高二物理选修3-1磁场讲义

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高中物理选修3-1课件第三章第1节磁现象和磁场

答案：A
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知识点二对地磁场的理解
1．地磁场的方向地磁N极位于地理南极附近，地磁S极位于地理北极附近，但它们位置的差别不是很大，因此我们一般认为： (1)地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下。 (2)在赤道正上方，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向水平向北。 (3)在南半球，地磁场方向向北偏向上方；在北半球，地磁场方向向北偏向下方。
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第 1 节磁现象和磁场
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核心素养点击
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物理观念
体会磁现象是通过磁场发生的。
了解电流磁效应的发现过程，体会奥斯特实验的科学思维
物理思想和重要意义。
用类比的方法，形成磁场的感念，探究磁场的基科学探究
本性质。
认识到物理学是基于人类有意识的探究而形成科学态度
的对自然现象的描述与解释，并需要接受实践的与责任
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(2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导线有力的作用。
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三、地球的磁场 1．地磁场地球本身是一个磁体，N 极位于地理南极附近，S 极位于_地__理__北__极__附近。自由转动的小磁针能显示出地磁场的方向，这就是指南针的原理。 2．磁偏角 _小__磁__针__的指向与正南方向之间的夹角。 3．太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场。
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2．[多选]下列说法正确的是
()
A．地球是一个巨大的磁体，其N极在地球南极附近，S极

高中物理选修3-1带电粒子在磁场中的运动基础复习讲义教案有答案

基础课2磁场对运动电荷的作用知识点一、洛伦兹力、洛伦兹力的方向和大小1．洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力。

2．洛伦兹力的方向(1)判定方法：左手定则：掌心——磁感线垂直穿入掌心；四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向；拇指——指向洛伦兹力的方向。

(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的平面。

3．洛伦兹力的大小(1)v∥B时，洛伦兹力F＝0。

(θ＝0°或180°)(2)v⊥B时，洛伦兹力F＝q v B。

(θ＝90°)(3)v＝0时，洛伦兹力F＝0。

知识点二、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动。

2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动。

如下图，带电粒子在磁场中，①中粒子做匀速圆周运动，②中粒子做匀速直线运动，③中粒子做匀速圆周运动。

3．半径和周期公式：(v⊥B)[思考判断](1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用。

()(2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直。

()(3)根据公式T＝2πrv，说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比。

(4)由于安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力也可能做功。

()(5)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其运动半径与带电粒子的比荷有关。

()(6)带电粒子在电场越强的地方受电场力越大，同理带电粒子在磁场越强的地方受磁场力越大。

()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×洛伦兹力的特点与应用1．洛伦兹力的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面。

(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化。

(3)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用。

(4)根据左手定则判断洛伦兹力方向，但一定分正、负电荷。

高中物理选修3-1(教科版)《3-1 磁现象和磁场》课件

电与磁之间的相似点
电
←→
磁
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引都有两个极：电荷有正电，负电；磁铁有南极，北极
电与磁之间的联系
1731年，一位英国商人发现雷电过后，刀叉带上了磁性
富兰克林在1751年发现放电可以使缝衣针磁化
奥斯特（丹麦）
深受康德自然哲学的影响
磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生力的作用
四、地磁场
地球周围空间存在的磁场叫地磁场
地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近，但两者并不完全重合，它们之间的夹角称为磁偏角。
知识小结
一、磁现象中的几个概念
磁性：能够吸引铁质物体的性质磁体：具有磁性的物体磁极：磁体上磁性最强的部分叫做磁极磁化：是指使原来不具有磁性的物质获得磁性的过程
定的南北方向
电
←→ 磁
二、电流的磁效应（奥斯特实验）
结论: 通电导线周围存在磁场，
即电流可以产生磁场。
磁场对放入其中的磁体有力的作用
磁体也会对通电导线有作用力（安培研究成果）
磁铁可以驱动通电导线运动
电动机
电流计
磁场对放入其中的通电导线有力的作用
三、磁场
磁场：磁体或电流周围空间存在的一种特殊物质
3.1 磁现象和磁场
zxxk
极光
一、磁现象
磁性：能够吸引铁质物体的性质
磁体：具有磁性的物体
磁极：磁体上磁性最强的部分叫做磁极
南极S 北极N
磁化：是指使原来不具有磁性的物质获得磁性的过程
我国最早对磁石的记载：
世界上最早的磁性定向工具

人教版高中物理选修3-1《32磁感应强度》课件(18张ppt)

答：这种提法不对.因为实验证明，F和 IL的乘积成正比，故比值（F/IL）在磁场中某处是一个恒量，它反映了磁场本身的特性，不随F及IL的变化而变化.
例题
1、下列关于磁感应强度大小的说法中正
确的是（ D ）
A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
D．因为B =F/IL，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比
3、一根导线长0.2m，通过3A的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是 6×10-2N，则该处的磁感应强度B的大小是_____0_.；1T如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是_____0。.1T
如何描述磁场的强弱和方向呢?
电场电荷q 电场力F
F/q表示电场的强弱
电场强度E
磁场磁体磁场力F
电流
描述磁场的强弱和方向
磁场的强弱磁磁感场应强强度度
一、磁感应强度的方向
电场正试探电荷的受力方向
磁场
磁小体磁或针电N极流的受力方向
物理学规定：
小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向，规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向
观察小磁针北极指向→归纳方向
问题：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?
不能.因为N极不能单独存在。小磁针静止时所受的合力为零，因而不能用测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小
问题：磁场不仅能对磁体有作用力, 还对通电导体有作用力.能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱?

高中物理选修3-1磁场复习讲义学生

高中物理选修3-1磁场复习教案一、基本概念 1.磁场的产生⑴磁极周围有磁场。

⑵电流周围有磁场（奥斯特）。

安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。

（不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的。

）⑶变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。

2.磁场的基本性质磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。

这一点应该跟电场的基本性质相比较。

3.磁感应强度 ILFB（条件是匀强磁场中，或ΔL 很小，并且L ⊥B ）。

磁感应强度是矢量。

单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/(A ∙m)=1kg/(A ∙s 2) 4.磁感线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。

磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。

磁感线的疏密表示磁场的强弱。

⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。

⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线：⑷安培地球磁场通电直导线周围磁场通电环行导线周围磁场定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。

5.磁通量如果在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S ，则定义B 与S 的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示。

Φ是标量，但是有方向（进该面或出该面）。

单位为韦伯，符号为W b 。

1W b =1T ∙m 2=1V ∙s=1kg ∙m 2/(A ∙s 2)。

可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。

在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B =Φ/S ，所以磁感应强度又叫磁通密度。

在匀强磁场中，当B 与S 的夹角为α时，有Φ=BS sin α。

二、安培力（磁场对电流的作用力） 1.安培力方向的判定⑴用左手定则。

人教版高中物理选修3-1 第三章第二节磁感应强度教学课件 (共12张PPT)

第三章《磁场》第二节磁感应强度
复习
1、电场的基本性质是什么？
对放入其中的电荷有电场力的作用．
2、磁场的基本性质是什么？
对放入其中的磁体或通电导体有磁场力? 用哪个物理量来描述呢?
（一）磁感应强度的物理意义：
磁感应强度是反映磁场力的性质以及描述磁场强弱和方向的物理量
本节课小结
（一）磁感应强度的物理意义：（二）磁感应强度的方向：（三）磁感应强度的大小：
1、定义 2、定义式： 3、单位： 4、说明：（四）军事应用：电磁炮的原理
思考问题：
怎样研究磁感应强度的方向呢？
（二）磁感应强度的方向
表述1：物理学中规定：小磁针静止时N 极所指的方向即为该点的磁感应强度方向。简称磁场的方向。
表述2：磁场中小磁针N极的受力方向即为该点的磁感应强度的方向。
增加思考
1：改变小磁针的相对位置，它的N极指向是否会改变呢？
2、若放在其他位置小磁针的指向会是怎样的？
2、磁场中的导线越长，作用力越大，磁场中的导线越短，作用力越小。
精确的实验表明
通电导线与磁场方向垂直时，它在磁场中受到的安培力的大小，既与
导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积成正比，用公式表示为F=BIL或B=F/IL.
磁感应强度
1、定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导
3、用条形磁铁吸引铁屑的所显示的形状是怎样的？
（三）磁感应强度的大小思考问题：（学生不需要回答）
N极受力不容易测量，怎么办呢？
引导学生思考问题：
采用控制变量法：进行实验探究 ① 保持导线通电部分的长度不变，
改变电流的大小. ② 保持电流不变，改变导线通电

《磁感应强度知识点讲解》高二物理选修3-1PPT课件

人教版高中物理选修3-1
第三章磁场
第2节磁感应强度
MENTAL HEALTH COUNSELING PPT
讲解人：时间：2020.5.20
课堂导入
怎样认识和描述磁场的强弱呢？
【复习类比】
电场的基本性质是什么？对放入其中的电荷有电场力的作用如何描述电场的强弱和方向？电场强度:试探电荷所受电场力跟电荷量的比值正试探电荷的受力方向规定为电场的方向
积IL的比值叫磁感应强
度.
2.定义式：B F
IL
怎样理解这个物理量？
3.单位：特斯拉（特：T） 1T=1N/(A m)
4.方向：磁感应强度是矢量,方向与该点磁场的方向一致
二、磁感应强度(B)
5.对磁感应强度的理解 (1)在定义式中，通电导线必须垂直于磁场方向放置. (2)磁感应强度反映磁场本身的特性，其值取决于磁场. 与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等都无关. (3)磁感应强度的方向： ①小磁针静止时N极指向——磁感应强度方向． ②无论小磁针是否处于静止状态，其N极受力方向是确定的——即磁感应强度方向．
实验方案设计 1.保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小.
现象：电流越大，导线的偏角越大. 结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越大，导线所受的安培力就越大. 2.保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度. 结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长，导线所受的安培力就越大.
实验探究：磁感应强度的大小
一、磁感应强度的方向
【自学指导一】磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究？
不能.因为N极不能单独存在,小磁针静止时所受合力为零,因而不能用测量N极的受力情况来确定磁感应强度的大小. 引导：磁场除了对磁体有作用力外，还对通电导线有作用力.能否用很小的一段通电导线来检验磁场的强弱呢？

高中物理选修3-1磁场讲义

1、2、3、磁场磁感线磁场磁现象与人类有着密切的联系．例如生活中离不开的、电视、发电机、电动机，现代科学研究中离不开的电流表、质谱仪、计算机、回旋加速器等，都跟磁现象有关．这是因为电现象和磁现象有着密不可分的联系，凡是用到电的地方，几乎都有磁相伴随．磁悬浮与磁悬浮列车把两个磁铁的磁极靠近时，它们之间会产生相互作用的磁力：同名磁极互相推斥，异名磁极互相吸引．磁极之间相互作用的磁力是通过磁场发生的．磁铁在周围的空间里产生磁场，磁场对处在它里面的磁极有磁场力的作用．磁铁并不是磁场的唯一来源．1820年丹麦物理学家奥斯特（1777－1851）做过下面的实验：把一条导线平行地放在磁针的上方，给导线通电，磁针就发生偏转．这说明不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场．电流能够产生磁场，那么电流在磁场中又会怎样呢？把一段直导线放在磁铁的磁场里，当导线中有电流通过时，可以看到导线因受力而发生运动．可见，磁场不仅对磁极产生力的作用，对电流也产生力的作用．电流能够产生磁场，而磁场对电流又有力的作用，那么电流和电流之间自然应该通过磁场发生作用．实验看到,两条平行直导线，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，它们相互排斥．这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．也就是说，电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用．综上所述，我们认识到，磁体或电流在其周围空间里产生磁场，而磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用．这样，我们对磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互作用获得了统一认识，所有这些相互作用都是通过磁场来传递的．磁场的方向磁感线把小磁针放在磁体或电流的磁场中，小磁针因受磁场力的作用，它的两极静止时不一定指向南北方向，而指向另外某一个方向．在磁场中的不同点，小磁针静止时指的方向一般并不相同．这个事实说明，磁场是有方向性的．物理学规定，在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．在磁场中人们可以利用磁感线来形象地描写各点的磁场方向．所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上．实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性质，来显示磁感线的形状．在磁场中放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”．轻敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动，铁屑静止时有规则地排列起来，就显示出磁感线的形状．电流的磁效应图中表示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况．磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来，进入磁铁的南极．图甲表示直线电流磁场的磁感线分布情况．直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上．实验表明，改变电流的方向，各点的磁场方向都变成相反的方向，即磁感线的方向随着改变．直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向(图乙)．图甲表示环形电流磁场的磁感线分布情况．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．环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系，也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向(图乙)．图中表示通电螺线管磁场的磁感线分布情况．螺线管通电以后表现出来的磁性，很像是一根条形磁铁，一端相当于北极，另一端相当于南极．改变电流的方向，它的南北极就对调．通电螺线管外部的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．通电螺线管部具有磁场，部的磁感线跟螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线．通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系，也可用安培定则来判定：用右手握住螺线管．让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致．大拇指所指的方向就是螺线管部磁感线的方向．也就是说，大拇指指向通电螺线管的北极．与天然磁铁相比，电流磁场的强弱和有无容易调节和控制，因而在实际中有很多重要的应用．电磁起重机、、电动机、发电机，以及在自动控制中得到普遍应用的电磁继电器等．都离不开电流的磁场．在磁场中也可以用磁感线的疏密程度大致表示磁感应强度的大小．在同一个磁场的磁感线分布图上，磁感线越密的地方，表示那里的磁感应强度越大．这样，从磁感线的分布就可以形象地表示出磁场的强弱和方向．如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场．匀强磁场是最简单但又很重要的磁场，在电磁仪器和科学实验中有重要的应用．距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管部的磁场，除边缘部分外，都可认为是匀强磁场．4 安培力磁感应强度磁场不仅有方向性，而且有强弱的不同．我们怎样来表示磁场的强弱呢？与电场强度类似，研究磁场的强弱，我们要从分析电流在磁场中的受力情况着手，找出表示磁场强弱的物理量．磁场对电流的作用力通常称为安培力．这是为了纪念法国物理学家安培（1775－1836），他研究磁场对电流的作用力有杰出的贡献．安培力的大小磁感应强度实验表明：把一段通电直导线放在磁场里，当导线方向与磁场方向垂直时，电流所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向一致时，电流所受的安培力最小，等于零；当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介于最大值和最小值之间．通电导线长度一定时，电流越大，导线所受安培力就越大；电流一定时，通电导线越长，安培力也越大．精确的实验表明，通电导线在磁场受到的安培力的大小，既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积IL成正比，用公式表示为F＝BIL，上两式中的比值B有什么物理意义呢？在不同的蹄形磁铁的磁场中做上述实验，将会发现：在同一磁场中，不管电流I、导线长度L怎样改变，比值B总是确定的．但是在不同的磁场中，比值B一般是不同的．可见，B是由磁场本身决定的．在电流I、导线长度L相同的情况下，电流所受的安培力F越大，比值B越大，表示磁场越强．因而我们可以用比值B表示磁场的强弱，叫做磁感应强度．在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度．在上述实验中，导线所在处蹄形磁铁两极间的磁场强弱是处处相同的．但是，像电场一样，磁场中不同位置处的磁场强弱一般是不同的．两个条形磁铁的磁极离得较远时，磁力很小，让它们逐渐靠近，你会感到磁力在增大．这说明，离磁极远近不同位置处，磁场的强弱是不同的．在这种磁场中，我们仍然可以用上述方法研究磁场，只是此时要用一段特别短的通电导线来研究磁场的强弱．当通电导线的长度很短时，用上述方法定义出的磁感应强度就是导线所在处的磁感应强度．磁感应强度B的单位是由F．I和L的单位决定的．在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T，地面附近地磁场的磁感应强度大约是0.3×10-4T～0.7×10-4T，永磁铁的磁极附近的磁感应强度大约是10-3T～1T，在电机和变压器的铁芯中，磁感应强度可达0.8T～1.4T．磁场还具有方向性，我们把磁场中某一点的磁场方向定义为该点磁感应强度的方向，这样磁感应强度这一矢量就可以全面地反映出磁场的强弱和方向了．引入了磁感应强度的概念，由公式F＝BIL知道，在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下．电流所受的安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线长度L三者的乘积．在非匀强磁场中，公式F＝BIL适用于很短的一段通电导线，这是因为导线很短时，它所在处各点的磁感应强度的变化很小，可近似认为磁场是匀强磁场．安培力的方向安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面．通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手．使大拇指跟其余四个手指垂直．并且都跟手掌在一个平面，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．*通电导线方向与磁场方向不垂直时的安培力如果通电导线方向不跟磁场方向垂直，如何计算电流受到的安培力呢？当通电导线方向与磁场方向有一个夹角θ时，我们可以把磁感应强度B分解为两个分量：一个是跟通电导线方向平行的分量B1＝Bcosθ，另一个是跟通电导线方向垂直的分量B2＝Bsinθ．B1与通电导线方向平行，对电流没有作用力，电流受到的力是由B2决定的，即F＝ILB2．将B2=Bsinθ代入上式，得到F＝ILBsinθ．这就是通电导线方向与磁场方向成某一角度时安培力的公式．公式F＝BIL是上式θ＝90°时的特殊情况．这时安培力的方向又如何判定呢？我们仍旧可以用左手定则来判定安培力的方向，只是这时磁感线是倾斜进入手心的．磁通量在电磁学里常常要讨论穿过某一个面的磁场，为此需要引入一个新的物理量棗磁通量．设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S，我们定义磁感应强度B与面积S的乘积，叫作穿过这个面的磁通量，简称磁通．如果用Ф表示磁通量，则有Ф=BS．磁通量的意义可以用磁感线形象地加以说明．我们知道在同一磁场的图示中，磁感线越密的地方，也就是穿过单位面积的磁感线条数越多的地方，磁感应强度B越大．因此，B越大，S越大，穿过这个面的磁感线条数就越多，磁通量就越大．如果平面跟磁场方向不垂直，我们可以作出它在垂直于磁场方向上的投影平面．从图中可以看出，穿过斜面和投影面的磁感线条数相等，即磁通量相等．因此，同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，穿过它的磁感线条数最多，磁通量最大．当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，即穿过的磁通量为零．在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb．1Wb＝1T·1m2．积的磁通量，因此常把磁感应强度叫做磁通密度，并且用Wb/m2作单位．电流表的工作原理电流表是测定电流强弱和方向的电学仪器．实验时经常使用的电流表是磁电式仪表．这种电流表的构造是在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针．线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈．蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行．当电流通过线圈的时候，线圈上跟铁柱轴线平行的两边都受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转动．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动角度的增大而增大．当这种阻碍线圈转动的力矩增大到同安培力产生的使线圈发生转动的力矩相平衡时，线圈停止转动．磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也就越大．因此，根据指针偏转角度的大小．可以知道被测电流的强弱．当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变．所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向．磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安），如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏．这一点我们在使用时一定要特别注意．5 磁场对运动电荷的作用磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的．由此自然会想到：这个力可能是作用在运动电荷上的，而作用在通电导线上的安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现．从阴极发射出来的电子束，在阴极和阳极间的高电压作用下，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示出电子束运动的径迹．实验表明，在没有外磁场时，电子束是沿直线前进的．如果把射线管放在蹄形磁铁的两极间，荧光屏上显示的电子束运动的径迹就发生了弯曲．这表明，运动电荷确实受到了磁场的作用力，这个力通常叫做洛仑兹力．荷兰物理学家洛仑兹（1853－1928）首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点，为纪念他，人们称这种力为洛仑兹力．洛仑兹力的方向洛仑兹力的方向也可用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，且处于同一平面，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，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仑兹力的方向．运动的负电荷在磁场中所受的洛仑兹力，方向跟正电荷相反．洛仑兹力的大小现在来确定洛仑兹力的大小．有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动的平均速率为v,导线中的电流为I＝nqvS．这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中所受的安培力F安＝ILB＝（nqvS）LB．安培力F安可以看作是作用在每个运动电荷上的洛仑兹力F的合力．这段导线中含有的运动电荷数为nLS,F=qvB．上式中各量的单位分别为N、C、m/s、T．*v与B不垂直时的洛仑兹力如果导线不是垂直地放入磁场，这时安培力的公式是F安=ILBsinθ．重复上面的推导过程可得F=qvBsinθ．公式F=qvB是F=qvBsinθ在θ＝90°时的特殊情况．这时的洛仑兹力的方向仍用左手定则来判定，只是此时磁感线是斜着穿入手心的．运动电荷在磁场中受到洛仑兹力的作用，运动方向会发生偏转．这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义．从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线．这些高能离子流，如果都到达地球，将对地球上的生物带来危害．庆幸的是，地球周围存在地磁场，地磁场改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用．6 带电粒子在磁场中的动动运动轨迹垂直射入匀强磁场中的带电粒子，在洛仑兹力F＝qvB的作用下，将会偏离原来的运动方向．那么，粒子的运动径迹是怎样的呢？我们来做下面的实验．实验所用的仪器是一种特制的电子射线管，由电子枪发出的电子射线可以使管的低压水银蒸气（或氢气）发出辉光，显示出电子的径迹．在暗室中可以清楚地看到，在没有磁场作用时，电子的径迹是直线；在管外加上匀强磁场（这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的），电子的径迹就弯曲成圆形．垂直射入匀强磁场的带电粒子，它的初速度和所受洛仑兹力的方向都在跟磁场方向垂直的平面，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运动．洛仑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，所以粒子运动的速率v是恒定的．这时洛仑兹力F＝qvB的大小不变，即带电粒子受到一个大小不变、方向总与粒子运动方向垂直的力，因此带电粒子做匀速圆周运动，其向心力就是洛仑兹力．轨道半径和周期一带电粒子的质量为m，电荷量为q，速率为v，它在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r有多大呢？提供的，所以上式告诉我们，在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子，它的轨道半径跟粒子的运动速率成正比．运动的速率越大，轨道的半径也越大．这个式子告诉我们，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率无关．电场可以对带电粒子施加影响，磁场也可以对运动的带电粒子施加影响，当然，电场和磁场共同存在时对带电粒子也会施加影响．这一知识在现代科学技术中有着广泛的应用．【例题】一质量为m，电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔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的匀强磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上（图16－28）．求：①粒子进入磁场时的速率；②粒子在磁场中运动的轨道半径．解析质谱仪在上图中，如果容器A中含有电荷量相同而质量有微小差别的粒子，根据例题中的结果可知，它们进入磁场后将沿着不同的半径做圆周运动，打到照相底片的不同地方，在底片上形成若干谱线状的细条，叫做质谱线．每一条谱线对应于一定的质量．从谱线的位置可以知道圆周的半径r，如果再已知带电粒子的电荷量q，就可以算出它的质量．这种仪器叫做质谱仪．上图就是质谱仪的原理示意图．利用质谱仪对某种元素进行测量，可以准确地测出各种同位素的原子量．图中所示的是锗的质谱线，在谱线上标出的数字是锗同位素的质量数．质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪首先得到了氖20和氖22的质谱线，证实了同位素的存在．后来经过多次改进，质谱仪已经成了一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．回旋加速器在现代物理学中，人们要用能量很高的带电粒子去轰击各种原子核，观察它们的变化情况．怎样才能在实验室大量产生高能量的带电粒子呢？这就要用一种新的实验设备回旋加速器．我们已经学过，利用电场可以使带电粒子加速．早期制成的加速器，就是用高压电源的电势差来加速带电粒子的．这种加速器受到实际所能达到的电势差的限制，粒子获得的能量并不太高，只能达到几十万到几兆电子伏．为了提高粒子的能量，可以设想让粒子经过多次电场来加速，这倒是一个很合乎道理的想法．但是想实现这一设想，需要建一个很长很长的实验装置，其中包含多级提供加速电场的装置．能不能在较小的空间围让粒子受到多次电场的加速呢？1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地应用带电粒子在磁场中的运动特点解决了这一问题．回旋加速器的工作原理如图所示．放在A0处的粒子源发出一个带正电的粒子，它以某一速率v0垂直进入匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动．经过半个周期，当它沿着半圆弧A0A1到达A1时，在A1A1′处造成一个向上的电场，使这个带电粒子在A1A1′处受到一次电场的加速，速率由v0增加到v1．然后粒子以速率v1在磁场中做匀速圆周运动．我们知道，粒子的轨道半径跟它的速率成正比，因而粒子将沿着半径增大了的圆周运动．又经过半个周期，当它沿着半圆弧A1′A2′到达A2′时，在A2′A2处造成一个向下的电场，使粒子又一次受到电场的加速，速率增加到v2．如此继续下去，每当粒子运动到A1A1′、A3A3′等处时都使它受到向上电场的加速，每当粒子运动到A2′A2、A4′A4等处时都使它受到向下电场的加速，粒子将沿着图示的螺线A0A1A1′A2′A2……回旋下去，速率将一步一步地增大．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T＝2πm/qB跟运动速率和轨道半径无关，对一定的带电粒子和一定的磁感应强度来说，这个周期是恒定的．因此，尽管粒子的速率和半径一次比一次增大．运动周期T却始终不变，这样，如果在直线AA、A′A′处造成一个交变电场，使它也以相同的周期T往复变化，那就可以保证粒子每经过直线AA和A′A′时都正好赶上适合的电场方向而被加速．回旋加速器的核心部分是两个D形的金属扁盒,这两个D形盒就像是沿着直径把一个圆形的金属扁盒切成的两半．两个D形盒之间留一个窄缝，在中心附近放有粒子源．D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大电磁铁的两极之间，磁场方向垂直于D形盒的底面．把两个D形盒分别接在高频电源的两极上，如果高频电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，带电粒子就可以不断地被加速了．带电粒子在D形盒沿螺线轨道逐渐趋于盒的边缘，达到预期的速率后，用特殊装置把它们引出．回旋加速器的出现，使人类在获得具有较高能量的粒子方面前进了一步．为此，1939年劳伦斯荣获了诺贝尔物理学奖．但是，在30年代末期发现，用这种经典的回旋加速器加速质子，最高能量仅能达到20MeV，要想进一步提高质子的能量就很困难了．这是因为．在粒子的能量很高的时候，它的运动速度接近于光速，按照狭义相对论（以后会介绍），这时粒子的质量将随着速率的增加而显著地增大，粒子在磁场中回旋一周所需的时间要发生变化．交变电场的频率不再跟粒子运动的频率一致，这就破坏了加速器的工作条件，进一步提高粒子的速率就不可能了．如果从这一点考。

高中物理人教版选修3-1课件：第三章 1 磁现象和磁场

答案:BC
思悟升华电场和磁场虽然都是场,但它们基本性质是不同的,更不是同一种物质,可以通过其基本性质检验其是否存在。
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/112021/3/11Thursday, March 11, 2021
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磁现象和磁场
目标导航
学习目标
重点难点
1.知道磁性、磁极的概念,知道磁极间的相互作用规律。 2.了解电流的磁效应。了解电流磁效应的发现过程。 3.了解磁场的基本特性。了解地球的磁场。 4.了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。
重点:1.电流的磁效应。 2.磁场概念的形成及对磁场基本特性的理解。难点:1.电流与磁场的联系及对磁场基本特性的理解。 2.地磁场的认识。
(2)磁极周围和通电导体周围都存在着磁场。
4.地球的磁场 (1)地球是一个大磁体:地球的地理两极与地磁两极并不重合,地磁的北极位于地理的南极附近,地磁的南极位于地理的北极附近。 (2)地球的两极和地磁两极并不重合,因此,磁针并非准确地指向南北,其间有一个夹角,这就是地磁偏角,简称磁偏角。磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的。 (3)宇宙中许多天体都有磁场,太阳表面的黑子、耀斑和太阳风等活动都与太阳磁场有关。而火星上不像地球那样有一个全球性的磁场,因此指南针不能在火星上工作。
。2021年3月11日星期四2021/3/112021/3/112021/3/11
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/112021/3/112021/3/113/11/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/112021/3/11March 11, 2021

【最新】高中物理选修3-1课件：3.1磁现象和磁场+课件.ppt

磁极相互吸引，排斥的两者必然都是磁体，吸引时至少有一个是磁体。
钢条甲靠近小磁针时，小磁针自动远离，说明它们相互排斥，则甲一定有磁性。当乙靠近小磁针时，它们相互吸引，这时可能有两种情况：一是乙没有磁性，此时属于磁体与铁磁性物质相互吸引；二是乙有磁性，且与小磁针是异名磁极，此时属于异名磁极相互吸引。
磁悬浮列车
磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。
磁体和通电导体之间的相互作用力是通过什么发生的呢？
磁体和通电导体之间的相互作用力是通过磁场发生的
电流
磁场
磁体
【问题】电流与电流之间是否有力的作用？
视频
swf
结论:同向电流相互吸引。结论:反向电流相互排斥。
电流和电流之间的相互作用力是通过什么发生的呢？
电流和电流之间的相互作用力也是通过磁场发生的
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights.
If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.