向转动．
4．磁感线与电场线的联系与区别：
5．安培定则是用来判断
方向与
方向之间的关系．具体做法是：用右手握住通电直导线，让伸直的大拇指的指向跟
的方向一致，则弯曲的四指所指的方向表示
的环绕方向．而在判断环形电流的磁感线与电流方向的关系时，右手弯曲的四指和
方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上的
方向．
6．磁场的强弱和方向用 来描述，它是矢量，它的方向规定为 ，它的定义式为 。
7．磁场对电流的作用力（安培力）大小为F ＝BIL （注意：L 为有效长度，电流与磁场方向应（ ）．Ｆ的方向可用 定则来判定．当电流与磁场方向平行时，安培力等于 ．
试判断下列通电导线的受力方向．
× × × ． ． ． ． × × × ． ． ．
× × × ． ． ．
× × × ． ． ． ．
试分别判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向．
8．磁场对运动电荷的作用力（洛伦兹力）大小为f ＝qv B （注意：电荷的
速度方向与磁场方向应（ ）．f 的方向可用 定则来判定．当电荷的速度方向与磁场方向平行时，洛伦兹力等于 ．
Ｉ Ｂ
9．当带电粒子垂直进入匀强磁场，只受洛伦兹力作用时，粒子将做运动，运动半径为，运动周期为
10．地球是一个大的磁体，有人认为地球的磁场是由于地球表面带的电和它的自转而产生的，那么你认为地球应该是带何种电荷？
三、本章知识框架
用多媒体课件展示本章的主要内容，引导学生通过阅读课本给出详细的理解得到本章的知识框架。
四、习题
【例1】下列叙述正确的是：
（A）安培假设中的分子电流是不存在；
（B）通电直导线周围的磁场是内部的分子电流产生的；
（C）软铁棒在磁场中被磁化是因为在外磁场作用下，软铁棒中分子电流取向变得大致相同；软铁棒中分子电流取向变得大致相同；
（D）软铁棒在磁场中被磁化是因为棒中分子电流消失
答案：C
【例2】有一小段通电导线，长为1cm，电流强度为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是
（A）B=2T （B）B≤2T （C）B≥2T （D）以上情况均有可能
答案：C
【例3】如图所示，一束带电粒子沿水平方向平行地飞过静
止小磁针的正上方时，磁针的南极向西转动，这一带电粒子
S
束可能是：
（A ）由北向南飞行的正离子束；
（B ）由南向北的正离子束；
（C ）由北向南的负离子束； （D ）由南向北的负离子束。
答案：AD 【例4】如图所示，两个同平面、同圆心放置的金属圆环a 和b ，条形磁铁放在其中，通过两环的磁通量φa 、φb 相比较
（A ）φa >φb （B ）φa <φb （C ）φa =φb （D ）无法确定
答案：B
【例5】如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁N 极附近，磁铁处于
水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心。
线
圈将 （A ）转动同时靠近磁铁
（B ）转动同时离开磁铁
（C ）不转动只靠近磁铁
（D ）不转动只离开磁铁
答案：A
三、小结
本节课主要复习了第五章内容，经过我们细致的学习和本章总结，相信学生已经对本章有了一个整体的认识。