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第三章 磁場
課時1 磁現象和磁場
班級 姓名 2008.9.1
知識要點：
1、磁現象
2、電流的磁效應
3、磁場
4、磁性的地球
一、選擇題
1、 鐵棒A能吸引小磁針，鐵棒B能排斥小磁針，若將鐵棒A靠近鐵棒B，則（ ）
A．A、B一定互相吸引
B．A、B一定互相排斥
C．A、B之間可能無磁場力作用
D．A、B可能互相吸引，也可能互相排斥
2、以下說法中正確的是 （　　　）
A．磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產生的
B．電流與電流之間的相互作用是通過電場產生的
C．磁極與電流間的相互作用是通過電場和磁場而共同產生的
D．磁場和電流是同一種物質
3、首先發現電流磁效應的科學家是 （　　　）
A．安培 B．奧斯特
C．庫侖 D．麥克斯韋
4、奧斯特實驗說明了 （ ）
A．磁場的存在
B．磁場具有方向性
C．通電導線周圍存在磁場
D．磁體間有相互作用
5、關于地磁場，下列說法正確的是 （ ）
A．地球是一個巨大的磁體，地磁N極在地理南極附近，S極在地理北極附近
B．地磁場在地表附近某處，有兩個分量，水平分量指向地理北極附近，豎直分量一定豎直向下
C．若指南針放在地心，則它的N極指向地球北極
D．若指南針放在地心，則它的N極指向地球南極
6、下列情況不會形成磁場的是（ ）
A．兩塊帶有相反電荷的平行金屬板之間
B．運動電荷周圍
C．帶有正電荷的絕緣圓盤高速旋轉
D．負電荷在導線內作穩定的定向移動
7、如圖，A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C(包括支架)的總質量為M；B為鐵片，質量為m，整個裝置用軟繩懸掛于O點，當電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，軟繩上的拉力F大小為 ( )
A．F=Mg
B．F<(M+m)g
C．F=(M十m)g
D．F>(M十m)g
二、填空題
8、1820年， 物理學家 首先通過實驗發現通電導體周圍存在 。
9、磁場是磁極、電流周圍存在的一種 ，其基本性質是對放入其中的 、 有力的作用，磁體與磁體之間、磁體與通電導體之間，以及通電導體與通電導體之間的相互作用，都是通過 發生的。
10．隨著“神舟”六號載人飛船成功巡天，華夏兒女的下一個目標是登上月球，關于月球上的物理現象和規律，同學們提出了很多問題和猜想，有關月球有無磁場，同學們提出了自已的猜想和檢驗猜想的實驗方案：
（1）取一小磁針用細線懸掛在月球表面附近，如果它靜止時指向某一方向，則可表明月球周圍存在磁場。
（2）小磁針靜止時，它的N極指向就是“月磁”的北極。
你認為這個實驗方案中有沒有需要改進或改正的地方，如有請改進或改正。
課時2 磁感應強度
班級 姓名 2008.9.2
知識要點
1、磁感應強度的方向
2、磁感應強度的大小
一、選擇題
1、下列說法中不正確的是（ ）
A．電荷在某處不受電場力作用時，該處的電場強度一定為零
B．一小段通電導線在某處不受磁場力作用時，該處的磁感應強度一定為零
C．把一檢驗電荷放在電場中某點時，電荷所受的電場力與其電量的比值叫該點的電場強度
D．把一小段通電導線放在磁場中某處時，該導線所受磁場力與其長度與電流強度乘積之比值叫做該處的磁感應強度
2、關于磁場的方向，下列說法正確的是 （ ）
A．與經過該點的磁感線的切線方向相同
B．與放在該點的小磁針北極受到的磁場力方向相同
C．與放在該點的小磁針靜止時北極所指的方向相同
D．與放在該點的極短的通電導線所受力的方向相同
3、下列關于通電導線在磁場中受到的磁場力的說法，正確的是 （ ）
A．受力的大小只跟磁場的強弱和電流的大小有關
B．如果導線受到的磁場力為零，導線所在處的磁感應強度必為零
C．如果導線受到的磁場力最大，導線必與磁場方向垂直
D．所受磁場力的方向只與磁場的方向有關，與電流的方向無關
4、關于磁場，以下說法正確的是 （ ）
A．電流在磁場中某點不受磁場力作用，則該點的磁感應強度一定為零
B．磁場中某點的磁感應強度，根據公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有關
C．磁場中某點的磁感應強度的方向垂直于該點的磁場方向
D．磁場中任一點的磁感應強度都由磁場本身決定
5、根據磁感應強度的定義式B=F/IL可知，磁場中某點的磁感應強度的大小 （ ）
A．隨著通電導線中電流I的減小而增大
B．隨著IL乘積的減小而增大
C．隨著通電導線所受磁場力F的增大而增大
D．跟F、I、L無關
6、關于磁場力、磁感應強度的有關說法，正確的是 （ ）
A．通電導體不受磁場力作用的地方一定沒有磁場
B．將I、L相同的通電導體放在同一勻強磁場的不同位置且都與磁場方向垂直，受磁場力一定相同
C．磁感線指向磁感應強度減小的方向
D．以上說法都不正確
7、直導線處于足夠大的磁場中，與磁感線成30度角，導線中通過電流為I，為了增大導線所受的安培力，可采用的辦法是（ ）
A、增大電流I
B、增加導線長度
C、使導線在紙內順時針轉30度
D、使導線在紙內逆時針轉60度
8、關于磁感應強度，下列說法正確的是（ ）
A、磁感應強度只是描述磁場強弱的物理量
B、由B=F/IL可知，某處磁感應強度大小與放入該處通電導線的I與L乘積成反比
C、通電導線所受磁場力為零，該處磁感應強度不一定為零
D、放置在磁場中，1m長的導線，通過1A的電流，受到的力為1N，該處的磁感應強度就是1T
9、有一小段通電導線長1cm，電流強度為5A，把它置入磁場中某點，受到的安培力為0.1N，則該點的磁感應強度（ ）
A．B=2T B．B≤2T
C．B≥2T D．以上情況都有可能
二、填空題
10、一根導線長0.2m，通過3A的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是6×10－2N，則該處的磁感應強度B的大小是 T，如果該導線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應強度的大小是 T。
三、計算題
11、在磁感應強度為0.01T的勻強磁場中，有一長0.2m的通電導線，導線中的電流強度為10A，將這條導線與磁場方向垂直放置，那么它將受到多大的磁場力作用？
12、在實驗精度要求不高的情況下，可利用一種叫磁強計的儀器來測量磁感應強度的大小．它的基本原理是：在地磁場中，磁強計的指針（是一根磁針）指向地磁場的水平分量B水平．當待測磁場的磁感應強度Bx與B水平，垂直地作用在磁強計上時，指針將偏轉一個角度θ，已知B水平的值，測出θ，就可以求出Bx．如果已知B水平=0.5×10-4T，θ=60°，求Bx是多大．
課時3 幾種常見的磁場
班級 姓名 2008.9.3
一、選擇題
1、關于磁場和磁感線的描述，不正確的是（ ）
A．磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向就表示該點的磁場方向
B．磁極間的相互作用是通過磁場而發生的
C．磁感線是從磁體的N極指向S極
D．磁感線就是磁場中碎鐵屑排列成的曲線，沒有細鐵屑的地方就沒有磁感線
2、對于磁感線的認識，下列說法中正確的是 （ ）
A．磁場是由磁感線組成的．
B．畫出磁感線的地方一定存在著磁場
C．磁感線上任一點的切線方向就是該點的磁場方向．
D．在有磁場的空間內，任何一點只能畫出一條磁感線．
3、下列關于磁場的說法中正確的是 （ ）
A．磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷產生的
B．永磁體的磁場是由內部電子的運動產生的
C．宏觀電荷的定向運動能產生磁場
D．所有的磁場都是由自由運動的電荷產生的
4、關于磁通量，下列說法中正確的是 （ ）
A．磁通量不僅有大小，而且有方向，所以是矢量
B．磁通量越大，磁感應強度越大
C．過某一平面的磁通量為零，該處磁感應強度不一定為零
D．磁通量就是磁感應強度
5、下列各單位中是磁通量單位的有　　　　　　 　　　 （ ）
A．N·m/A　　B．V·s　　 C．A·m D．Wb·m2　　 E．J/C　 F．T·m2
6、磁場中某區域的磁感線如圖所示．則　　　　　 （ ）
A．a、b兩處磁感應強度大小不等，Ba＞Bb．
B．a、b兩處磁感應強度大小不等，Ba＜Bb．
C．同一小段通電導線放在a處時受力一定比b處時大．
D．同一小段通電導線放在a處時受力可能比b處時小．
7、關于勻強磁場，下列說法中正確的是（ ）
A．勻強磁場里的磁感應線是等間距的平行直線
B．任意改變通電導線在勻強磁場中的方向，它所受到的磁場力的大小不變
C．在勻強磁場中，磁感應強度的大小處處相等
D．在勻強磁場中，磁感應強度的方向處處相同
8、在通電螺線管內部有一點A，通過A點的磁感線方向一定是（ ）
A．從螺線管的N極指向S極
B．放在該點的小磁針北極受力的方向
C．該點的磁感應強度方向
D．放在該點的小磁針的南極受力的方向
9、有一束電子流沿x軸負方向高速運動，如圖所示，電子流在z軸上的P點處所產生的磁場方向是（ ）
A．y軸正方向 B．y軸負方向
C．z軸正方向 D．z軸負方向
10、如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向平行地飛過磁針上方時，磁針的S極向紙外偏轉，這一帶電粒子束可能是（ ）
A．向右飛行的正離子束
B．向左飛行的正離子束
C．向右飛行的負離子束
D．向左飛行的負離子束
11、關于磁場對通電直導線的作用力的大小，下列說法中正確的是（ ）
A．通電直導線跟磁場方向平行時作用力為零
B．通電直導線跟磁場方向垂直時作用力最大
C．作用力的大小跟導線與磁場方向的夾角大小無關
D．通電直導線跟磁場方向斜交或成銳角時肯定有作用力
12、關于磁現象的電本質下列說法中正確的是 ( )
A．有磁必有電荷，有電荷必有磁
B．一切磁現象都起源于電流或運動的電荷，一切磁作用都是電流或運動電荷之間通過磁場而發生的相互作用
C．除永久磁鐵外，一切磁場都是由運動的電荷或電流產生的
D．根據分子電流假設，在外界磁場作用下，物體內部的分子電流取向大至相同時，物體就被磁化，兩端形成磁極
二、填空題
13、面積S=0.5m2的閉合金屬圓環處于磁感應強度B=0.4T的勻強磁場中，當磁場與環面垂直時，穿過環面的磁通量是 ；當金屬圓環轉過90°與環面平行時，穿過環面的磁通量是 。
三、作圖題
14、在各圖中畫出導線中電流方向或通電導線周圍磁感線的方向，其中(a)、(b)為平面圖，(c)為立體圖
(a)
(b)
課時4 磁場對通電導線的作用力（一）
班級 姓名 2008.9.4
知識要點
1、安培力的方向
2、安培力的大小
3、磁電式電流表
一、選擇題
1、關于安培力的說法中正確的是（ ）
A. 通電導線在磁場中一定受安培力的作用
B. 安培力的大小與磁感應強度成正比，與電流成正比，而與其他量無關
C. 安培力的方向總是垂直于磁場和通電導線所構成的平面
D. 安培力的方向不一定垂直于通電直導線
2、如下左圖所示，一位于xy平面內的矩形通電線圈只能繞ox軸轉動，線圈的四個邊分別與x、y軸平行，線圈中電流方向如圖，當空間加上如下所述的哪種磁場時，線圈會轉動起來？（ ）
A. 方向沿x軸的恒定磁場 B. 方向沿y軸的恒定磁場
C. 方向沿z軸的恒定磁場 D. 方向沿z軸的變化磁場

3、如上右圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長直導線，導線與磁鐵垂直，給導線通以垂直紙面向里的電流。用N表示磁鐵對桌面的壓力，用f表示桌面對磁鐵的摩擦力，導線中通電后與通電前相比較（ ）
A. N減小，f=0 B. N減小，f≠0
C. N增大，f=0 D. N增大，f≠0
4、兩條直導線互相垂直，如圖3′-9所示，但相隔一個小距離，其中一條AB是固定的，另一條CD能自由轉動．當電流按圖所示的方向通入兩條導線時，CD導線將（ ）
A、順時針方向轉動，同時靠近導線AB；
B、逆時針方向轉動，同時離開導線AB；
C、順時針方向轉動，同時離開導線AB；
D、逆時針方向轉動，同時靠近導線AB．
5、如圖3′-10所示，一根通有電流I1的長直導線在通有電流I2的矩形線圈的平面內，導線固定，線圈將會出現下列哪種運動？（ ）
A、向著導線轉動； B、向著導線平動；
C、繞軸OO′轉動； D、繞軸NN′轉動．
二、作圖并計算
6．如圖表示放在勻強磁場里通電直導線的幾種情況：磁場B=0.60T，導線長L=50cm，導線中電流I=4A，其它條件見圖．標出圖中各種情況中導線所受安培力的方向，并計算它的大小．
三、計算題
7、如圖所示，邊長分別為ab=3cm，bc=4cm，ac=5cm的直角三角形導線框通以圖示方向的電流，電流大小I=2A，放置于B=1T的勻強磁場中，求各邊所受的安培力及整體所受的安培力．
　
8、如圖所示，將長為50厘米，質量為100克的均勻金屬棒ab的兩端用兩只相同的彈簧懸掛成水平狀態，位于垂直紙面向里的勻強磁場中，當金屬棒中通以0.4安培的電流時，彈簧恰好不伸長，求： (1)勻強磁場的磁感應強度是多大? (2)當金屬棒通過0.2安由a到b的電流時，彈簧伸長1厘米，如果電流方向由b到a而大小不變，彈簧伸長又是多少?
課時5 磁場對通電導線的作用力（二）
班級 姓名 2008.9.6
一、選擇題
1．下圖表示磁感應強度B，電流強度I和磁場對電流的作用力F三者方向的相互關系中，正確的是（ ）
2．三根平行共面的通電長導線都通有穩恒電流，要使它們所受的磁場合力都為零，如圖所示，有可能實現的是（ ）
3．用互相垂直的坐標軸分別表示通電直導線在勻強磁場中受力時，I、B、F三者的方向關系，如圖所示，不正確的是（ ）
4．如圖所示，彈簧秤下掛一條形磁鐵，其中條形磁鐵N極的一部分位于未通電的螺線管內，下列說法正確的是 （ ）
①若將a接電源正極，b接負極，彈簧秤示數減小
②若將a接電源正極，b接負極，彈簧秤示數增大
③若將b接電源正極，a接負極，彈簧秤示數增大
④若將b接電源正極，a接負極，彈簧秤示數減小
A、①② B、①③ C、②③ D、②④
5．一根有質量的金屬棒MN，兩端用細軟導線連接后懸掛于a、b兩點，棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，棒中通有電流，方向從M流向N，如圖所示，此時棒受到導線對它的拉力作用，為使拉力等于零，可以（ ）
A．適當減小磁感應強度
B．使磁場反向
C．適當增大電流強度
D．使電流反向
6．兩根互相平行的長直導線位于圖中紙面內，導線中通有大小相等方向相同的電流，如圖所示，導線a、b所受安培力Fa、Fb的方向是（ ）
A．Fa向左，Fb向右
B．Fa向右，Fb向左
C．兩力都垂直紙面，Fa向里，Fb向外
D．兩力都垂直紙面，Fa向外，Fb向里
7．右圖中的兩個相同的通電導線環同軸平行懸掛在相隔一小段距離，當同時給兩導線環通以同向電流時，兩導線環將（ ）
A.吸引 B.排斥
C.保持靜止 D.邊吸引邊轉動
8．如圖所示，一根長直導線穿過載有恒定電流的金屬圓環的中心且垂直于環的平面，導線和環中的電流方向如圖所示，那么金屬環受到的磁場力為（ ）
A．沿圓環的半徑向外
B．沿圓環的半徑向內
C．水平向左
D．等于零
9．長度為L的直導線，通過的電流為I，放在磁感應強度為B的勻強磁場中，受到的磁場力為F，則（ ）
A．F一定和L、B都垂直，L和B也一定垂直
B．L一定和F、B都垂直，F和B夾角可以是0°和π以內的任意角
C．L一定和F、B都垂直，F和L夾角可以是0°和π以內的任意角
D．F一定和L、B都垂直，L和B夾角可以是0°和π以內的任意角
二、計算題
10、 在傾角為α的光滑斜軌上，置有一通有電流I，長為L，質量為m的導體棒，如圖所示：
（1）欲使棒靜止在斜軌上，所加勻強磁場的磁感應強度B的最小值為多少？方向如何？
（2）欲使棒靜止在斜軌上，且對斜軌無壓力，所加勻強磁場B的大小是多少？方向如何？
11、如圖所示，在同一水平面內的兩導軌相互平行，相距為2m，并處在豎直向上的勻強磁場中，一根質量為3.6kg的金屬棒放在導軌上，當金屬棒中的電流為5A時，金屬棒作勻速運動；當金屬棒中的電流增加到8A時，金屬棒獲得2m/s2的加速度，求磁場的磁感應強度為多大？

磁場對運動電荷的作用力（一）
班級 姓名 2008.9.9
知識要點
1、洛侖茲力的方向和大小
2、電視機顯象管的原理
一、選擇題
1.一個電子穿過某一空間而未發生偏轉，則（ ）
A.此空間一定不存在磁場
B.此空間可能有磁場，方向與電子速度平行
C.此空間可能有磁場，方向與電子速度垂直
D.此空間可能有正交的磁場和電場，它們的方向均與電子速度垂直
2、下列有關帶電粒子運動的說法中正確的是（不計重力）（ ）
A.沿著電場線方向飛入勻強電場，動能一定變化
B.沿著磁感線方向飛入勻強磁場，動能一定變化
C.垂直于電場線方向飛入勻強電場，動能一定變化
D.垂直于磁感線方向飛入勻強磁場，動能一定變化
3．下列說法正確的是 （ ）
A．運動電荷在磁感應強度不為零的地方，一定受到洛倫茲力作用
B．運動電荷在某處不受洛倫茲力的作用，則該處的磁感應強度一定為零
C．洛倫茲力既不能改變帶電粒子的動能，也不能改變帶電粒子的動量
D．洛倫茲力對帶電粒子不做功 （ ）
4．關于帶電粒子所受洛侖茲力f、磁感應強度B和粒子速度v三者之間的關系，下列說法中正確的是（ ）
A、f、B、v三者必定均相互垂直
B、f必定垂直于B、v，但B不一定垂直v
C、B必定垂直于f，但f不一定垂直于v
D、v必定垂直于f，但f不一定垂直于B
５．有關電荷受電場力和洛侖茲力的說法中，正確的是（ ）
A、電荷在磁場中一定受磁場力的作用
B、電荷在電場中一定受電場力的作用
C、電荷受電場力的方向與該處電場方向垂直
D、電荷若受磁場力，則受力方向與該處磁場方向垂直
6．如圖所示，在陰極射線管正上方平行放一通有強電流的長直導線，則陰極射線將 ( )
A．向紙內偏 B．向紙外偏
C．向下偏轉 D．向上偏轉
7．電子以初速v0垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，則 （ ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．磁場對電子的作用力始終不變 B．磁場對電子的作用力始終不做功
C．電子的動量始終不變 D．電子的動能始終不變
二、填空題
8．電子以4×106m/s的速率垂直射入磁感應強度為0.5T的勻強磁場中，受到的磁場力為 N，如果電子射入磁場時的速度v與B的方向間的夾角是180°，則電子所受的磁場力為 N
三、計算題
9、質量為0.1kg的小物塊，帶有5×10－4C的電荷量，放在傾角為30°的絕緣光滑斜面上，整個斜面置于0.5T的勻強磁場中，磁場方向如圖所示。物塊由靜止開動下滑，滑到某一位置時，物塊開始離開斜面（設斜面足夠長，g取10m/s2），問：
物塊帶何種電荷？
物塊離開斜面時的速度為多少？
物塊在斜面上滑行的最大距離是多少？
10、
 磁場對運動電荷的作用力（二）
班級 姓名 2008.9.10
一、選擇題
1、如圖所示，通電豎直長直導線的電流方向向上，初速為υ0的電子平行于直導線豎直向上射出，不考慮電子的重力，則電子開始將（ ）
A．向右偏轉，速率不變 B．向左偏轉，速率改變
C．向左偏轉，速率不變 D．向右偏轉，速率改變
2、帶電粒子（不計重力）可能所處的狀態是（ ）
①在磁場中處于平衡狀態 ②在磁場中做勻速圓周運動
③在勻強磁場中做拋體運動 ④則在勻強電場中做勻速直線運動：
A．、①② B．①③
C．②③ D．②④
3、 在如下勻強電場和勻強磁場共存的區域內，質子不可能沿x軸正方向做直線運動的是( )
B
4、如圖所示，在真空中，勻強電場的方向豎直向下，勻強磁場方向水平（側視圖為垂直紙面向里），三個油滴a、b、c帶等量同種電荷。已知a靜止，b向右勻速運動，c向左勻速運動，比較它們的質量應有( )
A．ma>mb；
B．mb>mc；
C．mc>ma；
D．ma>mc；
5、將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負電的微粒，而從整體來說呈中性)噴射人磁場，磁場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就會聚集電荷，產生電壓．在磁極配置如圖所示的情況下，下列說法中正確的是 ( )
A．金屬板A上聚集正電荷，金屬板B上聚集負電荷
B．金屬板A上聚集負電荷，金屬板B上聚集正電荷
C．金屬板B的電勢UB大于金屬板A的電勢UA
D．通過電阻R的電流方向是由a→b
二、計算題
6、兩塊金屬a、b平行放置，板間存在與勻強電場正交的勻強磁場，假設電場、磁場只存在于兩板間的空間區域。一束電子以一定的初速度v0從兩極板中間，沿垂直于電場、磁場的方向射入場中，無偏轉地通過場區，如圖所示。已知板長l=10cm，兩板間距d=3.0cm，兩板間電勢差U=150V，v0=2.0×107m/s。求：
（1）求磁感應強度B的大小；
（2）若撤去磁場，求電子穿過電場時偏離入射方向的距離，以及電子通過場區后動能增加多少？
（電子所帶電荷量的大小與其質量之比，電子電荷量的大小e=1.60×10—19C）

7、在同時存在勻強電場和勻強磁場的空間中取正交坐標系Oxyz（z軸正方向豎直向上），如圖所示。已知電場方向沿z軸正方向，場強大小為E；磁場方向沿y軸正方向，磁感應強度的大小為B；重力加速度為g。問：一質量為m、帶電量為+q的從原點出發的質點能否在坐標軸（x，y，z）上以速度v做勻速運動？若能，m、q、E、B、v及g應滿足怎樣的關系？若不能，說明理由。
帶電粒子在磁場中的運動（一）
班級 姓名 2008.9.13
知識要點
1、帶電粒子在勻強磁場中的運動
2、回旋加速器
一、選擇題
1、如圖12-29所示，在垂直于紙面向內的勻強磁場中，垂直于磁場方向發射出兩個電子1和2，其速度分別為v1和v2．如果v2=2v1，則1和2的軌道半徑之比r1∶r2及周期之比T1∶T2分別為　 （ ）
A．r1∶r2=1∶2，T1∶T2=1∶2
B． r1∶r2=1∶2， T1∶T2=1∶1
C．r1∶r2=2∶1，T1∶T2=1∶1
D．r1∶r2 =1∶1，T1∶T2 =2∶1
2、如圖12-30所示，ab是一彎管，其中心線是半徑為R的一段圓弧，將它置于一給定的勻強磁場中，磁場方向垂直于圓弧所在平面，并且指向紙外、有一束粒子對準a端射入彎管，粒子有不同的質量、不同的速度，但都是一價正離子（ ）　　　　　　　　　　　　　　　　
A．只有速度大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管
B．只有質量大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管
C．只有質量和速度乘積一定的粒子可以沿中心線通過彎管
D．只有能量大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管
3、在光滑絕緣水平面上，一輕繩拉著一個帶電小球繞豎直方向的軸O在勻強磁場中做逆時針方向的水平勻速圓周運動，磁場方向豎直向下，其俯視圖如圖所示，若小球運動到A點時，繩子突然斷開，關于小球在繩斷開后可能的運動情況，以下說法正確的是…( )
A．小球仍做逆時針勻速圓周運動，半徑不變
B．小球仍做逆時針勻速圓周運動，但半徑減小
C．小球做順時針勻速圓周運動，半徑不變
D．小球做順時針勻速圓周運動，半徑減小
4、一個帶電粒子，沿垂直于磁場的方向射入一勻強磁場，粒子的一段徑跡如圖12-32所示，徑跡上的每一小段可近似看成圓弧．由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小（帶電量不變）．從圖中可以確定（　　　 ）
A．粒子從a到b，帶正電
B．粒子從b到a，帶正電
C．粒子從a到b，帶負電
D．粒子從b到a，帶負電
5、 如圖所示，在垂直紙面向里的勻強磁場的邊界上，有兩個質量和電量相同的正、負離子，從O點以相同的速度射入磁場中，射入方向均與邊界成θ角，若不計重力，則正、負離子在磁場中（ ）
A．運動軌道半徑相同 B．運動時間相同
C．重新回到邊界時速度大小與方向相同 D．重新回到邊界的位置與O點距離相等
二、填空題
6、三個電子分別以、2、3的速度與磁場方向垂直進入同一勻強磁場，它們在磁場中回旋的頻率之比為 ，半徑之比為 ，產生的等效電流之比為 .
7、如圖12-33在x軸的上方（y≥0）存在著垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B．在原點O有一個離子源向x軸上方的各個方向發射出質量為m、電量為q的正離子，速率都為v，對那些在xy平面內運動的離子，在磁場中可能到達的最大x=_ _ __，最大y=__ ___．
8、如圖，ABCD是一個正方形的勻強磁場區域，經相等加速電壓加速后的甲、乙兩種帶電粒子分別從A、D射入磁場，均從C點射出，則它們的速率V甲:V乙＝_____________，它們通過該磁場所用時間t甲:t乙＝______
三、計算題
9、如圖所示，勻強電場方向水平向右，勻強磁場方向垂直紙面向里，質量為m，帶電量為 q的粒子以速度v與磁場垂直，與電場成45°角射入恰能做勻速直線運動．求：電場強度E的大小，磁感應強度B的大小．
10、如圖，真空室內存在勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度的大小
B=0.60T，磁場內有一塊平面感光板ab，板面與磁場方向平行，在距ab的距離
處，有一個點狀的放射源S，它向各個方向發射粒子，粒子的速度都是
，已知粒子的電荷
與質量之比，現只
考慮在圖紙平面中運動的粒子，求
ab上被粒子打中的區域的長度。
帶電粒子在磁場中的運動（二）
班級 姓名 2008.9.14
一、選擇題
1、在回旋加速器中（ ）
A．電場用來加速帶電粒子，磁場則使帶電粒子旋轉
B．電場和磁場同時用來加速帶粒子
C．在確定的交流電源下，回旋加速器的半徑越大，同一帶電粒子獲得的動能越大
D．同一帶電粒子得到的最大動能只與交流電源的電壓大小有關，而與電源的頻率無關
2、如圖所示，在通電直導線下方，有一電子沿平行導線方向以速度v開始運動，則（ ）
　　A．電子將沿軌跡I運動，半徑越來越小
　　B．電子將沿軌跡I運動，半徑越來越大
　　C．電子將沿軌跡II運動，半徑越來越小
D．電子將沿軌跡II運動，半徑越來越大
3、如圖所示，一個帶電粒子（重力不計）在勻強磁場中按圖中軌跡運動，中央是一塊薄金屬板，粒子在穿過金屬板時有動能損失。則( )
A．粒子運動方向是abcde；
B．粒子運動方向是edcba；
C．粒子帶正電；
D．粒子帶負電。
4、質量和帶電量都相同的兩個粒子，以不同的速率垂直于磁感線方向射入勻強磁場中，兩粒子的運動軌跡如圖中①、②所示，粒子的重力不計，下列對兩個粒子的運動速率υ和在磁場中運動時間t及運動周期T、角速度的說法中不正確的是（ ）
A. υ1＜υ2 B. t1＞t2
C. T1＜T2 D.ω1＝ω2
5、如圖，帶電平行金屬板中勻強電場方向豎直向上，勻強磁場方向垂直紙面向里，帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點由靜止滑下，經過1/4圓弧軌道從端點P（切線水平）進入板間后恰好沿水平方向做直線運動，現使帶電小球從比a點稍低的b點由靜止滑下，在經過P點進入板間的運動過程中（ ）
A．帶電小球的動能將會增大
B．帶電小球的電勢能將會增大
C．帶電小球所受洛倫茲力將會減小
D．帶電小球所受電場力將會增大
6、如圖一混合正離子束先后通過正交電場磁場區域Ⅰ和勻強磁場區域Ⅱ，如果這束正離子束流在區域Ⅰ中不偏轉，進入區域Ⅱ后偏轉半徑又相同，則說明這些正離子具有相同的 （ ）
　　A．速度　　　　 B．質量
　　C．電荷　　　　 D．荷質比
二、填空題
7、如圖所示，平行板電容器水平放置，帶電后，兩板之間有一個豎直向下的電場，場強為E，板間加一個磁感應強度為B的水平勻強磁場，一個帶電量為q的粒子沿水平方向射入兩板間，則它的速率應為________，才能勻速通過兩板間的電場和磁場區域．
三、計算題
8、如圖所示，空間分布著圖示的勻強電場E(寬為L)和勻強磁場B，一帶電粒子質量為m，電量為q,(不計重力)從A點由靜止釋放后經電場加速后進入磁場，穿過中間磁場進入右邊磁場后能按某一路徑再返回A點而重復前述過程．求中間磁場的寬度d和粒子的運動周期（虛線為磁場分界線，并不表示有什么障礙物）
9、質譜儀原理如圖所示，a為粒子加速器，電壓為U1；b為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應強度為B1，板間距離為d；c為偏轉分離器，磁感應強度為B2，今有一質量為m，電量為e的電子（不計重力），經加速后，該粒子恰能通過速度選擇器，粒子進入分離器后做半徑為R的勻速圓周運動，求：（1）粒子的速度v；（2）速度選擇器的電壓U2；（3）粒子在磁感應強度為B2磁場中做勻速圓周運動的半徑R。
磁場綜合作業（一）
班 級 姓名 2008.9.18
1．“月球勘探者號”空間探測器運用高科技手段對月球進行了近距離勘探，在月球重力分布、磁場分布及元素測定方面取得了新的成果。月球上的磁場極其微弱,通過探測器拍攝電子在月球磁場中的運動軌跡,可分析月球磁場的強弱分布情況。如圖是探測器通過月球表面①、②、③、④四個位置時，拍攝到的電子運動軌跡照片(尺寸比例相同)，設電子速率相同，且與磁場方向垂直，則可知磁場從強到弱的位置排列正確的是

A. ①②③④ B. ①④②③ C. ④③②① D. ③④②①
2．如圖所示，三根通電長直導線P、Q、R互相平行，垂直紙面放置，其間距均為a，電流強度均為I，方向垂直紙面向里(已知電流為I的長直導線產生的磁場中，距導線r處的磁感應強度B=kI/r，其中k為常數) 。某時刻有一電子(質量為m、電量為e)正好經過原點O，速度大小為v，方向沿y軸正方向，則電子此時所受磁場力為
A．方向垂直紙面向里，大小為
B．方向指向x軸正方向，大小為
C．方向垂直紙面向里，大小為
D．方向指向x軸正方向，大小為
3．如圖所示，光滑的水平桌面放在方向豎直向下的勻強磁場中，桌面上平放著一根一端開口、內壁光滑的試管，試管底部有一帶電小球．在水平拉力F作用下，試管向右勻速運動，帶電小球能從試管口處飛出，關于帶電小球及其在離開試管前的運動，下列說法中正確的是 （ ）
A．小球帶正電
B．小球運動的軌跡是拋物線
C．洛倫茲力對小球做正功
D．維持試管勻速運動的拉力F應逐漸增大
4．.如圖所示，在屏MN的上方有磁感應強度為B的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里．P為屏上的一個小孔．PC與MN垂直．一群質量為m、帶電量為－q的粒子（不計重力），以相同的速率v，從P處沿垂直于磁場的方向射入磁場區域．粒子入射方向在與磁場B垂直的平面內，且散開在與PC夾角為θ的范圍內，則在屏MN上被粒子打中的區域的長度為
A． 　　　
B．
Ｃ．　　
Ｄ．
5．如圖所示，直線MN上方有垂直紙面向外的足夠大的有界勻強磁場區域，磁感應強度為B，正、負電子同時從O點以與MN成300角的相同速度v射入該磁場區域(電子質量為m，電量為e)，經一段時間后從邊界MN射出。求：
(1)它們從磁場中射出時，出射點間的距離；
(2)它們從磁場中射出的時間差。
6．如圖所示，直角三角形abc區域內，有垂直紙面向里的磁場，磁感應強度為B，三角形bc邊長為L，在bc邊中點P有速率不同的帶負電的粒子垂直bc射入并平直進入磁場，粒子的質量為m，帶電量為一q(粒子的重力不計)，求：
(1)從ac邊射山的粒子的速度范圍；
(2)ac邊上有粒子射出的線段長；
(3)從ac邊射出的粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間分別為多少。(可用反三角函數表示)
(sin37°=0．6 cos37°=0．8)
第三章磁場 參考答案
作業001
1、D 2、A 3、B 4、C 5、AD 6、A 7、D
8、丹麥，奧斯特，磁場 9、特殊物質，磁極，通電導線，運動電荷，磁場。
10.（1）應做多次實驗，觀察小磁針是否總是指向某一個方向。
（2）小磁針靜止時，它的N極指向就是“月磁”的南極。
作業002
1、BD 2、ABC 3、C 4、D 5、D 6、B 7、ABD 8、C 9、C 10、0.1，0.1 11、0.02N 12、8.66 ×10－5T
作業003
1、CD 2、BCD 3、ABC 4、C 5、ABF 6、AD
7、ACD 8、BC 9、B 10、AD 11、ABD 12、BD 13、0.2Wb，0 14、電流方向為垂直紙面向外（b）電流為順時針方向（c）磁場方向為：以導線上各點為圓心的圓
作業004
1、C 2、B 3、C 4、Ｄ 5、B 6、方向略．大小為1.2N，0，1.2N，0.6N，1.2N，1.2N，1.2N 7、由F=BIL得Fab=6(10-2N，方向垂直ab向右，Fbc=8(10-2N，垂直bc向上，Fac=1(10-1N垂直ac斜向下，它們的合力為0
8、（1）B=5T （2）彈簧伸長3cm
作業005
1、AC 2、B 3、A 4、B 5、C 6、B 7、A 8、D 9 、D
10、sinа；垂直斜面向上；（2）；垂直紙面向外 11、1.2T
作業006
1、BD 2、AC 3、D 4、Ｂ 5、ＢＤ 6、D 7、BD 8、3.2×10-13 0
9、由左手定則可知物塊帶負電荷。
當物塊離開斜面時，物塊對斜面的壓力等于零，所以有qvB=mgcos30°解得v=3.46m/s
由動能定理得mgsin30°L=mv2/2 解得L=1.2m
10、
作業007
1、A 2、A 3、B 4、AC 5、BC
6、（1）電子進入正交的電磁場不發生偏轉，則滿足

（2）設電子通過場區偏轉的距離為y1
7、解：能
第一種情況：mg>qE,由平衡條件知洛侖茲力f 沿z軸正向，粒子以v沿x軸正向運動由勻速運動易知其條件是：mg－qE=qvB
第二種情況：mgqE－mg=qvB
作業008
1、B 2、C 3、ACD 4、B 5、ACD 6、 1:1:1，1:2:3， 1:1:1
7、2mv/qB，2mv/qB 8、 1:2,2:1 9、√2 mg/qv
10、解答：
粒子帶正電，故在磁場中沿逆時針方向做勻速圓周運動，
用R表示軌道半徑，有 ①
由此得
代入數值得R=10cm
可見，2R>l>R.
因朝不同方向發射的粒子的圓軌跡都過S，由此可知，某一圓軌跡在圖中N左側與ab相切，則此切點P1就是粒子能打中的左側最遠點.為定出P1點的位置，可作平行于ab的直線cd，cd到ab的距離為R，以S為圓心，R為半徑，作弧交cd于Q點，過Q作ab的垂線，它與ab的交點即為P1.
②
再考慮N的右側。任何粒子在運動中離S的距離不可能超過2R，以2R為半徑、S為圓心作圓，交ab于N右側的P2點，此即右側能打到的最遠點.
由圖中幾何關系得
③
所求長度為 ④
代入數值得 P1P2=20cm ⑤
作業009
1、AC 2、A 3、BD 4、C 5、AB 6、AD 7、 E/B
8、解析：由題意，粒子在磁場中的軌跡應關于υ方向的直線對稱，如圖所示，電場中：① ②
由幾何知識：sinθ=R/2R=1/2 所以θ=30o
又R=mυ/qB ③ d=Rsin60o ④
在中間磁場的時間：⑤ 在右邊磁場的時間⑥
由①③④得
9、(1)
作業10
1.A 2. A 3. ABD 4. C
5．(12分)解(1)正、負電子在勻強磁場中圓周運動半徑相同但繞行方向不同，分別作出正、負電子在磁場中運動的軌跡如圖所示。
由 得
R=………………………………(2分)
射出點距離 ………(2分)
所以…………………(2分)
(2)由 得……………………………(2分)
負電子在磁場中運動時間………(1分)
正電子在磁場中運動時間……………(1分)
所以兩個電子射出的時間差 ……(2分)
6.
第一課時? 磁現象和磁場
自主學習
1．磁現象?
能吸引____________的性質叫磁性。具有______的物體叫磁體，磁體中磁性最強的區域叫_______。靜止時指南的磁極叫_________，又叫_________；指北的磁極叫_________，又叫_________。
例1. 金屬棒一端靠近小磁針的南極或北極時，都看到有吸引現象，可斷定這根金屬棒：( )
A．一定是永磁體 B．一定不是永磁體
C．一定是鐵、鈷、鎳類的物質制成的棒 D．.可能是磁體，也可能不是磁體
例2．若把一個條形磁鐵從中間斷開，則斷開后的每一段（ ）
A．只有N極 B．只有S極
C．N、S極都有 D．都沒有磁極
2．電流的磁效應???
演示奧斯特實驗說明______________________。（實驗時直導線應南北放置）
例3．發現電流周圍存在磁場的物理學家是 （ ）
奧斯特 　B．焦耳 C．張衡 D．安培
例4．如圖3-1所示，彈簧秤下掛一鐵球，將彈簧秤自左向右逐漸移動時，彈簧秤的示數（ ）
A．不變 B．逐漸減少
C．先減小再增大 D．先增大再減小
3．磁場
磁體與磁體之間、磁體與通電導體之間、以及通電導體與通電導體之間的相互作用，是通過__________發生的。
例5. 下列關系磁場的說法中，正確的是（ ）
A、磁場和電場一樣，是客觀存在的特殊物質
B、磁場是為了解釋磁極間相互作用而人為規定的
C、磁極與磁極間是直接發生作用的
D、磁場只有在磁極與磁極、磁極與電流發生作用時才產生
4．磁性的地球
（1）磁偏角：地球的________兩極與________兩極之間的交角。
（2）地磁場的N極在___________附近，S極在___________附近
（3）宇宙中許多天體都有磁場，太陽表面的黑子、耀斑和太陽風等活動都與太陽磁場有關。地球的磁場與條形磁鐵的磁場相似，
（4）地磁場的磁感應強度B的水平分量，總是從地理南極指向北極；豎直分量在南半球豎直__________，在北半球豎直__________。
例6. 地球具有磁場，宇宙中的許多天體也有磁場，圍繞此話題的下列說法中正確的是：（ ）
地球上的潮汐現象與地磁場有關
太陽表面的黑子、耀斑和太陽風與太陽磁場有關
通過觀察月球磁場和月巖磁性推斷，月球內部全部是液態物質
對火星觀察顯示，指南針不能在火星上工作
課堂同步
1．下列關于磁場的說法中正確的是（ ）
A．磁體周圍的磁場看不見、摸不著，所以磁場不是客觀存在的
B．將小磁針放在磁體附近，小磁針會發生偏轉是因為受到磁場力的作用
C．把磁體放在真空中，磁場就消失了
D．當磁體周圍撒上鐵屑時才能形成磁場，不撤鐵屑磁場就消失
2．使兩物體（不帶電）靠近但它們不接觸，下列說法中正確的是 （ ）
A．沒有相互作用，兩物體都不是磁體
B．相互吸引，只能有一個是磁體　
C．相互吸引，兩物體都是磁體
D．相互排斥, 兩物體都是磁體
3．如圖3-2所示，a、b、c三根鐵棒中有一根沒有磁性，則這一根可能是（ ）
A．a 　　B．b 　　C．c 　　D．都有可能
4．如圖3-3所示，甲、乙兩個形狀，外表顏色都相同的鐵棒，一根有磁性，一根沒有磁性，下列說法正確的是： （ ）
A．甲能吸住乙，甲有磁性
甲能吸住乙，乙有磁性
甲吸不住乙，乙有磁性
D．甲吸不住乙，甲有磁性

5．有一條形鐵塊，上面的字樣已模糊不清，試用多種方法判定它是否具有磁性。
第二課時 磁感應強度
自主學習
一、磁感應強度的方向
磁感應強度是描述___________________的物理量。
小磁針_________________方向規定為該點的磁感應強度的方向，簡稱磁場方向。
磁感應強度的大小
１、定義：垂直于磁場方向的通電直導線，所受的力與導線的長和電流的乘積的比值叫Ｂ
Ｂ＝____________（適用條件；比值定義法）
磁場中某點磁感應強度的大小與通電導線的受力無關，由磁場本身決定。
通電導線在磁場中的受力不僅與磁感應強度有關，還跟導線的位置取向有關。
２、單位：_____________；１Ｔ＝_____________
例1．磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導線，它的電流強度是2.5 A，導線長1 cm，它受到的安培力為5×10-2 N，則這個位置的磁感應強度是多大？

例2、下列關于磁感應強度大小的說法中正確的是（ ）?
A.通電導線受磁場力大的地方磁感應強度一定大
B.通電導線在磁感應強度大的地方受力一定大
C.放在勻強磁場中各處的通電導線，受力大小和方向處處相同
D.磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受力的大小和方向無關
例3、下列說法中錯誤的是（ ）
A.磁場中某處的磁感應強度大小，就是通以電流I、長為L的一小段導線放在該處時所受磁場力F與I、L的乘積的比值。
B.一小段通電導線放在某處不受磁場力作用，則該處一定沒有磁場。
C.一小段通電導線放在磁場中A處時受磁場力比放在B處大，則A處磁感應強度比B處的磁感應強度大。
D.因為B =F／IL，所以某處磁感應強度的大小與放在該處的通電小段導線IL乘積成反比。
例4、一根導線長0.2m，通過3A的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是6×10-2N，則該處的磁感應強度B的大小是_____T；如果該導線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應強度的大小是_____T。
課堂同步
1．有人根據公式，提出以下看法，其中正確的是 ( )
A．磁感應強度的數值跟通電導線受到的磁場力Ｆ的大小成正比
B．磁感應強度的數值跟通電導線的電流Ｉ成反比
C．磁感應強度的數值跟通電導線的長度Ｌ成反比
D．磁感應強度是表示磁場強弱的物理量，它是客觀存在的，它與外加導線的長度、電流的強弱和受力情況均無關
2.磁場中任一點的磁場方向為 ( )
A. 小磁針受磁場力的方向
B．小磁針北極受磁場力的方向?
C. 小磁針南極受磁場力的方向?
D．通電導線在該處所受磁場力的方向相同
3．下列說法正確的是（ ）
A．電荷處在電場強度為零的地方，受到的電場力一定為零
B．一小段通電導線放在磁感應強度為零的地方，受到的磁場力一定為零
C．一小段通電導線在某處不受磁場力的作用，則該處磁感應強度為零
D．電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強度為零
4．關于磁感應強度，下列哪種說法正確（ ）
A．磁感應強度只是描述強弱的物理量
B．由B=F/IL可知，在磁場中某處磁感應強度大小與該處通電導線的I與L乘積成反比
C．通電導線所受磁場力為零，該處磁感應強度不一定為零
D．放置在磁場中1米長的導線，通過1安的電流，受到的力為1牛，該處磁感應強度就是1特
5．一根長為0.2 m的電流為2 A的通電導線，放在磁感應強度為0.5 T的勻強磁場中，受到的安培力大小可能是（ ）
A．0.4 N B．0.2 N C．0.1N D．0 N
6．一根導線長0.2m，通過3A的電流，在勻強磁場中某處受到的最大磁場力是6×10-2N，則該處的磁感應強度B的大小是 T；如果該導線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應強度的大小是 T，導線受到的最大磁場力是 N。
7．勻強磁場中長2cm的通電導線垂直磁場方向，當通過導線的電流為2A時，它受到的磁場力大小為4×10-3N，則該處的磁感應強度為 ，若電流不變，導線長度減小到1cm，則它受磁場力F為 ，該處的磁感應強度為
第三課時 幾種常見的磁場
自主學習
1、磁感線
所謂磁感線是在磁場中畫一些有方向的曲線，曲線上每一點的_______________表示該點的磁場方向。
磁感線是________曲線，磁鐵外部的磁感線是從________出來，回到磁鐵的________，內部是從________到________。任意兩條磁感線________ (相交或不相交)
2．幾種常見的磁場
（1）．通電直導線產生的磁場
直線電流的方向和電流的磁感線方向之間的關系可用安培定則（也叫右手螺旋定則）來判定：用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向________________一致，彎曲的四指所指的方向就是________________________。
例1、如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方，并與磁針指向平行，能使小磁針的N極轉向讀者，那么這束帶電粒子可能是（ ）
A.向右飛行的正離子束 B.向左飛行的正離子束
C.向右飛行的負離子束 D.向左飛行的負離子束
（2）環行電流的產生的磁場方向
環形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定：讓右手彎曲的四指和和________________一致，伸直的大拇指所指的方向就是________________上磁感線的方向。
例2．如圖所示，當線圈中通以電流時，小磁針的北極指向讀者.試確定電流方向.
（3）通電螺線管產生的磁場方向
通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關系，也可用安培定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向和________________一致，大拇指所指的方向就是________________________的方向。
例３.如圖所示，放在通電螺線管內部中間處的小磁針，靜止時N極指向右.試判定電源的正負極.
.
例４、一細長的小磁針，放在一螺線管的軸線上，N極在管內，S極在管外。若此小磁針可左右自由移動，則當螺線管通以圖所示電流時，小磁針將怎樣移動？

3、安培分子電流假說
在原子、分子等物質微粒內部，存在著一種環形電流——______________，分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體，它的兩側相當于兩個磁極，這就是分子電流假說。
磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由_______________產生的。
例５、關于磁現象的電本質，下列說法中正確的是（ ）
A.磁與電緊密聯系，有磁必有電，有電必有磁
B.不管是磁體的磁場還是電流的磁場都起源于電荷的運動
C.永久磁鐵的磁性不是由運動電荷產生的
D.根據安培假說可知，磁體內分子電流總是存在的，因此，任何磁體都不會失去磁性
4、勻強磁場
①定義：如果磁場的某一區域里，磁感應強度的________________處處相同，這個區域的磁場叫勻強磁場。
②產生方法：距離很近的兩個異名磁極之間的磁場，通電螺線管內部的磁場（除邊緣部分外）都可認為是勻強磁場。
③磁感線的特點：勻強磁場的磁感線是________________________。
5、磁通量
（1）定義：一個面積為S的平面垂直一個磁感應強度為B的勻強磁場放置，則B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量。
（2）公式：Ф=________
（3）單位：________? 1Wb=1T·1m2=1V·s
課堂同步
1.關于磁現象的電本質，安培提出了分子電流假說.他是在怎樣的情況下提出來的
( )
A．安培通過精密儀器觀察到分子電流
B．安培根據原子結構理論，進行嚴格推理得出的結論
C．安培根據環形電流的磁性與磁鐵相似提出的一種假說
D．安培憑空想出來的
2.關于磁感線的概念，下列說法中正確的是( )
A．磁感線是磁場中客觀存在、肉眼看不見的曲線
B．磁感線總是從磁體的N極指向磁體的S極
C．磁感線上各點的切線方向與該點的磁場方向一致
D．兩個磁場疊加的區域，磁感線不可能相交
3.一根軟鐵棒放在磁鐵附近會被磁化，這是因為在外磁場的作用下( )
A．軟鐵棒中產生了分子電流
B．軟鐵棒中分子電流消失了
C．軟鐵棒中分子電流的取向變得雜亂無章
D．軟鐵棒中分子電流的取向變得大致相同
4．如果假設地磁場是由于地球帶電造成的，則地球帶（ ）
A．正電 B．負電 C．都可能 D．無法判斷
5.試在3-5圖中，由電流產生的磁場方向確定導線或線圈中的電流方向.
6.請畫出如圖3-6所示各圖中相應的磁感線分布.
第四課時 磁場對通電導線的作用
自主學習
一、安培力的方向
左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指_________，并且都跟手掌在一個平面內，把手放入磁場中，讓磁感線_________穿入手心，并使伸開的四指指向_________方向，那么，大拇指所指的方向，就是通電導線所受的_________的方向。
練習：1、教材P99練習1。
2、判斷平行同向、異向通電直導線間的相互作用。
例1.判斷下圖中導線A所受磁場力的方向.
二、安培力的大小
總結：（1）當B于I垂直時，F=_________
（2）當B于I平行時，F=_________
（3）當B與I成角時，F= _________
例2：將長度為20cm、通有0.1A電流的直導線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應強度為1T。試求出下列各圖中導線所受安培力的大小和方向。
例3：如圖所示，一根長為L的細鋁棒用兩個勁度系數為k的彈簧水平地懸吊在勻強磁場中，磁場方向垂直于紙面向里，當棒中通以向右的電流I時，彈簧縮短Δy；若通以向左的電流，也是大小等于I時，彈簧伸長Δy，則磁感應強度B為( )
A.kΔy/IL B.2kΔy/IL
C.kIL/Δy D.2IL/kΔy
課堂同步
1．如圖3-17所示，對于放在勻強磁場中的通電線圈，下列說法正確的是（ ）
A．線圈平面平行磁感線時所受合力為零，合力矩最大
B．線圈平面平行磁感線時，所受合力最大，合力矩最大
C．線圈平面垂直磁感線時，所受合力為零，合力矩為零
D．線圈平面垂直磁感線時，所受合力為零，合力矩最大
2.如圖3-18所示，一根有質量的金屬棒MN，兩端用細軟導線連接后懸掛于a、b兩點.棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，棒中通有電流，方向從M流向N，此時懸線上有拉力.為了使拉力等于零，可( )
A．適當減小磁感應強度 B．使磁場反向
C．適當增大電流強度 D．使電流反向
3．如圖3-19所示的天平可用來測定磁感應強度.天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，寬為L，共N匝.線圈的下部懸在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面.當線圈中通有電流I(方向如圖3-19)時，在天平左、右兩邊加上質量各為m1、m2的砝碼，天平平衡.當電流反向(大小不變)時，右邊再加上質量為m的砝碼后，天平重新平衡.由此可知( )
A．磁感應強度的方向垂直紙面向里，大小為(m1-m2)g/NIL
B．磁感應強度的方向垂直紙面向里，大小為mg/2NIL
C．磁感應強度的方向垂直紙面向外，大小為(m1-m2)g/NIL
D．磁感應強度的方向垂直紙面向外，大小為mg/2NIL
4.如圖3-20所示，兩根互相絕緣、垂直放置的直導線ab和cd，分別通有方向如圖的電流，若通電導線ab固定不不動，導線cd能自由運動，則它的運動情況是( ).
A．順時針轉動，同時靠近導線ab
B．順時針轉動，同時遠離導線ab
C．逆時針轉動，同時靠近導線ab
D．逆時針轉動，同時遠離導線ab
5.如圖3-21所示，在條形磁鐵S極附近懸掛一個線圈，線圈與水平磁鐵位于同一平面內，當線圈中電流沿圖示方向流動時，將會出現( )
A．線圈向磁鐵平移
B．線圈遠離磁鐵平移
C．從上往下看，線圈順時針轉動，同時靠近磁鐵
D．從上往下看，線圈逆時針轉動，同時靠近磁鐵
6．如圖3-22所示，一根長為0.2m的金屬棒放在傾角為θ=370的光滑斜面上，并通以I=5A電流，方向如圖9-20所示，整個裝置放在磁感應強度為B=0.6T，豎直向上的勻強磁場中，金屬棒恰能靜止在斜面上，則該棒的重力為多少？
第五課時 磁場對通電導線的作用力（習題課）
自主學習
三、磁電式電流表
矩形線圈通以如圖電流，試判定各邊受力情況。
最基本的組成部分：永久磁鐵、鐵芯、__________、螺旋彈簧、指針、刻度盤.（最基本的是磁鐵和線圈）
磁電式電流表的優點是______________________________；缺點是________________________________________
例1 一只電壓表讀數偏小，為糾正這一偏差，可以采取的措施是（ ）
A、減少表頭線圈的匝數 B、增大表內的串聯電阻
C、增強表頭的永久磁鐵的磁性 D、轉緊表內的螺旋彈簧
四、安培力作用下通電導體運動情況的判定
要判定通電導體在安培力作用下的運動，首先必須清楚導體所在位置的磁場分布情況，然后才能結合左手定則準確判定導體的受力情況，進而確定導體的運動方向，現介紹幾種常用的方法
電流元法：把整段彎曲導線分成多段直線電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導體所受合力的方向，從而確定導體運動的方向。
特殊位置法：通過轉動通電導體到某個便于分析的特殊位置，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定導體運動方向。
等效法：環形電流可等效成小磁針，通電螺線管可等效成條形磁鐵或多個環形電流，反過來等效也成立。
結論法：兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉動趨勢，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉動到平行且電流方向相同的趨勢。
轉換研究對象法：定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向。
例2 如圖所示，有一通電直導線放在蹄形電磁鐵的正上方，導線可以自由移動，當電磁鐵線圈與直導線中通以圖示的電流是時，有關直導線運動情況的說法中正確的是（從上往下看）（ ）
A、順時針方向轉動，同時下降 B、順時針方向轉動，同時上升
C、逆時針方向轉動，同時下降 D、逆時針方向轉動，同時上升
例3 如圖所示，在條形磁鐵S極附近懸掛一個線圈，線圈與水平磁鐵位于同一平面內，當線圈中電流沿圖示方向流動時，將會出現( )
A．線圈向磁鐵平移
B．線圈遠離磁鐵平移
C．從上往下看，線圈順時針轉動，同時靠近磁鐵
D．從上往下看，線圈逆時針轉動，同時靠近磁鐵
例4 如圖所示，兩根互相絕緣、垂直放置的直導線ab和cd，分別通有方向如圖的電流，若通電導線ab固定不不動，導線cd能自由運動，則它的運動情況是( )
A．順時針轉動，同時靠近導線ab
B．順時針轉動，同時遠離導線ab
C．逆時針轉動，同時靠近導線ab
D．逆時針轉動，同時遠離導線ab
五、安培力與力學知識結合
例5 一根均勻粗導線的兩端用柔軟導線拉入電路，用用兩根彈簧測力計懸掛起來，使導線MN保持水平，如圖所示，在導線MN處加水平向里的磁場，并通以自M向N的電流，彈簧測力計的示數為F，若要使彈簧測力計示數增大，可以采用的做法是（ ）
A、只減小電流 B、只增加電流
C、只改變電流方向 D、只改變磁場方向
例6 如圖所示，在與水平方向成60°的光滑金屬導軌間連一電源，在相距1m的平行導軌上放一重力為3N的金屬棒ab，棒上通以3A的電流，磁場方向豎直向上，這時棒恰好靜止。求：（1）勻強磁場的磁感應強度B；（2）ab棒對導軌的壓力。
課堂同步
1．如圖所示，一根質量為m的金屬棒AC用軟線懸掛在磁感應強度為B的勻強磁場中，通入A→C方向的電流時，懸線張力不為零，欲使懸線張力為零，可以采用的辦法是（ ）
A、不改變電流和磁場方向，適當增大電流
B、只改變電流方向，并適當減小電流
C、不改變磁場和電流方向，適當減小磁感應強度
D、同時改變磁場方向，并適當增大磁感應強度
2．如圖所示，一位于xy平面內的矩形通電線圈只能繞ox軸轉動，線圈的四個邊分別與x、y軸平行，線圈中電流方向如圖，當空間加上如下所述的哪種磁場時，線圈會轉動起來？（ ）
A.方向沿x軸的恒定磁場 B.方向沿y軸的恒定磁場
C.方向沿z軸的恒定磁場 D.方向沿z軸的變化磁場
3．如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長直導線，導線與磁鐵垂直，給導線通以垂直紙面向外的電流，則（ ）
A、磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用
B、磁鐵對桌面壓力減小，受到桌面的摩擦力作用
C、磁鐵對桌面壓力增大，不受桌面的摩擦力作用
　D、磁鐵對桌面壓力增大，受到桌面的摩擦力作用
4．如所示，兩根平行放置的長直導線a和b載有大小相同、方向相反的電流，a受到的磁場力大小為F1．當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場后，a受到磁場力大小變為F2，則此時b受到的磁場力大小變為（ ）
A、F2
B、F1-F2
C、F1+F2
D、2F1-F2
5.質量為m的通電細桿ab置于傾角為θ的導軌上，導軌的寬度為d，桿ab與導軌間的摩擦因數為μ.有電流時，ab恰好在導軌上靜止，如圖3-24所示.圖(b)中的四個側視圖中，標出了四種可能的勻強磁場方向，其中桿ab與導軌之間的摩擦力可能為零的圖是( ).
6.電流表中通以相同的電流時，指針偏轉的角度越大，表示電流表的靈敏度越高.下列關于電流表靈敏度的說法中正確的是( ).
A．增加電流計中的線圈匝數，可以提高電流表的靈敏度
B．增強電流計中永久磁鐵的磁性，可以提高電流表的靈敏度
C．電流計中通的電流越大，電流表的靈敏度越高
D．電流計中通的電流越小，電流表的靈敏度越高
　　
7．在傾角為的光滑斜面上，置一通有電流為I、長為L、質量為m的導體棒，如圖所示，試求：
⑴欲使棒靜止在斜面上，外加勻強磁場的磁感應強度B的最小值和方向
⑵欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，應加勻強磁場B的最小值和方向

第六課時 磁場對運動電荷的作用力
復習舊知
1.如圖判定安培力的方向，若已知上圖中：B=4.0×10-2 T，導線長L=10 cm，I=1 A.。求導線所受的安培力大小
2.什么是電流？
自主學習
1．洛倫茲力的方向
左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指________，并且都與手掌在同一個平面內，讓磁感線從掌心________，并使四指指向__________________的方向，這時________所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。負電荷受力的方向與正電荷受力的方向________。
例1．試判斷圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向.
例2．來自宇宙的電子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些電子在進入地球周圍的空間時，將 （　　　）
A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對于預定地面向東偏轉
C．相對于預定點稍向西偏轉 D．相對于預定點稍向北偏轉
2．洛倫茲力的大小
設有一段長度為L的通電導線，橫截面積為S，導線每單位體積中含有的自由電荷數為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的磁場中.
問題：1.這段導線中電流I的微觀表達式是多少？
2.這段導體所受的安培力為多大？
3.這段導體中含有多少自由電荷數？
4.每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為多大？
可推導出：Ｆ＝_____________
若速度方向與磁感應強度的方向成θ，Ｆ＝_____________
討論：θ=0°，Ｆ＝_____________；
例3．關于運動電荷和磁場的說法中，正確的是（　　　）
A、運動電荷在某點不受洛侖茲力作用，這點的磁感應強度必為零
B、電荷的運動方向、磁感應強度方向和電荷所受洛侖茲力的方向一定互相垂直
C、電子射線由于受到垂直于它的磁場作用而偏轉，這是因為洛侖茲力對電子做功的結果
D、電荷與磁場沒有相對運動，電荷就一定不受磁場的作用力
例4：如圖所示，一個帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度為B，若小帶電體的質量為m，為了使它對水平絕緣面正好無壓力，應該（?? ）
A．使B的數值增大　　　　　　　　　　B．使磁場以速率 v＝，向上移動
C．使磁場以速率v＝，向右移動　　　D．使磁場以速率v＝，向左移動
課堂同步
1. 一個電子穿過某一空間而未發生偏轉，則 （ ）
A．此空間一定不存在磁場 　　　　 　B．此空間可能有方向與電子速度平行的磁場
C．此空間可能有磁場 ，方向與電子速度垂直　　　　D．以上說法都不對
2.如圖所示，帶電粒子所受洛倫茲力方向垂直紙面向外的是 （ ）
３．帶電量為+q的粒子，在勻強磁場中運動，下面說法中正確的是（ 　 ）
A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同
B．如果把+q改為-q，且速度反向大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變
C．只要帶電粒子在磁場中運動，它一定受洛倫茲力作用
D．帶電粒子受洛倫茲力越小，則該磁場的磁感應強度越小
４.如圖所示，陰極射線管(A為其陰極)放在蹄形磁鐵的N、S兩極間，射管的A、B兩極分別接在直流高壓電源的________極和________極.此時，熒光屏上的電子束運動軌跡________偏轉(選填“向上”、“向下”或“不”).
５.如圖所示，各帶電粒子均以速度v射入勻強磁場，其中圖C中v的方向垂直紙面向里，圖D中v的方向垂直紙面向外，試分別指出各帶電粒子所受洛侖茲力的方向。
６.如圖所示，空間有磁感應強度為B，方向豎直向上的勻強磁場，一束電子流以初速v從水平方向射入，為了使電子流經過磁場時不偏轉（不計重力），則在磁場區域內必須同時存在一個勻強電場，這個電場的場強大小與方向應是　　　　（ ）
A．B/v，方向豎直向上　　　　　　　B．B/v，方向水平向左
C．Bv，垂直紙面向里　　　　　　　 D．Bv，垂直紙面向外
第七課時 磁場對運動電荷的作用力（習題課）
3．電視顯像管的工作原理
電視顯像管應用了_________________的道理
例１　如圖所示，沒有磁場時電子束打在熒光屏正中的O點。為使電子束偏轉,由安裝管頸的偏轉線圈產生偏轉磁場。
　 ⑴.如果要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏上的A點,偏轉磁場應該沿什么方向?
　 ⑵.如果要使電子束打在B點,磁場應該沿什么方向
４.洛倫茲力的特點
(1)運動的電荷才有可能受到洛倫茲力，靜止的電荷在磁場中不受洛倫茲力。
(2)洛倫茲力的大小和方向都與帶電粒子運動狀態有關。
(3)洛倫茲力對運動電荷不做功，不會改變電荷運動的速率，只改變速度的方向。
例２　 單擺擺長L，擺球質量為m，帶有電荷＋q，在垂直于紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場中擺動，當其向左、向右通過最低點時，線上拉力大小是否相等？
例３　如圖所示，MDN為絕緣材料制成的光滑豎直半圓環，半徑為R，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直紙面向外。一帶電量為-q，質量為m的小球自M點無初速下落，下列說法中正確的是（　　　　）
A、由M滑到最低度點D時所用時間與磁場無關
B、球滑到D時，速度大小v=
C、球滑到D點時，對D的壓力一定大于mg
D、滑到D時，對D的壓力隨圓半徑增大而減小
例４　如圖所示，在豎直平面內有一個正交的勻強電場和勻強磁場，磁感應強度為1T，電場強度為10N/C，一個帶正電的微粒，q=2×10-6C，質量m=2×10-6㎏，在這正交的電場的磁場內恰好做勻速直線運動，則帶電粒子運動的速度大小多大？方向如何？
課堂同步
1.如圖所示是電視機顯像管及其偏轉線圈的示意圖.如果發現電視畫面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是( 　　 )
A．電子槍發射能力減弱，電子數減少
B．加速電場的電壓過高，電子速率偏大
C．偏轉線圈局部短路，線圈匝數減少
D．偏轉線圈電流過小，偏轉磁場減弱
2.在圖中虛線所圍的區域內，存在電場強度為E的勻強電場和磁感應強度為B的勻強磁場.已知從左方水平射入的電子，穿過這區域時未發生偏轉，設重力可以忽略不計，則在這區域中的E和B的方向可能是( ).
A．E和B都沿水平方向，并與電子運動的方向相同
B．E和B都沿水平方向，并與電子運動的方向相反
C．E豎直向上，B垂直紙面向外
D．E豎直向上，B垂直紙面向里
3．某空間存在著正交的勻強電場和勻強磁場，勻強電場方向水平向右，勻強磁場方向垂直于紙面向里，E=N/C，B=1T，現有一個質量m=2×10-6kg，q=2×10-6C的液滴以多大速度運動時能做勻速運動？速度方向如何？
4．如圖所示，將傾角為θ的光滑絕緣斜面固定于水平面上，置于磁感應強度為B的勻強磁場中，一小物體質量為m，電量為q，從斜面頂端由靜止開始滑下，已知物體對斜面的彈力在逐漸減小，則物塊帶什么電？當物塊剛離開斜面時速度為多大？物塊在斜面上所走過的距離為多少？
5．如圖所示，質量為m，帶電量為q的小球套在很長的一根絕緣桿上，將桿豎直放入互相平行的水平勻強電場和勻強磁場中，球與桿間的μ已知，則當小球下滑的速度為v時，其加速度為多大？小球最終速度為多大？（設電場強度為E，磁感應強度為B）
6、如圖所示，一帶電為-q的小球，質量為m，以初速度v0豎直向上射入水平方向的勻強磁場中，磁感應強度為B。當小球在豎直方向運動h高度時，球在b點上所受的磁場力多大？

第八課時 帶電粒子在勻強磁場中的運動
復習舊知
［問題1］什么是洛倫茲力，洛倫茲力產生的條件？
［問題2］洛倫茲力的大小和方向如何確定，洛倫茲力有什么特點？
自主學習
一、 帶電粒子在勻強磁場中的運動（重力不計）
1、帶電粒子平行射入勻強磁場的運動狀態？
2、帶電粒子垂直射入勻強磁場的運動狀態？
3、在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑r和周期T與速度v、磁場強度B的關系？
二、實驗驗證——洛倫茲力演示儀
例1 電子以m/s的速度沿著與磁場垂直的方向射入B=2.0×10-4T的勻強磁場中。求電子做勻速圓周運動的軌道半徑和周期。
鞏固訓練1 已知氚核的質量約為質子的3倍，帶正電荷，電荷量為一個元電荷；α粒子即氦原子核，質量約為質子的4倍，帶正電荷，電荷量為元電荷的2倍。現在質子、氚核和α粒子在同一勻強磁場中做勻速圓周運動。求以下情況下它們運動半徑之比
（1）它們的速度大小相等
（2）它們由靜止經過相同的加速電場加速后進入磁場。
例2 如圖所示，一束電子（電量為e）以速度v垂直射入磁感強度為B，寬度為d的勻強磁場中，穿透磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是30°，則電子的質量是 ，穿透磁場的時間是 。
鞏固訓練 長為L的水平極板間，有垂直紙面向內的勻強磁場，如圖所示，磁場強度為B，板間距離也為L，板不帶電，現有質量為m，電量為q的帶正電粒子（不計重力），從左邊極板間中點處垂直磁場以速度v平行極板射入磁場，欲使粒子不打在極板上，則粒子入射速度v應滿足什么條件？
課堂同步
1．在勻強磁場中，一個帶電粒子作勻速圓周運動，如果又順利垂直進入另一磁感應強度為原來磁感應強度2倍的勻強磁場，則 （ ）
A．粒子的速率加倍，周期減半
B．粒子的速率不變，軌道半徑減半
C．粒子速率減半，軌道半徑變為原來的1/4
D．粒子的速率不變，周期減半
2．如圖所示，在長直導線中有穩恒電流I通過，導線正下方電子以初速度v平行于電流的方向射入，則電子將( ）
A．沿路徑a運動，軌跡半徑是圓
B．沿路徑a運動，軌跡半徑越來越大
C．沿路徑a運動，軌跡半徑越來越小
D．沿路徑b運動，軌跡半徑越來越小
3．一個長螺線管中通有方向不變但強度逐漸增加的電流，把一帶電粒子沿管軸線射入管中，若粒子的重力不計，則粒子在管中將 （ ）
A．勻速運動 B．作勻加速直線運動
C．圓周運動 D．作變加速直線運動
4．如圖所示，一帶電粒子（重力不計）在勻強磁場中沿圖中所示軌跡運動，中央是一塊薄絕緣板，粒子在穿過絕緣板時有動能損失，由圖可知 （ ）
A．粒子的運動方向是abcde
B．粒子的運動方向是edcba
C．粒子帶正電
D．粒子在下半周所用時間比上半周長
5．一個帶負電粒子（質量為m，帶電量為q），以速率v在磁感應強度為B的勻強磁場中做逆時針圓周運動（沿著紙面），則該勻強磁場的方向為垂直于紙面向里還是向外？粒子運轉所形成的環形電流的大小為多大？
6．如圖所示，M、N兩板相距為d，板長為5d，兩板不帶電，板間有垂直紙面的勻強磁場，一大群電子沿平行于板的方向從各處位置以速率v0射入板間，為了使電子都不從板間穿出，磁感應強度B的大小范圍如何？（設電子質量為m，電量為e，且N板接地）
第九課時 帶電粒子在勻強磁場中的運動（習題課）
三、應用
（1）質譜儀——測量帶電粒子質量和分析同位素
例題 如圖所示，一質量為m，電荷量為q的粒子從容器A下方小孔S1飄入電勢差為U的加速電場，然后經過S3沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后打到底片D上.
(1)粒子進入磁場時的速率。
(2)求粒子在磁場中運動的軌道半徑。
鞏固訓練 A、B是兩種同位素的原子核，它們具有相同的電荷、不同的質量。為測定它們的質量比，使它們從質譜儀的同一加速電場由靜止開始加速，然后沿著與磁場垂直的方向進入同一勻強磁場，打到照相底片上。如果從底片上獲知A、B在磁場中運動軌跡的直徑之比是1.08:1，求A、B的質量之比。
補充例題: 如圖所示，半徑為r的圓形空間內，存在著垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子（不計重力），從A點以速度v0垂直磁場方向射入磁場中，并從B點射出，已知∠AOB=120°，求該帶電粒子在磁場中運動的時間。
（2）回旋加速器
例題：回旋加速器中磁場的磁感應強度為B，D形盒的直徑為d，用該回旋加速器加速質量為m、電量為q的粒子，設粒子加速前的初速度為零。求：
（1）粒子的回轉周期是多大？
（2）高頻電極的周期為多大？
（3）粒子的最大動能是多大？
（4）粒子在同一個D形盒中相鄰兩條軌道半徑之比
鞏固訓練 經過回旋加速器加速后，帶電粒子獲得的動能
A．與D形盒的半徑有關 B．與高頻電源的電壓有關
C．與兩個D形盒間的窄逢的寬度有關 D．與D形盒內磁感應強度有關
課堂同步
1．如圖所示為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡.室中勻強磁場的方向與軌跡所在平面垂直(圖中垂直于紙面向里)，由此可知此粒子( )
A．一定帶正電 B．一定帶負電
C．帶電 D．能帶正電，也可能帶負電
2．如圖所示，一電子從a點以速度v垂直進入長為d、寬為h的矩形磁場區域，沿曲線ab運動，通過b點離開磁場.已知電子質量為m，電量為e，磁場的磁感應強度為B，ab的弧長為s，則該電子在磁場中運動的時間為( )
A．t=d/v B．t=s/v
C． D．
3．質量為m、帶電量為q的負電荷在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞固定的正電荷做勻速圓周運動，磁場方向垂直于運動平面，作用在負電荷上的電場力恰是磁場力的3倍，則該負電荷做圓周運動的角速度可能是（ ）
A．4Bq/m B．Bq/m C．2Bq/m D．3Bq/m
4．用同一回旋加速器分別對質子和氘核進行加速，則兩種粒子獲得的最大動能之比 （ ）
A．2:1 B．1:2 C．1:1 D． 4:1
5．如圖所示，半徑為r的圓形空間內，存在著垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子（不計重力），從A點以速度v0垂直磁場方向射入磁場中，并從B點射出，∠AOB=120°，則該帶電粒子在磁場中運動的時間為（ ）
A．2πr/3v0 B．2πr/3v0
C．πr/3v0 D．πr/3v0
6．如圖所示，兩質量相等的一價正、負離子，沿與磁場邊界成θ=300角的方向，垂直射入勻強磁場中。正離子的速率為v，在磁場中運動時間為t1，負離子的速率為2v，在磁場中運動時間為t2，則它們在磁場中的運動時間之比為多大？
7．質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具.它的構造原理如圖所示，離子源S產生帶電量為q的某種正離子，離子產生時的速度很小，可以看作是靜止的，離子經過電壓U加速后形成離子流，然后垂直于磁場方向進入磁感應強度為B的勻強磁場，沿著半圓周運動而到達記錄它的照相底片P上.實驗測得:它在P上的位置到入口處S1的距離為a，離子流的電流為I.請回答下列問題:
(1)在時間t內射到照相底片P上的離子的數目為________.
(2)單位時間穿過入口處S1離子流的能量為________.
(3)試證明這種離子的質量為.

8．一個負離子，質量為m，電量大小為q，以速率v垂直于屏S經過小孔O射入存在著勻強磁場的真空室中，如圖所示。磁感應強度B的方向與離子的運動方向垂直，并垂直于圖中紙面向里。
（1）求離子進入磁場后到達屏S上時的位置與O點的距離。
（2）如果離子進入磁場后經過時間t到達位置P，證明：直線OP與離子入射方向之間的夾角θ跟t的關系是。
9．磁感應強度為B的勻強磁場存在于半徑為R的圓形面內，方向如圖所示，現有質量為m，電量為+q的粒子從O點對準面內圓心C射入磁場，為使粒子能重返O點，其入射速度v0應滿足什么條件？粒子返回O點的最短時間t為多少？（設粒子與界面碰撞無能量損失，且電量不變）
10．如圖所示,一帶電質點,質量為m,電量為q,以平行于Ox 軸的速度v 從y 軸上的a 點射入圖中第一象限所示的區域.為了使該質點能從x軸上的b 點以垂直于Ox 軸的速度v 射出,可在適當的地方加一個垂直于xy平面、磁感應強度為B的勻強磁場.若此磁場僅分布在一個圓形區域內,試求這圓形磁場區域的最小半徑.重力忽略不計.
11．如圖所示，長為l 的水平極板間有如圖所示的勻強磁場，磁感應強度為B，板間距離也為l 。現有一質量為 m 、帶電量為 +q 的粒子從左邊板間中點處沿垂直于磁場的方向以速度 v0射入磁場，不計重力。要想使粒子不打在極板上，則粒子進入磁場時的速度 v0 應為多少？
12．如圖所示，在x軸上方有垂直于xOy平面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，在x下方有沿y軸負方向的勻強電場，場強為E。一質量為m、電量為-q的粒子從坐標原點沿著y軸正方向射出，射出之后，第三次到達x軸時，它與原點O的距離為L，求此粒子射出時的速度v和運動的總路程s（重力不計）。
第十課時 帶電粒子在復合場中運動
自主學習
一、帶電粒子在復合場中的運動情況分析
1.復合場：指重力場、電場和磁場并存，或其中某兩場并存，或分區域存在。粒子連續運動時，一般要同是考慮重力、洛倫茲力和電場力的作用。
2.三種場的不同特點比較
力的特點
功和能的特點
重力場
①大小：G=mg
②方向：豎直向下
①重力做功與路徑無關
②重力做功改變物體重力勢能
靜電場
①大小：F=qE
②方向：正電荷受力方向與場強方向相同；負電荷受力方向與場強方向相反
①電場力做功與路徑無關
②W=qU
③電場力做功改變電勢能
磁場
①洛倫茲力F=
②方向符合左手定則
洛倫茲力不做功，不改變帶電粒子的動能
二、復合場綜合應用實例
1.速度選擇器
例1 如圖所示為一速度選擇器的原理圖，K為電子槍，由槍中沿水平方向射出的電子，速率大小不一。當電子通過方向互相垂直的均勻電場和磁場后，只有一定速率的電子能沿直線前進，并通過小孔S，設產生勻強電場的場強為E，垂直紙面的勻強磁場的磁感應強度為B，問：速度為多大的電子才能通過小孔S？
問題 1 ：請在上圖中畫出帶電粒子的受力分析圖（正電荷、負電荷）？
問題 2 ：帶電粒子勻速通過速度選擇器的條件：
問題 3 ：當進入速度選擇器的帶電粒子的速度大于E/B，及小于E/B，會如何？
問題4 ：假如粒子以速度E/B從右側飛入速度選擇器還能勻速通過它嗎？
2.磁流體發電機
例2 磁流體發電是一項新興持術，它可以把氣體的內能直接轉化為電能，如圖所示是磁流體發電機的模型，勻強磁場磁感應強度為B，平行金屬板A、B相距為d，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的微粒，而整體呈中性）垂直噴入磁場，便可在A、B兩板間產生電壓，在外電路負載中獲得電流。
（1）試說明磁流體發電機的原理。
（2）若等離子體以速度v垂直射入磁場，外電流負載電阻為R，不計等離子氣體的電阻，則此發電機的電動勢E和總功率P為多大？
3.電磁流量計
例3 為了測量某化工廠的污水排放量，技術人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b，c，左右兩端開口，在垂直于上下底面方向加磁感應強度為B的勻強磁場，在前后兩個表面內側固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的屯壓U。若用Q表示污水流量(單位時間內流出的污水體積)，則
(1)污水中既有正離子，也有負離子，前、后表面電勢的高低與正、負離子的濃度__________關(填“有”或“無”)；
(2)前、后表面中心勢高的是__________表面(填“前”或“后”)：
(3)試推出污水流量Q與兩極間電壓U的關系式。
課堂同步
1．如圖所示，有一帶電小球，從兩豎直的帶電平行板上方某高度處自由落下，兩板間勻強磁場方向垂直紙面向外，則小球通過電場、磁場空間時B
A．可能做勻加速直線運動
B．一定做曲線運動
C．只有重力做功
D．電場力對小球一定做正功
2．如圖所示，在x軸上方有水平向左的勻強電場，電場強度為E，在x軸下方有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B。正離子從M點垂直于磁場方向，以速度v射入磁場區域，從N點以垂直于x軸的方向進入電場區域，然后到達y軸上的P點，若OP＝ON，求：
⑴離子的入射速度是多少？
⑵若離子在磁場中的運動時間為t1，在電場中的運動時間為t2，則t1： t2多大？
3．某同學設想用帶電粒子的運動軌跡做出“0”、“8”字樣，首先，如圖甲所示，在真空空間的豎直平面內建立坐標系，在和處有兩個與軸平行的水平界面和把空間分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區域，在三個區域中分別存在勻強磁場、、 ，其大小滿足，方向如圖甲所示.在Ⅱ區域中的軸左右兩側還分別存在勻強電場、（圖中未畫出），忽略所有電、磁場的邊緣效應. 是以坐標原點為中心對稱的正方形，其邊長.現在界面上的處沿軸正方向發射一比荷的帶正電荷的粒子（其重力不計），粒子恰能沿圖中實線途經三點后回到點并做周期性運動，軌跡構成一個“0”字.己知粒子每次穿越Ⅱ區域時均做直線運動.
（1）求、場的大小和方向.
（2）去掉Ⅱ和Ⅲ區域中的勻強電場和磁場，其他條件不變，仍在處以相同的速度發射相同的粒子，請在Ⅱ和Ⅲ區城內重新設計適當的勻強電場或勻強磁場，使粒子運動的軌跡成為上、下對稱的“8”字，且粒子運動的周期跟甲圖中相同，請通過必要的計算和分析，求出你所設計的“場”的大小、方向和區域，并在乙圖中描繪出帶電粒子的運動軌跡和你所設計的“場”.（上面半圓軌跡己在圖中畫出）
第一課時? 磁現象和磁場
三維目標
（一）知識與技能
1．了解磁現象，知道磁性、磁極的概念。 2．知道電流的磁效應、磁極間的相互作用。
3．知道磁極和磁極之間、磁極和電流之間、電流和電流之間都是通過磁場發生相互作用的.知道地球具有磁性。
（二）過程與方法
利用類比法、實驗法、比較法使學生通過對磁場的客觀認識去理解磁場的客觀實在性。
（三）情感態度與價值觀
通過類比的學習方法，培養學生的邏輯思維能力，體現磁現象的廣泛性
重點與難點： 重點：電流的磁效應和磁場概念的形成 難點：磁現象的應用
教學過程：
（一）引入：介紹生活中的有關磁現象及本章所要研究的內容。在本章，我們要學習磁現象、磁場的描述、磁場對電流的作用以及對運動電荷的作用，知識主線十分清晰。本章共二個單元。第一、二、三節為第一單元；第四~第六節為第二單元。
復習提問，引入新課
［問題］初中學過磁體有幾個磁極？［學生答］磁體有兩個磁極：南極、北極.
［問題］磁極間相互作用的規律是什么？［學生答］同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引.
［問題］兩個不直接接觸的磁極之間是通過什么發生相互作用的？［學生答］磁場.
［過渡語］磁場我們在初中就有所了解，從今天我們要更加深入地學習它。
（二）新課講解-----第一節、磁現象和磁場
1．磁現象?
（1）通過介紹人們對磁現象的認識過程和我國古代對磁現象的研究、指南針的發明和作用來認識磁現象
（2）可以通過演示實驗(磁極之間的相互作用、磁鐵對鐵釘的吸引)和生活生產中涉及的磁體(喇叭、磁盤、磁帶、磁卡、門吸、電動機、電流表)來形象生動地認識磁現象。???
磁性、磁體、磁極：能吸引鐵質物體的性質叫磁性。具有磁性的物體叫磁體，磁體中磁性最強的區域叫磁極。
例1. 金屬棒一端靠近小磁針的南極或北極時，都看到有吸引現象，可斷定這根金屬棒： BCD
A．一定是永磁體 B．一定不是永磁體
C．一定是鐵、鈷、鎳類的物質制成的棒 D．.可能是磁體，也可能不是磁體
例2．若把一個條形磁鐵從中間斷開，則斷開后的每一段（ C ）
A．只有N極 B．只有S極
C．N、S極都有 D．都沒有磁極
2．電流的磁效應???
（1）介紹人類電現象和磁現象的過程。
（2）演示奧斯特實驗：讓學生直觀認識電流的磁效應。做實驗時可以分為四種情形觀察并記錄現象，小磁針發生偏轉，說明電流周圍存在磁場。（實驗時直導線應南北放置）
例3．發現電流周圍存在磁場的物理學家是 （ A ）
奧斯特 　B．焦耳 C．張衡 D．安培
例4．如圖3-1所示，彈簧秤下掛一鐵球，將彈簧秤自左向右逐漸移動時，彈簧秤的示數（ D ）
A．不變 B．逐漸減少
C．先減小再增大 D．先增大再減小
3．磁場
正像電荷之間的相互作用是通過電場發生的，磁體與磁體之間、磁體與通電導體之間、以及通電導體與通電導體之間的相互作用，是通過磁場發生的。
例5. 下列關系磁場的說法中，正確的是（A ）
A、磁場和電場一樣，是客觀存在的特殊物質
B、磁場是為了解釋磁極間相互作用而人為規定的
C、磁極與磁極間是直接發生作用的
D、磁場只有在磁極與磁極、磁極與電流發生作用時才產生
4．磁性的地球
（1）磁偏角：地球的地理兩極與地磁兩極之間的交角。
（2）地磁場的N極在地理南極附近，S極在地理北極附近
（3）宇宙中許多天體都有磁場，太陽表面的黑子、耀斑和太陽風等活動都與太陽磁場有關。地球的磁場與條形磁鐵的磁場相似，
（4）地磁場的磁感應強度B的水平分量，總是從地理南極指向北極；豎直分量則南半球與北半球相反，在南半球豎直向上，在北半球豎直向下
例6. 地球具有磁場，宇宙中的許多天體也有磁場，圍繞此話題的下列說法中正確的是：（ ）
地球上的潮汐現象與地磁場有關
太陽表面的黑子、耀斑和太陽風與太陽磁場有關
通過觀察月球磁場和月巖磁性推斷，月球內部全部是液態物質
對火星觀察顯示，指南針不能在火星上工作
課堂同步
1．下列關于磁場的說法中正確的是（ ）
A．磁體周圍的磁場看不見、摸不著，所以磁場不是客觀存在的
B．將小磁針放在磁體附近，小磁針會發生偏轉是因為受到磁場力的作用
C．把磁體放在真空中，磁場就消失了
D．當磁體周圍撒上鐵屑時才能形成磁場，不撤鐵屑磁場就消失
2．使兩物體（不帶電）靠近但它們不接觸，下列說法中正確的是 （ ）
A．沒有相互作用，兩物體都不是磁體
B．相互吸引，只能有一個是磁體　
C．相互吸引，兩物體都是磁體
D．相互排斥, 兩物體都是磁體
3．如圖3-2所示，a、b、c三根鐵棒中有一根沒有磁性，則這一根可能是（ ）
A．a 　　B．b 　　C．c 　　D．都有可能
4．如圖3-3所示，甲、乙兩個形狀，外表顏色都相同的鐵棒，一根有磁性，一根沒有磁性，下列說法正確的是： （ ）
A．甲能吸住乙，甲有磁性
甲能吸住乙，乙有磁性
甲吸不住乙，乙有磁性
D．甲吸不住乙，甲有磁性

5．有一條形鐵塊，上面的字樣已模糊不清，試用多種方法判定它是否具有磁性。
1.B 2.D 3.A 4.AC
5.方法1：根據磁體的吸鐵性來判斷。取一些磁性物質（如少量鐵粉），如條形鐵塊能吸引鐵粉，就說明它有磁性，是磁體。
方法2：把條形鐵塊用細線系住中間，懸吊起來。如果它具有磁性，它將會在地球磁場的作用下，只在南北方向停下來。如果該鐵塊不具有磁性，就會在任意方向停下來。
方法3：另取一根條形磁鐵，用其兩端分別先后去靠近條形鐵塊的某一端，如果兩次都能吸引，說明它是鐵塊，無磁性；如果一次吸引，一次排斥，說明它有磁性，是磁鐵。
教后記：
本節課內容不多，可從指南針和司南引入，突出相排斥兩個一定是磁體，相吸引可能是異名磁極也可能是吸鐵性；奧斯特實驗的意義；介紹磁場時強調磁場是客觀存在的物質，磁體和電流周圍存在磁場；地磁場讓學生會畫圖。課堂鞏固練習教易，可再補充一些習題。
第二課時 磁感應強度
三維目標　
【知識與技能】
1．理解磁感應強度B的定義、方向、大小及單位．
2．知道什么是安培力，知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力為零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受安培力的大小．
【過程與方法】
通過演示磁場對電流作用的實驗，培養學生總結歸納物理規律的能力．
【情感、態度與價值觀】
通過對本節的學習，使得學生了解科學的發現不僅需要勤奮的努力，還需要嚴謹細密的科學態度．
重點與難點：
磁感應強度概念的建立是本節的重點（仍至本章的重點），也是本節的難點，通過與電場強度的定義的類比和演示實驗來突破難點
教學過程
（一）復習上課時知識后引入
要點：磁場的概念。 提問、引入新課：
磁場不僅具有方向，而且也具有強弱，為表征磁場的強弱和方向就要引入一個物理量.怎樣的物理量能夠起到這樣的作用呢？ （緊接著教師提問以下問題.）
哪個物理量來描述電場的強弱和方向？
［學生答］用電場強度來描述電場的強弱和方向.
2．電場強度是如何定義的？其定義式是什么？
［學生答］電場強度是通過將一檢驗電荷放在電場中分析電荷所受的電場力與檢驗電荷量的比值來定義的，其定義式為E=F/q
過渡語：今天我們用相類似的方法來學習描述磁場強弱和方向的物理量——磁感應強度.
（二）新課講解-----第二節 、 磁感應強度
一、磁感應強度的方向
小磁針靜止時Ｎ極所指的方向規定為該點的磁感應強度的方向，-—磁場方向。
教師：你能描述地磁場的方向嗎？直線電流的磁場方向？
（小磁針靜止時所受合力為零，磁極來定義磁場強弱不好定量）
【探究】決定安培力大小的因素有哪些？
利用演示實驗裝置，研究安培力大小與哪些因素有關
（1）與電流的大小有關．
保持導線在磁鐵中所處的位置及與磁場方向不變這兩個條件下，通過移動滑動變阻器觸頭改變導線中電流的大小．
請學生觀察實驗現象．導線擺動的角度大小隨電流的改變而改變，電流大，擺角大；電流小，擺角小．
實驗結論：垂直于磁場方向的通電直導線，受到磁場的作用力的大小跟導線中電流的大小有關，電流大，作用力大；電流小，作用力也小．
（2）與通電導線在磁場中的長度有關．
保持導線在磁鐵中所處的位置及方向不變，電流大小也不變，改變通電電流部分的長度．學生觀察實驗現象．導線擺動的角度大小隨通電導線長度而改變，導線長、擺角大；導線短，擺角小．
實驗結論：垂直于磁場方向的通電直導線，受到的磁場的作用力的大小限通電導線在磁場中的長度有關，導線長、作用力大；導線短，作用力小．
（3）與導線在磁場中的放置方向有關．
保持電流的大小及通電導線的長度不變，改變導線與磁場方向的夾角，當夾角為0°時，導線不動，即電流與磁場方向平行時不受安培力作用；當夾角增大到90°的過程中，導線擺角不斷增大，即電流與磁場方向垂直時，所受安培力最大；不平行也不垂直時，安培力大小介于和最大值之間．
總結歸納以上實驗現象，用L表示通電導線長度，I表示電流，保持電流和磁場方向垂直，通電導線所受的安培力大小FIL
用B表示這一比值，有．B的物理意義為：通電導線垂直置于磁場同一位置，B值保持不變；若改變通電導線的位置，B值隨之改變．表明B值的大小是由磁場本身的位置決定．對于電流和長度相同的導線，放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁場強．放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁場弱．因而我們可以用比值來表示磁場的強弱，把它叫做磁感應強度．
推理：ＩＬ相同，在不同磁場中受Ｆ不同。怎樣檢驗空間中某點磁場的強弱？
磁感應強度的大小
Ｂ＝（適用條件；比值定義法）
１、定義：垂直于磁場方向的通電直導線，所受的力與導線的長和電流的乘積的比值叫Ｂ
２、單位：Ｔ（特斯拉）１Ｔ＝
３、常見磁場Ｂ的大小。
常見的地磁場磁感應強度大約是，永磁鐵磁極附近的磁感應強度大約是（P89表3.2-1）
對B的定義式的理解：
①要使學生了解比值F/IL是磁場中各點的位置函數。換句話說，在非勻強磁場中比值F/IL是因點而異的，也就是在磁場中某一確定位置處，無論怎樣改變I和L，F都與IL的乘積大小成比例地變化，比值F/IL跟IL的乘積大小無關。因此，比值F/IL的大小反映了各不同位置處磁場的強弱程度，所以人們用它來定義磁場的磁感應強度。還應說明F是指通電導線電流方向跟所在處磁場方向垂直時的磁場力，此時通電導線受到的磁場力最大。
②有的學生往往單純從數學角度出發，曲公式B= F/IL得出磁場中某點的B與F成正比，與IL成反比的錯誤結論。
③應強調說明對于確定的磁場中某一位置來說，B并不因探測電流和線段長短（電流元）的改變而改變，而是由磁場自身決定的；比值F/IL不變這一事實正反映了所量度位置的磁場強弱程度是一定的。
例1．磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導線，它的電流強度是2.5 A，導線長1 cm，它受到的安培力為5×10-2 N，則這個位置的磁感應強度是多大？
解答：
例2、下列關于磁感應強度大小的說法中正確的是（ ）?
A.通電導線受磁場力大的地方磁感應強度一定大
B.通電導線在磁感應強度大的地方受力一定大
C.放在勻強磁場中各處的通電導線，受力大小和方向處處相同
D.磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受力的大小和方向無關
解析：正確答案是D。因為磁場中某點的磁感應強度的大小和方向由磁場本身決定，與通電導線的受力及方向都無關。所以A選項錯，D選項正確。因為通電導線在磁場中受力的大小不僅與磁感應強度有關，而且與通電導線的取向有關，故B選項錯，對C選項雖然勻強磁場中磁感應強度處處相等，但當導線在各個位置的方向不同時，磁場力是不相同的（導線與磁場垂直時受磁場力最大，與磁場平行時受磁場力為零），而Ｃ選項中沒有說明導線在各個位置的取向是否相同，所以Ｃ選項錯。答案：D
【說明】
1、磁場中某點磁感應強度的大小與通電導線的受力無關，由磁場本身決定。
2、通電導線在磁場中的受力不僅與磁感應強度有關，還跟導線的位置取向有關。
例3、下列說法中錯誤的是（ ）
A.磁場中某處的磁感應強度大小，就是通以電流I、長為L的一小段導線放在該處時所受磁場力F與I、L的乘積的比值。
B.一小段通電導線放在某處不受磁場力作用，則該處一定沒有磁場。
C.一小段通電導線放在磁場中A處時受磁場力比放在B處大，則A處磁感應強度比B處的磁感應強度大。
D.因為B =F／IL，所以某處磁感應強度的大小與放在該處的通電小段導線IL乘積成反比。
答案：ABCD
例4、一根導線長0.2m，通過3A的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是6×10-2N，則該處的磁感應強度B的大小是_____T；如果該導線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應強度的大小是_____T。
解析：由磁感應強度的定義式 ： 得：T=0.1T ，當導線的長度和電流都減小一半，磁感應強度的大小不變，仍為0.1T。答案：0.1T；0.1T。
課堂同步
1．有人根據公式，提出以下看法，其中正確的是 ( )
A．磁感應強度的數值跟通電導線受到的磁場力Ｆ的大小成正比
B．磁感應強度的數值跟通電導線的電流Ｉ成反比
C．磁感應強度的數值跟通電導線的長度Ｌ成反比
D．磁感應強度是表示磁場強弱的物理量，它是客觀存在的，它與外加導線的長度、電流的強弱和受力情況均無關
2.磁場中任一點的磁場方向為 ( )
A. 小磁針受磁場力的方向
B．小磁針北極受磁場力的方向?
C. 小磁針南極受磁場力的方向?
D．通電導線在該處所受磁場力的方向相同
3．下列說法正確的是（ ）
A．電荷處在電場強度為零的地方，受到的電場力一定為零
B．一小段通電導線放在磁感應強度為零的地方，受到的磁場力一定為零
C．一小段通電導線在某處不受磁場力的作用，則該處磁感應強度為零
D．電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強度為零
4．關于磁感應強度，下列哪種說法正確（ ）
A．磁感應強度只是描述強弱的物理量
B．由B=F/IL可知，在磁場中某處磁感應強度大小與該處通電導線的I與L乘積成反比
C．通電導線所受磁場力為零，該處磁感應強度不一定為零
D．放置在磁場中1米長的導線，通過1安的電流，受到的力為1牛，該處磁感應強度就是1特
5．一根長為0.2 m的電流為2 A的通電導線，放在磁感應強度為0.5 T的勻強磁場中，受到的安培力大小可能是（ ）
A．0.4 N B．0.2 N C．0.1N D．0 N
6．一根導線長0.2m，通過3A的電流，在勻強磁場中某處受到的最大磁場力是6×10-2N，則該處的磁感應強度B的大小是 T；如果該導線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應強度的大小是 T，導線受到的最大磁場力是 N。
7．勻強磁場中長2cm的通電導線垂直磁場方向，當通過導線的電流為2A時，它受到的磁場力大小為4×10-3N，則該處的磁感應強度為 ，若電流不變，導線長度減小到1cm，則它受磁場力F為 ，該處的磁感應強度為
二、磁感應強度
課堂同步 1.D 2.B 3.ABD 4.C 5.BCD 6. 0.1T 0.1T 1.5×10-3N 7.0.1T 2×10-3N 0.1T
教后記：
本節課內容簡明而要，突出磁感應強度的物理意義，方向，大小，單位就行。強調磁場中某點磁感應強度的大小與通電導線的受力無關，由磁場本身決定；通電導線在磁場中的受力不僅與磁感應強度有關，還跟導線的位置取向有關（垂直和平行）。
第三課時 幾種常見的磁場
三維目標
（一）知識與技能
1、知道什么是磁感線。2、知道條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環形電流和通電螺線管的分布情況。 3、會用安培定則判斷直線電流、環形電流和通電螺線管的磁場方向。
4、知道安培分子電流假說是如何提出的。 5、會利用安培假說解釋有關的現象。
6、理解磁現象的電本質。7、知道磁通量定義，知道Φ =BS的適用條件，會用這一公式進行計算。
（二）過程與方法
1、通過模擬實驗體會磁感線的形狀，培養學生的空間想象能力。
2、由電流和磁鐵都能產生磁場，提出安培分子電流假說，最后都歸結為磁現象的電本質。
3、通過引入磁通量概念，使學生體會描述磁場規律的另一重要方法。
（三）情感、態度與價值觀
1、通過討論與交流，培養對物理探索的情感。2、領悟物理探索的基本思路，培養科學的價值感。
教學重點
會用安培定則判斷磁感線方向，理解安培分子電流假說。
教學難點
安培定則的靈活應用即磁通量的計算。
教學方法
類比法、實驗法、比較法
教學過程
（一）引入新課
電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢？
（磁感線）那么什么是磁感線？又有哪些特點呢？這節課我們就來學習有關磁感線的知識。
（二）進行新課
1、磁感線
什么是磁感線呢？學生閱讀教材，回答：所謂磁感線是在磁場中畫一些有方向的曲線，曲線上每一點的切線方向表示該點的磁場方向。
［演示］在磁場中放一塊玻璃板，在玻璃板上均勻地撒一層細鐵屑，細鐵屑在磁場里被磁化成“小磁針”，輕敲玻璃板使鐵屑能在磁場作用下轉動。［現象］鐵屑靜止時有規則地排列起來，顯示出磁感線的形狀。如圖3.3-1所示：［用投影片出示條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線分布情況］
總結：磁感線是閉合曲線，磁鐵外部的磁感線是從北極出來，回到磁鐵的南極，內部是從南極到北極。任意兩條磁感線不相交
2．幾種常見的磁場
條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線分布情況，如圖3.3-1所示：
（1）．通電直導線產生的磁場
過渡:前面我們做過通電直導線可以使小磁針發生偏轉的實驗，該實驗說明通電直導線也可以產生磁場，那通電直導線產生的磁場怎樣呢？［用投影片出示通電直導線周圍的磁感線分布情況］如圖3.3-2所示：
總結：直線電流的方向和電流的磁感線方向之間的關系可用安培定則（也叫右手螺旋定則）來判定：用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向。
例1、如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方，并與磁針指向平行，能使小磁針的N極轉向讀者，那么這束帶電粒子可能是（ ）
A.向右飛行的正離子束
B.向左飛行的正離子束
C.向右飛行的負離子束
D.向左飛行的負離子束
解析：小磁針的N極指向讀者，說明小磁針所在處的磁場方向是指向讀者，由安培定則可確定出帶電粒子形成的電流方向向左，這向左的電流可能是向左飛行的正離子形成，也可能是向右飛行的負離子形成，故正確答案為B、C
答案：BC
（2）環行電流的產生的磁場方向
［出示投影片］環形電流的磁場。如圖課本圖3.3-3所示：
總結：環形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定：讓右手彎曲的四指和和環形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環形導線中心軸線上磁感線的方向。
例2．如圖所示，當線圈中通以電流時，小磁針的北極指向讀者.試確定電流方向.
電流方向為逆時針方向
（3）通電螺線管產生的磁場方向
［出示投影片］通電螺線管的磁場。如圖課本圖3.3-4所示：
總結通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關系，也可用安培定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管內部磁感線的方向。
例３.如圖所示，放在通電螺線管內部中間處的小磁針，靜止時N極指向右.試判定電源的正負極.
解析：小磁針N極的指向即為該處的磁場方向，所以在螺線管內部磁感線方向由a→b，根據安培定則可判定電流由c端流出，由d端流入，故c端為電源的正極，d端為負極.
注意：不要錯誤地認為螺線管b端吸引小磁針的N極，從而判定b端相當于條形磁鐵的南極，關鍵是要分清螺線管內、外部磁感線的分布.
.
例４、一細長的小磁針，放在一螺線管的軸線上，N極在管內，S極在管外。若此小磁針可左右自由移動，則當螺線管通以圖所示電流時，小磁針將怎樣移動？

解析：正確解題思路是：當螺線管通電后，根據右手螺旋定則判定出管內、外磁感線方向如圖所示，管內外a、b兩處磁場方向向右，管內b處磁感線分布較密，管處a處磁感線分布較稀。根據磁場力的性質知：小磁針N極在b處受力方向向右，且作用力較大；小磁針S極在a處受力向左，且作用力較小，因而小磁針所受的磁場力的合力方向向右。“同名磁極相斥、異名磁極相吸”只適合于磁體間外部相互作用的情形，適用情形存在局限性；而磁場力的性質：“磁體N極受力方向與所在處磁場方向相同”對于磁極間內部或外部作用總是普遍適用的。
磁感線和電場線的區別（1）電場線是電場的形象描述，而磁感線是磁場的形象描述。
（2）電場線不是閉合曲線，而磁感線是閉合曲線。
（3）電場線上每一點的切線方向都是跟該點的場強方向一致，磁感線上每一點的切線方向都跟該點的磁感應強度方向一致。
（4）電場線的疏密程度表示電場強度的大小。磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小。
通電直導線、環行電流的立體圖、俯視圖及縱截面圖見世紀金榜81頁
電流磁場和天然磁鐵相比有何特點？（1）電流磁場的有無可由通斷電來控制。（2）電流磁場的極性可以由電流方向變換。（3）電流磁場的強弱可由電流的大小來控制。
電流的磁場用途很廣泛，如電磁起重機、電話、電動機、發電機以及在自動控制中得到普遍應用的電磁繼電器。
3、安培分子電流假說
過渡：磁鐵和電流都能產生磁場。它們的磁場是否有什么關系呢？我么已經知道，通電螺線管和條形磁鐵的磁場分布十分相似，安培由此受到啟發，提出了著名的分子電流假說。
在原子、分子等物質微粒內部，存在著一種環形電流——分子電流，分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體，它的兩側相當于兩個磁極，這就是分子電流假說。
［投影片出示課本圖3.3-6］以進一步理解安培分子電流假說。
用安培假說可以解釋磁化現象
如鐵棒未被磁化時，內部各分子電流的取向是雜亂無章的，它們的磁場互相抵消，對外界不顯磁性。什么是磁化以及如何去理解磁化和磁極？使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程叫磁化。在有外界磁場的作用時，某些物質內部各分子電流的取向會變得大致相同，這個過程就是磁化，這些物質被磁化后，各分子電流的磁場互相疊加，對外界顯示出較強的磁作用，在兩端形成磁極。
解釋永磁體之所以具有磁性，是因為它內部的環形分子電流本來就排列整齊.永磁體受到高溫或猛烈的敲擊會失去磁性，這是因為在激烈的熱運動或機械振動的影響下，分子電流的取向又變得雜亂無章了。
解釋為什么無論把磁棒折成多小的一段，它總有兩個磁極？每個環形分子電流的兩個側面必定同時出現，一面相當于N極，另一面相當于S極。
安培分子電流假說揭示了磁現象的電本質
分子電流是由原子內部電子的運動形成的。
結論：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的運動產生的。
例５、關于磁現象的電本質，下列說法中正確的是（ ）
A.磁與電緊密聯系，有磁必有電，有電必有磁
B.不管是磁體的磁場還是電流的磁場都起源于電荷的運動
C.永久磁鐵的磁性不是由運動電荷產生的
D.根據安培假說可知，磁體內分子電流總是存在的，因此，任何磁體都不會失去磁性
解析：磁與電是緊密聯系的，但“磁生電”“電生磁”都有一定的條件，運動的電荷產生磁場，但一個靜止的點電荷的周圍就沒有磁場，分子電流假說揭示了磁現象的電本質，磁鐵的磁場和電流的磁一樣都是由運動電荷產生的，磁體內部只有當分子電流取向大體一致時，就顯示出磁性，當分子電流取向不一致時，就沒有磁性，所以本題的正確答案為B。答案：B
4、勻強磁場
類比勻強電場總結勻強磁場及特點
勻強磁場
①定義：如果磁場的某一區域里，磁感應強度的大小和方向處處相同，這個區域的磁場叫勻強磁場。
②產生方法：距離很近的兩個異名磁極之間的磁場，通電螺線管內部的磁場（除邊緣部分外）都可認為是勻強磁場。
③磁感線的特點：勻強磁場的磁感線是間距相等的平行直線。
5、磁通量
過渡：研究電磁現象時，有時需要研究穿過某一面積的磁場和它的變化，為此，物理學上引入了一個新的物理量——磁通量。
閱讀教材，說出磁通量的定義、公式、單位以及物理意義。
總結：
（1）定義：一個面積為S的平面垂直一個磁感應強度為B的勻強磁場放置，則B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量。
（2）公式：Ф=B·S
（3）單位：韋伯（Wb）? 1Wb=1T·1m2=1V·s
（4）物理意義：磁通量表示穿過這個面的磁感線條數。對于同一個平面，當它跟磁場方向垂直時，磁場越強，穿過它的磁感線條數越多，磁通量就越大。當它跟磁場方向平行時，沒有磁感線穿過它，則磁通量為零。
注意：當平面跟磁場方向不垂直時，穿過該平面的磁通量等于B與它在磁場垂直方向上的投影面積的乘積．即Ф=B·Ssinθ，（θ為平面與磁場方向之間的夾角）（如圖所示）
教師：將磁通量的定義式Ф=B·S變形得：，這個比值反映了什么意義？單位是什么？ B為垂直磁場方向單位面積上的磁通量，反映磁場的強弱。又叫磁通密度。單位Wb/m2
（三）課堂總結、點評
我們這節課主要學習了磁感線、幾種常見磁場以及如何判斷、勻強磁場及磁通量的相關知識。
課堂同步
1.關于磁現象的電本質，安培提出了分子電流假說.他是在怎樣的情況下提出來的( )
A．安培通過精密儀器觀察到分子電流
B．安培根據原子結構理論，進行嚴格推理得出的結論
C．安培根據環形電流的磁性與磁鐵相似提出的一種假說
D．安培憑空想出來的
2.關于磁感線的概念，下列說法中正確的是( )
A．磁感線是磁場中客觀存在、肉眼看不見的曲線
B．磁感線總是從磁體的N極指向磁體的S極
C．磁感線上各點的切線方向與該點的磁場方向一致
D．兩個磁場疊加的區域，磁感線不可能相交
3.一根軟鐵棒放在磁鐵附近會被磁化，這是因為在外磁場的作用下( )
A．軟鐵棒中產生了分子電流
B．軟鐵棒中分子電流消失了
C．軟鐵棒中分子電流的取向變得雜亂無章
D．軟鐵棒中分子電流的取向變得大致相同
4．如果假設地磁場是由于地球帶電造成的，則地球帶（ ）
A．正電 B．負電 C．都可能 D．無法判斷
5.試在3-5圖中，由電流產生的磁場方向確定導線或線圈中的電流方向.
6.請畫出如圖3-6所示各圖中相應的磁感線分布.
課后鞏固
1.關于磁感應強度的單位T，下列表達式中正確的足( ).
A．1T=1Wb／m2 B．1T=1Wb·m2
C．1T=1N·s/C·m D．1T=1N/A·m
2．下列敘述中正確的是（ ）
A．磁場對放入其中的靜止電荷和運動電荷都有力的作用
B．磁體的磁場與電流的磁場都是由電荷的運動產生的
C．磁感線從磁體的N極出發到磁體的S極終止
D．磁感線上某點的切線方向與小磁針在該點靜止時北極指向一致
3．如圖3-7所示，一根通電直導線垂直放在磁感應強度為1T的勻強磁場中，以導線為中心，半徑為R的圓周上有a、b、c、d四個點，已知c點的實際磁感應強度為0，則下列說法中正確的是（ ）
A．直導線中電流方向垂直紙面向里
B．a點的磁感應強度為2T，方向向右
C．b點的磁感應強度為T，方向斜向下，與B成450角
D．d點的磁感應強度為0
4．如圖3-8所示，條形磁鐵垂直放置，閉合圓環水平放置（可自由拉伸），條形磁鐵的中心與圓環中心重合。若圓環由A擴大到B，那么圓環內磁通量變化( )
A．磁通量變大
B．磁通量變小
C.磁通量不變
D．條件不足，無法判斷
5．如圖3-9所示，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時，磁針的S極向紙內偏轉，這一帶電粒子束可能是( ）
A．向右飛行的正離子 B．向左飛行的正離子
C．向右飛行的負離子 D．向左飛行的負離子
6．如圖3-10所示，兩個同樣的導線環同軸平行懸掛，相隔一小段距離。當同時給兩個線圈同方向電流時，兩導線將（ ）
A．吸引 B．排斥
C．保持靜止 D．邊吸引邊轉動
7．如圖3-11所示某一勻強磁場磁感應強度是B，方向沿z軸正向，其中AB=a，BE=b，EF=c，求：
（1）穿過ABCD表面的磁通量；
（2）穿過BCEF表面的磁通量；
（3）穿過ADEF表面的磁通量。
8．如圖3-12所示，有一矩形線圈，一半放在有界的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度為0.2T，線圈可繞ab邊或繞cd邊轉動。已知ab=10cm，bc=20cm，求：（1）在圖示位置的磁通量；
（2）由圖示位置繞ab轉過600位置時的磁通量。
三、幾種常見的磁場
課堂同步 1.C 2.CD 3.D 4.B 5. 略 6. 略
課后鞏固 1.ACD 2.BD 3.BC 4.B 5.BC 6.A 7.0;Bbc;Bbc 8. 2×10-3Wb 2×10-3Wb
教后記：第一課時可講到磁感線，三種電流的磁感線兩個知識點，剩下的放到第二課時。強調安培定則的應用。
第四課時 磁場對通電導線的作用
三維目標
【知識和技能】
1、掌握判斷安培力的方向的方法---左手定則。
2、掌握安培力的分析及計算方法。
【過程和方法】
1、通過試驗演示出磁場、電流、安培力三方向關系，作出示圖，總結出左手定則。
2、學會處理電流和磁場不垂直時的安培力的計算。
【情感、態度、價值觀】
培養學生將分析比較習慣，培養其探索精神。
教學重點
磁場對電流的作用力的方向判斷和大小計算。
教學過程
（一）：安培力的方向
回顧：（1）第2節磁場對通電直導線的作用力同哪些因素有關?
（2）當通電直導線垂直勻磁強時，磁場力的計算公式
總結：磁場對電流的作用力叫安培力。下面先討論安培力的方向。
演示：如圖所示：如果改變導線中的電流方向
現象：導線運動方向隨之改變
表明：通電導線在磁場中所受的安培力的方向與導線中的電流方向有關
作出示意圖（改變前，后），標注磁場方向、安培力的方向與導線中的電流方向
演示：如果調換磁鐵兩極的位置，即改變磁場方向
現象：導線運動方向也隨之改變
表明：通電導線在磁場中所受的安培力的方向與磁場方向有關
作出示意圖（改變前，后），標注磁場方向、安培力的方向與導線中的電流方向
設問：通電導線在磁場中所受安培力的方向跟磁場方向，電流方向之間有怎樣的關系呢？
對四幅圖進行分析比較，找出規律及統一的判定方法。
左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向，就是通電導線所受的安培力的方向。
說明：⑴ 已知磁場方向，電流方向和安培力方向中任何兩個方向可
以利用安培定則判斷第三個的方向
（2）電流方向和磁場方向可以不垂直，但安培力方向一定垂直磁場方向、垂直電流方向，即垂直于電流和磁場確定的平面。
練習：1、教材P99練習1。
2、判斷平行同向、異向通電直導線間的相互作用。
例1.判斷下圖中導線A所受磁場力的方向.
答案：
（垂直于紙面向外）
（二）、安培力的大小
第2節中，我們已經知道：垂直于磁場B放置，長度為L的一段導線，當通過的電流I為時，它所受到的安培力F為：F=ILB。當導線同磁場B平行時，導線受力為零。
思考：當導線和磁場B成角時安培力的大小如何計算
總結：（1）當B于I垂直時，F=ILB
（2）當B于I平行時，F=0
（3）當B與I成角時，F= ILBsin
例2：將長度為20cm、通有0.1A電流的直導線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應強度為1T。試求出下列各圖中導線所受安培力的大小和方向。
解析：由左手定則和安培力的計算公式得：（1）因導線與磁感線平行，所以安培力為零
（2）由左手定則知：安培力方向垂直導線水平向右，大小F=BIL=１×0.1×0.2N=0.02N；（3）安培力的方向在紙面內垂直導線斜向上，大小F=BIL=0.02N。
答案：（1）0；導線與磁感線平行 （2）0.02 N；安培力方向垂直導線水平向右。（3）0.02 N；安培力的方向在紙面內垂直導線斜向上
說明：求安培力的大小時，要注意公式F=BIL中B與I要垂直；用左手定則判定安培力的方向時，要注意安培力既與導線垂直又與磁感線垂直，但B與I可以成任意夾角。
例3 在磁感應強度B＝0.3T的勻強磁場中，放置一根長＝10cm的直導線，導線中通過I＝2A的電流.求以下情況，導線所受的安培力：(1)導線和磁場方向垂直；(2)導線和磁場方向的夾角為30°；(3)導線和磁場方向平行.
0.060N 0.030N 0
例4 如圖3-4-3所示，質量為m的導體棒AB靜止在水平導軌上，導軌寬度為L，已知電源的電動勢為E，內阻為r，導體棒的電阻為R，其余接觸電阻不計，磁場方向垂直導體棒斜向上與水平面的夾角為θ，磁感應強度為B，求軌道對導體棒的支持力和摩擦力．
解析：涉及安培力時的物體的平衡問題，通過對通電棒的受力分析，根據共點力平衡方程求解．棒的受力分析圖如圖3-4-4所示
由閉合電路歐姆定律I=E/(R+r)…………①
由安培力公式 F=BIL…………②
由共點力平衡條件 Fsinθ=f…………③
N+Fcosθ=mg…………④
整理得 f=EBLsinθ/(R+r)…………⑤
N=mg-EBLcosθ/(E+r)………………⑥

拓展：本題是有關安培力的典型問題，必須作好受力分析圖，原題給出的是立體圖是很難進行受力分析，應畫出投影圖，養成良好的受力習慣是能力培養過程中的一個重要環節．
課堂同步
1．如圖3-17所示，對于放在勻強磁場中的通電線圈，下列說法正確的是（ ）
A．線圈平面平行磁感線時所受合力為零，合力矩最大
B．線圈平面平行磁感線時，所受合力最大，合力矩最大
C．線圈平面垂直磁感線時，所受合力為零，合力矩為零
D．線圈平面垂直磁感線時，所受合力為零，合力矩最大
2.如圖3-18所示，一根有質量的金屬棒MN，兩端用細軟導線連接后懸掛于a、b兩點.棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，棒中通有電流，方向從M流向N，此時懸線上有拉力.為了使拉力等于零，可( )
A．適當減小磁感應強度
B．使磁場反向
C．適當增大電流強度
D．使電流反向
3．如圖3-19所示的天平可用來測定磁感應強度.天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，寬為L，共N匝.線圈的下部懸在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面.當線圈中通有電流I(方向如圖3-19)時，在天平左、右兩邊加上質量各為m1、m2的砝碼，天平平衡.當電流反向(大小不變)時，右邊再加上質量為m的砝碼后，天平重新平衡.由此可知( )
A．磁感應強度的方向垂直紙面向里，大小為(m1-m2)g/NIL
B．磁感應強度的方向垂直紙面向里，大小為mg/2NIL
C．磁感應強度的方向垂直紙面向外，大小為(m1-m2)g/NIL
D．磁感應強度的方向垂直紙面向外，大小為mg/2NIL
4．在地球赤道上空，沿東西方向水平放置一根通以由西向東的直線電流，則此導線 （ ）
A．受到豎直向上的安培力 B．受到豎直向下的安培力
C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向東的安培力
5.赤道上某處有一豎直的避雷針，當帶有正電的烏云經過避雷針的上方時，避雷針開始放電，則地磁場對避雷針的作用力的方向為 ( )
A．正東 B．正南 C．正西 D．正北
6．如圖3-22所示，一根長為0.2m的金屬棒放在傾角為θ=370的光滑斜面上，并通以I=5A電流，方向如圖9-20所示，整個裝置放在磁感應強度為B=0.6T，豎直向上的勻強磁場中，金屬棒恰能靜止在斜面上，則該棒的重力為多少？
四、磁場對通電導線的作用力
課堂同步 1.AC 2.C 3.AB 4. A 5.A 6.0.8N
第五課時 磁場對通電導線的作用力（習題課）
三、電磁式電流表
（1）磁場對線圈的作用力 如圖在勻強磁場中，
矩形線圈通以如圖電流，試判定各邊受力情況。
（２）看書總結電磁式電流表結構、原理。
工作原理：
最基本的組成部分：永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤.（最基本的是磁鐵和線圈）
［問題］什么是均勻輻向分布呢？
［教師進一步講解］所謂均勻輻向分布，就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度.該磁場并非勻強磁場，但在以鐵芯為中心的圓圈上，各點的磁感應強度B的大小是相等的
電流表的工作原理-------引導學生弄清楚以下幾點：（并請學生自己歸納P98）
①線圈的轉動是怎樣產生的?
②線圈為什么不一直轉下去？
③為什么指針偏轉角度的大小可以說明被測電流的強弱?
④如何根據指針偏轉的方向來確定電路上電流的方向?
⑤使用時要特別注意什么?
例1 一只電壓表讀數偏小，為糾正這一偏差，可以采取的措施是（ C ）
A、減少表頭線圈的匝數 B、增大表內的串聯電阻
C、增強表頭的永久磁鐵的磁性 D、轉緊表內的螺旋彈簧
四、安培力作用下通電導體運動情況的判定
要判定通電導體在安培力作用下的運動，首先必須清楚導體所在位置的磁場分布情況，然后才能結合左手定則準確判定導體的受力情況，進而確定導體的運動方向，現介紹幾種常用的方法
電流元法：把整段彎曲導線分成多段直線電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導體所受合力的方向，從而確定導體運動的方向。
特殊位置法：通過轉動通電導體到某個便于分析的特殊位置，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定導體運動方向。
等效法：環形電流可等效成小磁針，通電螺線管可等效成條形磁鐵或多個環形電流，反過來等效也成立。
結論法：兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉動趨勢，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉動到平行且電流方向相同的趨勢。
轉換研究對象法：定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向。
例2 如圖所示，有一通電直導線放在蹄形電磁鐵的正上方，導線可以自由移動，當電磁鐵線圈與直導線中通以圖示的電流是時，有關直導線運動情況的說法中正確的是（從上往下看）（C）
A、順時針方向轉動，同時下降 B、順時針方向轉動，同時上升
C、逆時針方向轉動，同時下降 D、逆時針方向轉動，同時上升
【解析】用安培定則判斷通電蹄形電磁鐵的極性，通電直導線在蹄形磁鐵的磁場中，它的受力情況用電流無法進行判斷，如圖所示把直線電流等效為AO、OO/、O/B三段，其中OO/為極短的電流元。畫出電磁鐵的磁感線，可知OO/段電流元不受安培力的作用，AO段受垂直于紙面向外的安培力，O/B段受一垂直于紙面向里的安培力，故從上往下看，導線以OO/段為軸逆時針轉動。再用特殊位置法，假設導線轉過90°，如圖所示，則導線受力的受力方向應豎直向下。實際上導線的運動應是上述兩種運動的合成。
【答案】C
例3 如圖所示，在條形磁鐵S極附近懸掛一個線圈，線圈與水平磁鐵位于同一平面內，當線圈中電流沿圖示方向流動時，將會出現( D )
A．線圈向磁鐵平移
B．線圈遠離磁鐵平移
C．從上往下看，線圈順時針轉動，同時靠近磁鐵
D．從上往下看，線圈逆時針轉動，同時靠近磁鐵
例4 如圖3-20所示，兩根互相絕緣、垂直放置的直導線ab和cd，分別通有方向如圖的電流，若通電導線ab固定不不動，導線cd能自由運動，則它的運動情況是( C ).
A．順時針轉動，同時靠近導線ab
B．順時針轉動，同時遠離導線ab
C．逆時針轉動，同時靠近導線ab
D．逆時針轉動，同時遠離導線ab
五、安培力與力學知識結合
例5 一根均勻粗導線的兩端用柔軟導線拉入電路，用用兩根彈簧測力計懸掛起來，使導線MN保持水平，如圖所示，在導線MN處加水平向里的磁場，并通以自M向N的電流，彈簧測力計的示數為F，若要使彈簧測力計示數增大，可以采用的做法是（ACD）
A、只減小電流 B、只增加電流
C、只改變電流方向 D、只改變磁場方向
【解析】對通電導體進行受力分析，由左手定則，確定安培力F安方向向上，如圖所示，設彈簧測力計的示數為T，則有T+F安=mg 即T=mg-F安，要使T增大，方法1、可使F安減小，F安=BIL可知，通過減小I，可達到目的。方法2、可使F安反向，可通過改變電流方向或改變磁場方向來實現。
【答案】A、C、D
例6 如圖所示，在與水平方向成60°的光滑金屬導軌間連一電源，在相距1m的平行導軌上放一重力為3N的金屬棒ab，棒上通以3A的電流，磁場方向豎直向上，這時棒恰好靜止。求：（1）勻強磁場的磁感應強度B；（2）ab棒對導軌的壓力。
T 6N
【解析】先將原圖改畫為側視圖，對導體棒受力分析，如圖所示，導體棒恰好能靜止，應有
Nx=F安
Ny=G
因為tan60°= 所以F安= tan60°Ny=G
又F安=BIL
所以B=
導體棒對軌道的壓力與軌道對棒的支持力N大小相等。
N==
課堂同步
1．如圖所示，一根質量為m的金屬棒AC用軟線懸掛在磁感應強度為B的勻強磁場中，通入A→C方向的電流時，懸線張力不為零，欲使懸線張力為零，可以采用的辦法是（ ）
A、不改變電流和磁場方向，適當增大電流
B、只改變電流方向，并適當減小電流
C、不改變磁場和電流方向，適當減小磁感應強度
D、同時改變磁場方向，并適當增大磁感應強度
2．如圖所示，一位于xy平面內的矩形通電線圈只能繞ox軸轉動，線圈的四個邊分別與x、y軸平行，線圈中電流方向如圖，當空間加上如下所述的哪種磁場時，線圈會轉動起來？（ ）
A.方向沿x軸的恒定磁場 B.方向沿y軸的恒定磁場
C.方向沿z軸的恒定磁場 D.方向沿z軸的變化磁場
3．如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長直導線，導線與磁鐵垂直，給導線通以垂直紙面向外的電流，則（ ）
A、磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用
B、磁鐵對桌面壓力減小，受到桌面的摩擦力作用
C、磁鐵對桌面壓力增大，不受桌面的摩擦力作用
　D、磁鐵對桌面壓力增大，受到桌面的摩擦力作用
4．如所示，兩根平行放置的長直導線a和b載有大小相同、方向相反的電流，a受到的磁場力大小為F1．當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場后，a受到磁場力大小變為F2，則此時b受到的磁場力大小變為（ ）
A、F2
B、F1-F2
C、F1+F2
D、2F1-F2
5.質量為m的通電細桿ab置于傾角為θ的導軌上，導軌的寬度為d，桿ab與導軌間的摩擦因數為μ.有電流時，ab恰好在導軌上靜止，如圖3-24所示.圖(b)中的四個側視圖中，標出了四種可能的勻強磁場方向，其中桿ab與導軌之間的摩擦力可能為零的圖是( ).
6.電流表中通以相同的電流時，指針偏轉的角度越大，表示電流表的靈敏度越高.下列關于電流表靈敏度的說法中正確的是( ).
A．增加電流計中的線圈匝數，可以提高電流表的靈敏度
B．增強電流計中永久磁鐵的磁性，可以提高電流表的靈敏度
C．電流計中通的電流越大，電流表的靈敏度越高
D．電流計中通的電流越小，電流表的靈敏度越高
7、在傾角為的光滑斜面上，置一通有電流為I、長為L、質量為m的導體棒，如圖所示，試求：
⑴欲使棒靜止在斜面上，外加勻強磁場的磁感應強度B的最小值和方向
⑵欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，應加勻強磁場B的最小值和方向

補充習題
1.如圖3-4-11所示，長為L的導線AB放在相互平行的金屬導軌上，導軌寬度為d，通過的電流為I，垂直于紙面的勻強磁場的磁感應強度為B，則AB所受的磁場力的大小為（ ）
A．BIL B．BIdcosθ C．BId/sinθ D．BIdsinθ
2.一個可以自由運動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個圓線圈的圓心重合，當兩線圈都通有如圖3-23所示方向的電流時，則從左向右看，線圈L1將( )
A．不動 　 B．順時針轉動
C．逆時針轉動 D．向紙外平動
3.一條形磁鐵靜止在斜面上，固定在磁鐵中心的豎直上方的水平導線中通有垂直紙面向里的恒定電流，如圖3-25所示.若將磁鐵的N極位置與S極位置對調后，仍放在斜面上原來的位置，則磁鐵對斜面的壓力F和摩擦力f的變化情況分別是( ).
A．F增大，f減小 B．F減小，f增大
C．F與f都增大 D．F與f都減小
4．在兩個傾角均為的光滑斜面上，放有一個相同的金屬棒，分別通以電流I1和I2，磁場的磁感應強度大小相同，方向如圖中(a)、(b)所示，兩金屬棒均處于平衡狀態，則兩種情況下的電流強度的比值I1：I2為多少？
　　
５、電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖所示，1982年，澳大利亞國立大學制成了能把2.2g的彈體（包括金屬桿EF的質量）加速到10km/s的電磁炮（常規炮彈的速度約為2km/s），若軌道寬2m，長為100m，通以恒定電流10A，則軌道間所加勻強磁場的磁感應強度為多大？磁場力的最大功率為多大？（不計軌道摩擦）
課堂同步1. AD 2.、B 3、A 4、A 5. AB 6. AB 　
補充習題1、C 2. B 3. C 4、１∶cosα
第六課時 磁場對運動電荷的作用力
一．教學目標
【知識和技能】
1．知道什么是洛倫茲力，通電導線在磁場中所受的安培力實際是洛倫茲力的宏觀表現
2．掌握洛倫茲力的計算及方向的判定
【過程和方法】
1．通過觀察“陰極射線在磁場中偏轉”的演示實驗，形成洛倫茲力的概念
2．建立洛倫茲力與安培力的聯系，會用左手定則判斷洛倫茲力的方向
3．通過思考與討論，推導出洛倫茲力的大小公式
【情感、態度、價值觀】
經歷觀察和思考的過程，會根據舊知識得到新知識，培養學生的科學思維和科學方法
二．教學重點
洛倫茲力的推導和方向的判定
三．教學難點
洛倫茲力的計算及方向的判定
四．教學過程
引入課題
前面我們學習了磁場對電流的作用力，下面思考兩個問題：
1.如圖判定安培力的方向（讓學生上黑板做）
若已知上圖中：B=4.0×10-2 T，導線長L=10 cm，I=1 A.求：導線所受的安培力大小？
［學生解答］
解：F=BIL=4×10-2 T×1 A×0.1 m=4×10-3 N
答：導線受的安培力大小為4×10-3 N.
2.什么是電流？
［學生答］電荷的定向移動形成電流.
［教師講述］磁場對電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動形成的，我們會想到：這個力可能是作用在運動電荷上的，而安培力是作用在運動電荷上的力的宏觀表現.
［演示實驗］觀察磁場陰極射線在磁場中的偏轉（100頁圖3。5--1）
問題思考：電視顯像管中的電子只是細細的一束，為什么能使整個屏幕發光？
推理判斷：電流在磁場中會受到安培力，而電流是電荷的定向運動而產生的，那么運動的電荷會受到磁場力的作用嗎？
實驗觀察：陰極射線在磁場中偏轉。
介紹陰極射線管
如何觀察電子束的徑跡？
觀察：沒加磁場時電子束如何？
外加蹄形磁鐵的磁場，不同方向的磁場對電子的不同影響
新課教學
（一）洛倫茲力的方向
建立概念：運動電荷在磁場中所受的力稱為洛倫茲力
形成共識：通電導線在磁場中所受的安培力，實際是洛倫茲力的宏觀表現
推理判斷：用左手定則可以判定洛倫茲力的方向
——伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內，讓磁感線從掌心進入，并使四指指向正電荷運動的方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。負電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反。
依據上圖，闡明：洛倫茲力的方向與運動方向和磁感應強度的方向都垂直。
例1．試判斷圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向.
解答：甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上；乙中正電荷所受的洛倫茲力方向向下；丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向讀者；丁中正電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙里。
例2：來自宇宙的電子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些電子在進入地球周圍的空間時，將 （　　　）
A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對于預定地面向東偏轉
C．相對于預定點稍向西偏轉 D．相對于預定點稍向北偏轉
解答：。地球表面地磁場方向由南向北，電子是帶負電，根據左手定則可判定，電子自赤道上空豎直下落過程中受洛倫茲力方向向西。故C項正確
（二）洛倫茲力的大小
嘗試由安培力的大小推導洛倫茲力的大小
設有一段長度為L的通電導線，橫截面積為S，導線每單位體積中含有的自由電荷數為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的磁場中.
［問題］這段導線中電流I的微觀表達式是多少？讓學生推導后回答。
［學生答］I的微觀表達式為I=nqSv
［問題］這段導體所受的安培力為多大？［學生答］F安=BIL
［問題］這段導體中含有多少自由電荷數？
［學生答］這段導體中含有的電荷數為nLS.
［問題］每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為多大？
［學生答］安培力可以看作是作用在每個運動上的洛倫茲力F的合力，這段導體中含有的自由電荷數為nLS,所以 F= F安/nLS = BIL/nLS = nqvSLB/nLS =qvB
如果速度方向與磁感應強度的方向成θ，可考慮將速度v沿垂直磁場方向和平行磁場方向進行分解。（也可以將磁感應強度B分解為垂直速度方向和沿速度方向的兩個分量）
F=qvBsinθ
可推導出：
學生活動：
1．說明公式中各符號的物理意義及其單位
2．討論兩個特例：θ取90°和0°時情況
3．討論洛倫茲力對速度的影響。
——只改變速度的方向，不改變速度的大小；不作功、不改變粒子的動能
【例3】關于運動電荷和磁場的說法中，正確的是（D）
A、運動電荷在某點不受洛侖茲力作用，這點的磁感應強度必為零
B、電荷的運動方向、磁感應強度方向和電荷所受洛侖茲力的方向一定互相垂直
C、電子射線由于受到垂直于它的磁場作用而偏轉，這是因為洛侖茲力對電子做功的結果
D、電荷與磁場沒有相對運動，電荷就一定不受磁場的作用力
【解析】運動電荷處于磁感線強度為零處,所受洛侖茲力為零,但當運動電荷的速度方向和磁場方向一致時（同向或反向）也不受洛侖茲力的作用；運動電荷受到的洛侖茲力垂直于磁場方向和電荷運動方向所決定的平面，即洛侖茲力既垂直磁場方向，也垂直于電荷的運動方向，但磁場方向和電荷運動方向不一定垂直；因為洛侖茲力一定垂直于電荷的運動方向，所以洛侖茲力永遠不做功；運動電荷才受洛侖茲力的作用，這里的運動應是與磁場的相對運動。
【答案】D
例4：如圖所示，一個帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度為B，若小帶電體的質量為m，為了使它對水平絕緣面正好無壓力，應該（?? ）
A．使B的數值增大
B．使磁場以速率 v＝，向上移動
C．使磁場以速率v＝，向右移動
D．使磁場以速率v＝，向左移動
解答：為使小球對平面無壓力，則應使它受到的洛倫茲力剛好平衡重力，磁場不動而只增大B，靜止電荷在磁場里不受洛倫茲力， A不可能；磁場向上移動相當于電荷向下運動，受洛倫茲力向右，不可能平衡重力；磁場以V向右移動，等同于電荷以速率v向左運動，此時洛倫茲力向下，也不可能平衡重力。故B、C也不對；磁場以V向左移動，等同于電荷以速率v向右運動，此時洛倫茲力向上。當 qvB＝mg時，帶電體對絕緣水平面無壓力，則v＝，選項 D正確。
課堂同步
1. 一個電子穿過某一空間而未發生偏轉，則 （ ）
A．此空間一定不存在磁場 　　　　 　B．此空間可能有方向與電子速度平行的磁場
C．此空間可能有磁場 ，方向與電子速度垂直　　　　D．以上說法都不對
2.如圖所示，帶電粒子所受洛倫茲力方向垂直紙面向外的是 （ ）
３．帶電量為+q的粒子，在勻強磁場中運動，下面說法中正確的是（ 　 ）
A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同
B．如果把+q改為-q，且速度反向大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變
C．只要帶電粒子在磁場中運動，它一定受洛倫茲力作用
D．帶電粒子受洛倫茲力越小，則該磁場的磁感應強度越小
４.如圖所示，陰極射線管(A為其陰極)放在蹄形磁鐵的N、S兩極間，射管的A、B兩極分別接在直流高壓電源的________極和________極.此時，熒光屏上的電子束運動軌跡________偏轉(選填“向上”、“向下”或“不”).
５、如圖所示，各帶電粒子均以速度v射入勻強磁場，其中圖C中v的方向垂直紙面向里，圖D中v的方向垂直紙面向外，試分別指出各帶電粒子所受洛侖茲力的方向。
６.如圖所示，空間有磁感應強度為B，方向豎直向上的勻強磁場，一束電子流以初速v從水平方向射入，為了使電子流經過磁場時不偏轉（不計重力），則在磁場區域內必須同時存在一個勻強電場，這個電場的場強大小與方向應是　　　　（ ）
A．B/v，方向豎直向上　　　　　　　B．B/v，方向水平向左
C．Bv，垂直紙面向里　　　　　　　 D．Bv，垂直紙面向外
７.如圖所示，一帶負電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時的速率為v,若加一個垂直紙面向外的勻強磁場，并保證滑塊能滑至底端，則它滑至底端時的速率 （ ）
A．變大 B．變小 C．不變 D．條件不足，無法判斷
課堂同步
１.B；2.C； ３.B ４．負，正，向下　５.略　６.C；７.B；
第七課時 磁場對運動電荷的作用力（習題課）
３.電視顯像管的工作原理
電視顯像管應用了電子束磁偏轉的原理。
　　顯像管中有一個陰極,工作時它能發射電子,熒光屏被電子束撞擊就能發光。可是,很細的一束電子打在熒光屏上只能使一個點發光,而實際上要使整個熒光屏發光,這就要靠磁場來使電子束偏轉了。
實際上,在偏轉區的水平方向和豎直方向都加有偏轉磁場,其方向、強弱都在不斷變化,因此電子束打在熒光屏上的光點就不斷移動,這在電視技術中叫做掃描,電子束從最上一行到最下一行掃描一遍叫做一場,電視機中每秒要進行50場掃描,所以我們感到整個熒光屏都在發光。
例１　如圖所示，沒有磁場時電子束打在熒光屏正中的O點。為使電子束偏轉,由安裝管頸的偏轉線圈產生偏轉磁場。
　 ⑴.如果要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏上的A點,偏轉磁場應該沿什么方向?
　 ⑵.如果要使電子束打在B點,磁場應該沿什么方向
　 解答：由左手定則，⑴中偏轉磁場應該豎直向上　　⑵中偏轉磁場應該豎直向下。　　
４.洛倫茲力的特點
(1)運動的電荷才有可能受到洛倫茲力，靜止的電荷在磁場中不受洛倫茲力。
(2)洛倫茲力的大小和方向都與帶電粒子運動狀態有關。
(3)洛倫茲力對運動電荷不做功，不會改變電荷運動的速率，只改變速度的方向。
帶電粒子在磁場和電場中受力的區別
⑴電場對靜止或運動的帶電粒子都有電場力的作用，磁場只對運動的帶電粒子有磁場力（洛倫茲力）的作用（條件是v與B不平行）。
（2）電場力跟電場強度E的方向相同（正電荷）或相反（負電荷），洛倫茲力跟磁感應強度B的方向垂直。
⑶電場力不受粒子運動速度的影響，洛倫茲力則與粒子運動速度有關
例２　 單擺擺長L，擺球質量為m，帶有電荷＋q，在垂直于紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場中擺動，當其向左、向右通過最低點時，線上拉力大小是否相等？
解答：擺球所帶電荷等效于一個點電荷，它在磁場中擺動時受到重力mg，線的拉力F與洛倫茲力F′，由于只有重力做功，故機械能守恒，所以擺球向左、向右通過最低點時的速度大小是相等的，設為V，向左通過最低點時洛倫茲力F′豎直向下，根據牛頓第二定律，如圖4有
???
故有
當向右通過最低點時，洛倫茲力 的豎直向上，而大小仍為qvB，同理可得

顯然F1＞F2
例３　如圖所示，MDN為絕緣材料制成的光滑豎直半圓環，半徑為R，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直紙面向外。一帶電量為-q，質量為m的小球自M點無初速下落，下列說法中正確的是（ABD）
A、由M滑到最低度點D時所用時間與磁場無關
B、球滑到D時，速度大小v=
C、球滑到D點時，對D的壓力一定大于mg
D、滑到D時，對D的壓力隨圓半徑增大而減小
【解析】對沿光滑豎直半圓環下滑的小球進行受力分析，如圖所示，使小球下滑的力只有重力沿軌道的切向分力Gt，洛侖茲力的存在只是減少了小球對軌道的壓力，故下滑到最低點所用的時間及到最低點的速度與磁場是否存在均無關。
下滑過程中，只有重力做功，由機械能守恒得：mgR=
所以v=
在最低點時，三個力的合力提供圓周運動的向心力（如圖所示），即
N+F洛-mg=m·
N=mg+2mg- F洛=3mg- F洛，不能確認N和mg的關系，即不能確定小球對軌道壓力和重力關系。
由N=3mg- F洛=3mg-qVB=3mg-qB可知，當R變大時，N在減小，即對軌道壓力在減小。
【答案】A、B、D
例４　如圖所示，在豎直平面內有一個正交的勻強電場和勻強磁場，磁感應強度為1T，電場強度為10N/C，一個帶正電的微粒，q=2×10-6C，質量m=2×10-6㎏，在這正交的電場的磁場內恰好做勻速直線運動，則帶電粒子運動的速度大小多大？方向如何？
20m/s 與電場強度成60°斜向上。
【解析】運動電荷作勻速直線運動，則它受的合外力必為零，重力和電場力的大小、方向均可直接確定，則洛侖茲力必與重力和電場力的合力等值、反向，如圖所示，由左手定則就可確定運動電荷的速度方向。
設速度v與電場E的夾角為
tan=
所以=60°
由運動電荷受到合外力為零，得：
qVB=2mg
所以 v=
課堂同步
1.如圖所示是電視機顯像管及其偏轉線圈的示意圖.如果發現電視畫面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是( )
A．電子槍發射能力減弱，電子數減少
B．加速電場的電壓過高，電子速率偏大
C．偏轉線圈局部短路，線圈匝數減少
D．偏轉線圈電流過小，偏轉磁場減弱
2.在圖中虛線所圍的區域內，存在電場強度為E的勻強電場和磁感應強度為B的勻強磁場.已知從左方水平射入的電子，穿過這區域時未發生偏轉，設重力可以忽略不計，則在這區域中的E和B的方向可能是( ).
A．E和B都沿水平方向，并與電子運動的方向相同
B．E和B都沿水平方向，并與電子運動的方向相反
C．E豎直向上，B垂直紙面向外
D．E豎直向上，B垂直紙面向里
3．某空間存在著正交的勻強電場和勻強磁場，勻強電場方向水平向右，勻強磁場方向垂直于紙面向里，E=N/C，B=1T，現有一個質量m=2×10-6kg，q=2×10-6C的液滴以多大速度運動時能做勻速運動？速度方向如何？
4．如圖所示，將傾角為θ的光滑絕緣斜面固定于水平面上，置于磁感應強度為B的勻強磁場中，一小物體質量為m，電量為q，從斜面頂端由靜止開始滑下，已知物體對斜面的彈力在逐漸減小，則物塊帶什么電？當物塊剛離開斜面時速度為多大？物塊在斜面上所走過的距離為多少？
5．如圖所示，質量為m，帶電量為q的小球套在很長的一根絕緣桿上，將桿豎直放入互相平行的水平勻強電場和勻強磁場中，球與桿間的μ已知，則當小球下滑的速度為v時，其加速度為多大？小球最終速度為多大？（設電場強度為E，磁感應強度為B）
6、如圖所示，一帶電為-q的小球，質量為m，以初速度v0豎直向上射入水平方向的勻強磁場中，磁感應強度為B。當小球在豎直方向運動h高度時，球在b點上所受的磁場力多大？

五、磁場對運動電荷的作用力
課堂同步
1． BCD(提示:電視畫面的幅度比正常的偏小，說明電子束的偏轉半徑偏大.) 2. ABC 3.20m/s,正電荷v與E成600，負電荷v與E成1200 4.正電；；。 5. ；
補充習題
7、如圖所示，虛線框內空間中同時存在著勻強電場和勻強磁場，勻強電場的電場線方向豎直向上，電場強度E=6×104V/m，勻強磁場的磁感線未在圖中畫出，一帶正電的粒子按圖示方向垂直進入虛線框空間中，速度v=2×105m/s。如要求帶電粒子在虛線框空間做勻速運動，磁場中磁感受線的方向如何？磁感應強度大小如何？（帶電粒子所受重力忽略不計）
垂直紙面向外

8、磁流體發電是一項新興持術，它可以把氣體的內能直接轉化為電能，如圖所示是磁流體發電機的裝置，A、B組成一對平行電極，兩板間距為d，內有磁感應強度為B的勻強磁場。現持續將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的微粒，而整體呈中性）垂直噴入磁場，每個離子的速度為v，電量大小為q，忽略兩極之間的等效內阻，穩定時，電勢較高的是哪個極？磁流體發電機的電動勢多大？外電阻R上消耗的功率為多大？
第八課時 帶電粒子在勻強磁場中的運動
三維目標
【知識與技能】
理解帶電粒子的初速度方向與磁感應強度方向垂直時，在勻強磁場中做勻速圓周運動
熟練掌握"帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動"的基本規律
推導帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑、周期公式，學會解答有關問題
知道質譜儀的工作原理及旋加速器的基本構造、工作原理及用途
【過程與方法】
通過學習質譜儀的工作原理，讓學生認識先進科技的發展，有助于培養學生對物理的學習興趣．培養分析物理問題的能力，掌握構建物理圖景的分析方法，綜合運用力學知識、電磁學知識解決帶電粒子在復合場（電場、磁場）中的問題.
【情感態度與價值觀】
通過對本節的學習，充分了解科技的巨大威力，體會科技的創新歷程。
教學重點：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑和周期公式，并能分析有關問題.
教學難點：1、帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動的基本規律。qvB=mv2/r
2、綜合運用力學知識、電磁學知識解決帶電粒子在復合場中的問題.
教學過程：
復習舊知 引入新課
［問題1］什么是洛倫茲力，洛倫茲力產生的條件？［磁場對運動電荷的作用力］
［問題2］洛倫茲力的大小和方向如何確定，洛倫茲力有什么特點？
[左手定則—方向][F=qvBsinθ，θ為電荷運動方向與磁場方向的夾角，θ=90°，F=qvB;θ=0°，F=0—大小]
引入：帶電粒子進入勻強磁場時將做什么運動呢？今天我們就來討論—帶電粒子在勻強磁場中的運動
新課教學
一、 帶電粒子在勻強磁場中的運動（重力不計）
1、帶電粒子平行射入勻強磁場的運動狀態？勻速直線運動
2、帶電粒子垂直射入勻強磁場的運動狀態？勻速圓周運動，洛倫茲力不做功
3、在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑r和周期T，與速度v、磁場強度B的關系？
（1） 圓周運動的半徑 （2） 圓周運動的周期
二、實驗驗證——洛倫茲力演示儀
（1）結構： ①電子槍：射出電子
②加速電場：作用是改變電子束出射的速度
③勵磁線圈：作用是能在兩線圈之間產生平行于兩線圈中心的連線的勻強磁場
（2）實驗結論：
①沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，在勻強磁場中做勻速圓周運動。
②磁場強度不變，粒子射入的速度增加，軌道半徑也增大。
③粒子射入速度不變，磁場強度增大，軌道半徑減小。
例1 電子以m/s的速度沿著與磁場垂直的方向射入B=2.0×10-4T的勻強磁場中。求電子做勻速圓周運動的軌道半徑和周期。
鞏固訓練1 已知氚核的質量約為質子的3倍，帶正電荷，電荷量為一個元電荷；α粒子即氦原子核，質量約為質子的4倍，帶正電荷，電荷量為元電荷的2倍。現在質子、氚核和α粒子在同一勻強磁場中做勻速圓周運動。求以下情況下它們運動半徑之比
（1）它們的速度大小相等
（2）它們由靜止經過相同的加速電場加速后進入磁場。
例2 如圖所示，一束電子（電量為e）以速度v垂直射入磁感強度為B，寬度為d的勻強磁場中，穿透磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是30°，則電子的質量是 ，穿透磁場的時間是 。
解析：電子在磁場中運動，只受洛侖茲力作用，故其軌跡是圓弧的一部分，又因為f⊥v，故圓心在電子穿入和穿出磁場時受到洛侖茲力指向交點上，如圖中的O點，由幾何知識知，AB間圓心角θ＝30°，OB為半徑。
∴r=d/sin30°=2d，又由r=mv/Be得m=2dBe/v
又∵AB圓心角是30°，∴穿透時間t=T/12，故t=πd/3v。
帶電粒子在長足夠大的長方形磁場中的運動時要注意臨界條件的分析。如已知帶電粒子的質量m和電量e，若要帶電粒子能從磁場的右邊界射出，粒子的速度v必須滿足什么條件？這時必須滿足r=mv/Be>d，即v>Bed/m.
鞏固訓練 長為L的水平極板間，有垂直紙面向內的勻強磁場，如圖所示，磁場強度為B，板間距離也為L，板不帶電，現有質量為m，電量為q的帶正電粒子（不計重力），從左邊極板間中點處垂直磁場以速度v平行極板射入磁場，欲使粒子不打在極板上，則粒子入射速度v應滿足什么條件？
解析：由左手定則判得粒子在磁場中間向上偏，而作勻速圓周運動，很明顯，圓周運動的半徑大于某值r1時粒子可以從極板右邊穿出，而半徑小于某值r2時粒子可從極板的左邊穿出，現在問題歸結為求粒子能在右邊穿出時r的最小值r1以及粒子在左邊穿出時r的最大值r2，由幾何知識得：
粒子擦著板從右邊穿出時，圓心在O點，有：
r12＝L2+（r1-L/2）2得r1=5L/4，
又由于r1=mv1/Bq得v1=5BqL/4m，∴v>5BqL/4m時粒子能從右邊穿出。
粒子擦著上板從左邊穿出時，圓心在O＇點，有r2＝L/4，又由r2＝mv2/Bq=L/4得v2＝BqL/4m
∴v2過渡：如果欲使粒子直線飛出，怎么辦呢？加電場E
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1．在勻強磁場中，一個帶電粒子作勻速圓周運動，如果又順利垂直進入另一磁感應強度為原來磁感應強度2倍的勻強磁場，則 （ ）
A．粒子的速率加倍，周期減半
B．粒子的速率不變，軌道半徑減半
C．粒子速率減半，軌道半徑變為原來的1/4
D．粒子的速率不變，周期減半
2．如圖所示，在長直導線中有穩恒電流I通過，導線正下方電子以初速度v平行于電流的方向射入，則電子將( ）
A．沿路徑a運動，軌跡半徑是圓
B．沿路徑a運動，軌跡半徑越來越大
C．沿路徑a運動，軌跡半徑越來越小
D．沿路徑b運動，軌跡半徑越來越小

3．一個長螺線管中通有方向不變但強度逐漸增加的電流，把一帶電粒子沿管軸線射入管中，若粒子的重力不計，則粒子在管中將 （ ）
A．勻速運動 B．作勻加速直線運動
C．圓周運動 D．作變加速直線運動

4．如圖所示，一帶電粒子（重力不計）在勻強磁場中沿圖中所示軌跡運動，中央是一塊薄絕緣板，粒子在穿過絕緣板時有動能損失，由圖可知 （ ）
A．粒子的運動方向是abcde
B．粒子的運動方向是edcba
C．粒子帶正電
D．粒子在下半周所用時間比上半周長
5．一個帶負電粒子（質量為m，帶電量為q），以速率v在磁感應強度為B的勻強磁場中做逆時針圓周運動（沿著紙面），則該勻強磁場的方向為垂直于紙面向里還是向外？粒子運轉所形成的環形電流的大小為多大？
6．如圖所示，M、N兩板相距為d，板長為5d，兩板不帶電，板間有垂直紙面的勻強磁場，一大群電子沿平行于板的方向從各處位置以速率v0射入板間，為了使電子都不從板間穿出，磁感應強度B的大小范圍如何？（設電子質量為m，電量為e，且N板接地）
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1.BD 2. B 3.A 4.BC
5.向外
6．半徑R1=，又因為，所以；R22=（R2-d）2+（5d）2 半徑R2=13d， ，所以。結合圖示，滿足：R2＜R＜R1，所以B1＞B＞B2。
第九課時 帶電粒子在勻強磁場中的運動（習題課）
三、應用
（1）質譜儀——測量帶電粒子質量和分析同位素
例題 如圖所示，一質量為m，電荷量為q的粒子從容器A下方小孔S1飄入電勢差為U的加速電場，然后經過S3沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后打到底片D上.
(1)粒子進入磁場時的速率。
(2)求粒子在磁場中運動的軌道半徑。
解：（1）粒子在S1區做初速度為零的勻加速直線運動.由動能定理知，粒子在電場中得到的動能等于電場對它所做的功，即
由此可得v=.
（2）粒子做勻速圓周運動所需的向心力是由粒子所受的洛倫茲力提供，即qvB=m
所以粒子的軌道半徑為 r=mv/qB=
［教師講解］r和進入磁場的速度無關，進入同一磁場時，r∝，而且這些個量中，u、B、r可以直接測量，那么，我們可以用裝置來測量比荷或算出質量。
例題在處理上，可以讓學生自己處理，教師引導總結。為了加深對帶電粒子在磁場中的運動規律的理解，可以補充例題和適量的練習。注意：在解決這類問題時，如何確定圓心、畫出粒子的運動軌跡、半徑及圓心角，找出幾何關系是解題的關鍵。
鞏固訓練 A、B是兩種同位素的原子核，它們具有相同的電荷、不同的質量。為測定它們的質量比，使它們從質譜儀的同一加速電場由靜止開始加速，然后沿著與磁場垂直的方向進入同一勻強磁場，打到照相底片上。如果從底片上獲知A、B在磁場中運動軌跡的直徑之比是1.08:1，求A、B的質量之比。
補充例題: 如圖所示，半徑為r的圓形空間內，存在著垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子（不計重力），從A點以速度v0垂直磁場方向射入磁場中，并從B點射出，已知∠AOB=120°，求該帶電粒子在磁場中運動的時間。
分析：首先通過已知條件找到所對應的圓心O′，畫出粒子的運動軌跡并畫出幾何圖形。
解：設粒子在磁場中的軌道半徑為R，粒子的運動軌跡及幾何圖形如圖所示。
粒子在磁場中做勻速圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，
有qvB=mv2/R ①
由幾何關系有：R = r tan60o ②
粒子的運動周期T =2πR/v0 ③
由圖可知θ=60°，得電粒子在磁場中運動的時間 t = T/6 ④
聯立以上各式解得：t=rπ/3v0
（2）回旋加速器
（1）直線加速器
①加速原理：利用加速電場對帶電粒子做正功使帶電的粒子動能增加，即qU =ΔEk
②直線加速器的多級加速：教材圖3．6—5所示的是多級加速裝置的原理圖，由動能定理可知，帶電粒子經N級的電場加速后增加的動能，ΔEk=q（U1+U2+U3+U4+…Un）
直線加速器占有的空間范圍大，在有限的空間內制造直線加速器受到一定的限制。
③回旋加速器能否采用多級加速呢？多級加速雖然可以使帶電粒子獲得很高的能量，但體積太大，能否可尋找一種既能使帶電粒子實現多級加速，又不必增加設備長度的方法呢？如果帶電粒子在一次加速后又轉回來被第二次加速，如此往復“轉圈圈”式地被加速，加速器裝置所占的空間不是會大大縮小嗎？而磁場正好能使帶電粒子“轉圈圈”！于是，人們依據這個思路設計出了用磁場控制軌道、用電場進行加速的儀器。
例題：回旋加速器中磁場的磁感應強度為B，D形盒的直徑為d，用該回旋加速器加速質量為m、電量為q的粒子，設粒子加速前的初速度為零。求：
（1）粒子的回轉周期是多大？
（2）高頻電極的周期為多大？
（3）粒子的最大動能是多大？
（4）粒子在同一個D形盒中相鄰兩條軌道半徑之比
鞏固訓練 經過回旋加速器加速后，帶電粒子獲得的動能 AD
A．與D形盒的半徑有關 B．與高頻電源的電壓有關
C．與兩個D形盒間的窄逢的寬度有關 D．與D形盒內磁感應強度有關
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1．如圖所示為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡.室中勻強磁場的方向與軌跡所在平面垂直(圖中垂直于紙面向里)，由此可知此粒子( )
A．一定帶正電 B．一定帶負電
C．帶電 D．能帶正電，也可能帶負電
2．如圖所示，一電子從a點以速度v垂直進入長為d、寬為h的矩形磁場區域，沿曲線ab運動，通過b點離開磁場.已知電子質量為m，電量為e，磁場的磁感應強度為B，ab的弧長為s，則該電子在磁場中運動的時間為( )
A．t=d/v B．t=s/v
C． D．
3．質量為m、帶電量為q的負電荷在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞固定的正電荷做勻速圓周運動，磁場方向垂直于運動平面，作用在負電荷上的電場力恰是磁場力的3倍，則該負電荷做圓周運動的角速度可能是（ ）
A．4Bq/m B．Bq/m C．2Bq/m D．3Bq/m
4．用同一回旋加速器分別對質子和氘核進行加速，則兩種粒子獲得的最大動能之比 （ ）
A．2:1 B．1:2 C．1:1 D． 4:1
5．如圖所示，半徑為r的圓形空間內，存在著垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子（不計重力），從A點以速度v0垂直磁場方向射入磁場中，并從B點射出，∠AOB=120°，則該帶電粒子在磁場中運動的時間為（ ）
A．2πr/3v0 B．2πr/3v0
C．πr/3v0 D．πr/3v0
6．如圖所示，兩質量相等的一價正、負離子，沿與磁場邊界成θ=300角的方向，垂直射入勻強磁場中。正離子的速率為v，在磁場中運動時間為t1，負離子的速率為2v，在磁場中運動時間為t2，則它們在磁場中的運動時間之比為多大？
7．質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具.它的構造原理如圖所示，離子源S產生帶電量為q的某種正離子，離子產生時的速度很小，可以看作是靜止的，離子經過電壓U加速后形成離子流，然后垂直于磁場方向進入磁感應強度為B的勻強磁場，沿著半圓周運動而到達記錄它的照相底片P上.實驗測得:它在P上的位置到入口處S1的距離為a，離子流的電流為I.請回答下列問題:
(1)在時間t內射到照相底片P上的離子的數目為________.
(2)單位時間穿過入口處S1離子流的能量為________.
(3)試證明這種離子的質量為.

8．一個負離子，質量為m，電量大小為q，以速率v垂直于屏S經過小孔O射入存在著勻強磁場的真空室中，如圖所示。磁感應強度B的方向與離子的運動方向垂直，并垂直于圖中紙面向里。
（1）求離子進入磁場后到達屏S上時的位置與O點的距離。
（2）如果離子進入磁場后經過時間t到達位置P，證明：直線OP與離子入射方向之間的夾角θ跟t的關系是。
9．磁感應強度為B的勻強磁場存在于半徑為R的圓形面內，方向如圖所示，現有質量為m，電量為+q的粒子從O點對準面內圓心C射入磁場，為使粒子能重返O點，其入射速度v0應滿足什么條件？粒子返回O點的最短時間t為多少？（設粒子與界面碰撞無能量損失，且電量不變）
10．如圖所示,一帶電質點,質量為m,電量為q,以平行于Ox 軸的速度v 從y 軸上的a 點射入圖中第一象限所示的區域.為了使該質點能從x軸上的b 點以垂直于Ox 軸的速度v 射出,可在適當的地方加一個垂直于xy平面、磁感應強度為B的勻強磁場.若此磁場僅分布在一個圓形區域內,試求這圓形磁場區域的最小半徑.重力忽略不計.
11．如圖所示，長為l 的水平極板間有如圖所示的勻強磁場，磁感應強度為B，板間距離也為l 。現有一質量為 m 、帶電量為 +q 的粒子從左邊板間中點處沿垂直于磁場的方向以速度 v0射入磁場，不計重力。要想使粒子不打在極板上，則粒子進入磁場時的速度 v0 應為多少？
12．如圖所示，在x軸上方有垂直于xOy平面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，在x下方有沿y軸負方向的勻強電場，場強為E。一質量為m、電量為-q的粒子從坐標原點沿著y軸正方向射出，射出之后，第三次到達x軸時，它與原點O的距離為L，求此粒子射出時的速度v和運動的總路程s（重力不計）。
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1.A 2. BC 3.AC 4.A
5. 解析：首先通過已知條件找到所對應的圓心O′，由圖可知θ=60°，得t=，但題中已知條件不夠，沒有此選項，必須另想辦法找規律表示t，
由圓周運動和t= =。其中R為AB弧所對應的軌道半徑，由圖中ΔOO′A可得R=r，所以t=r×π/3r0，D選項正確。
6．1:5 7.(1)It/q (2)UI (3)略
8.解析：（1）離子的初速度與勻強磁場的方向垂直，在洛侖茲力作用下，做勻速圓周運動。設圓半徑為r，則據牛頓第二定律可得：
，解得
如圖所示，離了回到屏S上的位置A與O點的距離為：AO=2r
所以
（2）當離子到位置P時，圓心角：
因為，所以。
9．，其中，而
∴（n=3，4，5……）
∵粒子在磁場中經過的總弧度數為n（π-θ）=（n-2）π
∴粒子所用時間為，當n=3時，時間最短。
10.
11.或
12． ；； 所以：
由圖可知： 將代入得： 。
第十課時 帶電粒子在復合場中運動
自主學習
一、帶電粒子在復合場中的運動情況分析
1.復合場：指重力場、電場和磁場并存，或其中某兩場并存，或分區域存在。粒子連續運動時，一般要同是考慮重力、洛倫茲力和電場力的作用。
2.三種場的不同特點比較
力的特點
功和能的特點
重力場
①大小：G=mg
②方向：豎直向下
①重力做功與路徑無關
②重力做功改變物體重力勢能
靜電場
①大小：F=qE
②方向：正電荷受力方向與場強方向相同；負電荷受力方向與場強方向相反
①電場力做功與路徑無關
②W=qU
③電場力做功改變電勢能
磁場
①洛倫茲力F=
②方向符合左手定則
洛倫茲力不做功，不改變帶電粒子的動能
二、復合場綜合應用實例
1.速度選擇器：選擇V=E/B 的粒子
例1 如圖所示為一速度選擇器的原理圖，K為電子槍，由槍中沿水平方向射出的電子，速率大小不一。當電子通過方向互相垂直的均勻電場和磁場后，只有一定速率的電子能沿直線前進，并通過小孔S，設產生勻強電場的場強為E，垂直紙面的勻強磁場的磁感應強度為B，問：速度為多大的電子才能通過小孔S？
問題 1 ：請在上圖中畫出帶電粒子的受力分析圖（正電荷、負電荷）？
問題 2 ：帶電粒子勻速通過速度選擇器的條件：
問題 3 ：當進入速度選擇器的帶電粒子的速度大于E/B，及小于E/B，會如何？
問題4 ：假如粒子以速度E/B從右側飛入速度選擇器還能勻速通過它嗎？
對于以不同速度進入空間的粒子而言，只有滿足二力平衡作勻速直線運動才能夠從另一側的小孔穿出 F=Eq=qvB ，則只有當滿足V=E/B 的粒子才能穿過空間區域，也就達到了速度選擇的目的 （與質量、電量無關）
2.磁流體發電機
例2 磁流體發電是一項新興持術，它可以把氣體的內能直接轉化為電能，如圖所示是磁流體發電機的模型，勻強磁場磁感應強度為B，平行金屬板A、B相距為d，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的微粒，而整體呈中性）垂直噴入磁場，便可在A、B兩板間產生電壓，在外電路負載中獲得電流。
（1）試說明磁流體發電機的原理。
（2）若等離子體以速度v垂直射入磁場，外電流負載電阻為R，不計等離子氣體的電阻，則此發電機的電動勢E和總功率P為多大？
3.電磁流量計
例3 為了測量某化工廠的污水排放量，技術人員在該廠的排污管末端安裝了如圖11所示的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b，c，左右兩端開口，在垂直于上下底面方向加磁感應強度為B的勻強磁場，在前后兩個表面內側固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的屯壓U。若用Q表示污水流量(單位時間內流出的污水體積)，則
(1)污水中既有正離子，也有負離子，前、后表面電勢的高低與正、負離子的濃度__________關(填“有”或“無”)；
(2)前、后表面中心勢高的是__________表面(填“前”或“后”)：
(3)試推出污水流量Q與兩極間電壓U的關系式。
解析：
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1．如圖所示，有一帶電小球，從兩豎直的帶電平行板上方某高度處自由落下，兩板間勻強磁場方向垂直紙面向外，則小球通過電場、磁場空間時B
A．可能做勻加速直線運動
B．一定做曲線運動
C．只有重力做功
D．電場力對小球一定做正功
2．如圖所示，在x軸上方有水平向左的勻強電場，電場強度為E，在x軸下方有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B。正離子從M點垂直于磁場方向，以速度v射入磁場區域，從N點以垂直于x軸的方向進入電場區域，然后到達y軸上的P點，若OP＝ON，求：
⑴離子的入射速度是多少？
⑵若離子在磁場中的運動時間為t1，在電場中的運動時間為t2，則t1： t2多大？
【解析】設正離子在勻強磁場中作勻速圓周運動，從M經圓弧到N，
由題意得MO=NO=R……⑴
而R=……⑵
在磁場中的運動時間t1=……⑶
正離子垂直于電場方向進入勻強電場中后作類平拋運動，在垂直于電場方向有：
OP=vt2……⑷
沿電場方向有：ON=……⑸
由題意得OP=ON……⑹
由上述各關系可解得：v=
3．某同學設想用帶電粒子的運動軌跡做出“0”、“8”字樣，首先，如圖甲所示，在真空空間的豎直平面內建立坐標系，在和處有兩個與軸平行的水平界面和把空間分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區域，在三個區域中分別存在勻強磁場、、 ，其大小滿足，方向如圖甲所示.在Ⅱ區域中的軸左右兩側還分別存在勻強電場、（圖中未畫出），忽略所有電、磁場的邊緣效應. 是以坐標原點為中心對稱的正方形，其邊長.現在界面上的處沿軸正方向發射一比荷的帶正電荷的粒子（其重力不計），粒子恰能沿圖中實線途經三點后回到點并做周期性運動，軌跡構成一個“0”字.己知粒子每次穿越Ⅱ區域時均做直線運動.
（1）求、場的大小和方向.
（2）去掉Ⅱ和Ⅲ區域中的勻強電場和磁場，其他條件不變，仍在處以相同的速度發射相同的粒子，請在Ⅱ和Ⅲ區城內重新設計適當的勻強電場或勻強磁場，使粒子運動的軌跡成為上、下對稱的“8”字，且粒子運動的周期跟甲圖中相同，請通過必要的計算和分析，求出你所設計的“場”的大小、方向和區域，并在乙圖中描繪出帶電粒子的運動軌跡和你所設計的“場”.（上面半圓軌跡己在圖中畫出）
第三章檢測卷
一、選擇題(本題共12小題；每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項是正確的，有的小題有多個選項正確，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。)
1．下列與磁場有關的物理概念中，正確的是 （ ）
A．磁感線的切線方向表示磁場的方向，其疏密表示磁感應強度的大小
B．磁感應強度的方向跟放入磁場中的受磁場力作用的電流方向有關
C．磁感應強度是描述磁場強弱的物理量，是矢量
D．磁感應強度的方向跟產生磁場的電流方向有關，而與放入磁場中的受磁場力作用的電流無關
2．由磁感應強度的定義式B=F/IL可知 （ ）
A．通電導線L所在處受到的磁場力F為零，該處的磁感應強度B也一定為零
B．磁感應強度B的方向與F的方向一致
C．該定義式只適用于勻強磁場
D．只要滿足L很短、I很小的條件，該定義式對任何磁場都適用
3．帶電粒子（重力不計）垂直射入勻強磁場中 （ ）
A．帶電粒子所受洛倫茲力不變 B．帶電粒子動能Ek不變
C．帶電粒子動量P不變 D．相等時間內，動量的變化相等
4．數顆帶電粒子從靜止開始經同一電場加速后進入同一勻強磁場中，其速度方向均與磁場垂直。這此粒子在磁場中做圓周運動的半徑相同，則它們在磁場中具有（ ）
A．相同的動量大小 B．相同的動能
C．相同的比荷 D．相同的周期
5．比荷為e/m的電子從左側垂直于界面、垂直于磁場射入寬度為d，磁感應強度為B的勻強磁場區，要能從右側穿出這個磁場區，電子的速度至少應為（ ）
A．2Bed/m B．Bed/m C．Bed/2m D．Bed/m
6．如圖3-74所示，在正交的勻強電場和磁場區域內，已知磁場方向水平指向紙內，一離子從左至右恰能沿直線飛過此區域，則下列說法正確的是 （ ）
A．只有當離子帶正電時，E的方向才能向下
B．若離子帶負電，E方向應向上
C．若離子帶正電，E方向應向上
D．不管離子帶何種電，E方向都向下
7．如圖3-75所示，平行金屬板的距離為d，其中勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直紙面向里，等離子群的速度為v，沿圖示方向射入，電容器的電容為C，則 （ ）
S斷開時，電容器的充電量為Q=BdvC
B．S閉合時，電容器的充電量為Q=BdvC
C．S閉合時，電容器的充電量為Q＜BdvC
D．S閉合時，電容器的充電量為Q＞BdvC
8．如圖3-76所示，兩平行金屬導軌EF、CD間距為L，與電動勢為E的電源相連，質量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于導軌放置構成閉合回路，回路平面與水平面成角θ，回路其余電阻不計。為使ab棒靜止，需在空間施加的勻強磁場磁感應強度的最小值及其方向分別為 （ ）
A．，水平向右
B．，垂直于回路平面向上
C．，豎直向下
D．，垂直于回路平面向下
9．如圖3-77所示，環形線圈中通過的電流為I，線框平面與磁感線平行地放在勻強磁場中，可繞對稱軸OO1轉動，則下列說法中正確的是 （ ）
A．在圖示位置，線圈所受合力不為零，磁力矩最大
B．在圖示位置，線圈所受合力為零，磁力矩最大
C．由圖示位置轉過900角時，線圈所受合力不為零，

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