1、永磁体,电流磁效应,磁场,磁场描述,磁场作用,磁感应强度方向与磁场方向相同,磁感线,磁通量,磁体N/S,通电导线安培定则,电流安培力,运动电荷洛伦兹力,方向：左手定则,通电导线在复场中平衡、运动（卷）,匀速圆周运动,带电粒子在复合场中运动及应用（卷）,一、磁场（B）矢量：,1、来源：磁体、电流、运动电荷。,2、性质：对其中的磁体、电流、运动电荷有磁力作用。,3、磁场方向：任一点小磁针的北极受力方向；即小磁针静止时北极指向方向。,二、.磁感线在磁场中假想出的一系列曲线磁感线上任意点的切线方向与该点的磁场方向一致；（小磁针静止时N极所指的方向） 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。 闭合曲线（外部北出
2、南入 内部南指向北） 不相交，不相切。,三.安培分子环流假说： 分子中都存在环形电流分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。,三.电流的磁场方向确定安培定则（右手螺旋定则）,1.直线电流的磁场,特点：非匀强；无磁极,安培定则（1）：右手握住导线，大拇指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,2.环形电流磁场/.通电螺线管磁场的磁感线的磁感线,安培定则(2):让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.,非匀强；两侧为N/S极,管内为匀强磁场；且磁性最强.,感应强度,1)磁感应强度(B)定义:当通电导线与磁场方向垂直
3、时，通电导线所受的安培力F 跟电流I 和导线的乘积IL的比值叫做磁感应强度。用B表示。,定量描述磁场强弱和方向的物理量(矢量),2)定义式:,3)单位:,特斯拉（T）1T=1N/(A.m）,4)影响因素:,取决于磁体本身，与F/L/I无关（比值定义）,1。安培力（F安）磁场对电流的作用力,2。安培力的方向,（1）左手定则：,（2）特点：,注：式中B为匀强磁场 、L为有效长度。,导线的有效长度即导线在垂直于磁场方向的投影,练习: F的方向,练习: F的大小,同向电流相吸,反向电流相斥,A,B,B,A,结论：相互交叉的通电导线旋转后相互靠近。,I,5.磁通量（标量） 我们将磁感应强度B 与面积S
4、的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。用表示。 即：,单位为：韦伯（Wb）,注：1）是标量，但有正负。磁通量的正负不代表大小，只反映磁通量是怎么穿过某一平面的，若规定向里穿过某一平面的磁通量为正，则向外为负。2）S是有效面积垂直于B的最小的面积。3）磁通量的变化计算：（抵消得到净条数方法。）P81（面对面）,磁通密度,物理意义：穿过磁场中某面积的磁感应线多少（净条数）。,一磁感应强度为B的有界磁场，面积为S1，现有一面积为S2的线圈，垂直于磁场方向放置,如图2所示，试求穿过线圈平面的磁通量是多少？,例1 在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的线圈垂直磁场方向放置，若将此线圈翻转180，那
5、么穿过此线圈的磁通量的变化量是多少？,例2 如图1所示，一个单匝线圈abcd水平放置，面积为S，当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？,洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力,洛伦兹力的方向 判断方法：左手定则 由于所以洛伦兹力对 运动电荷不做功。,洛伦兹力的大小适用条件：安培力是洛伦兹力 的宏观表现。,当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则,A带电粒子速度大小改变 B带电粒子速度方向改变 C带电粒子速度大小不变 D带电粒子速度方向不变,CD,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时：,运动
6、周期：运动时间由,轨道半径 ：由,解题方法：1）确定轨迹2）找出圆心3）由几何关系确定半径4）圆心角确定运动时间。,圆心角确定及偏转时间计算,1、圆心角确定1）已知入射方向与出射方向，2）已知入射方向与出射点位置，,v0,v,O,作入射与出射方向的垂直线相交,v0,O,过入射点作入射方向垂直线， 连入射与出射点作中垂线相交。,2、运动时间计算 已知周期T与运动圆弧对应圆心角。,3、两个重要结论,1）圆心角=偏向角,v0,O,2）圆心角=2弦切角,4、圆周运动对称规律：同一边界入射粒子，从同一边界射出时，速度与边界夹角相等；在圆形磁场内沿径向入射的粒子，必沿径向射出。,5、解题方法：1）确定轨迹
7、2）找出圆心3）由几何关系确定半径4）圆心角确定运动时间。,洛伦兹力的应用,速度选择器 质谱仪 回旋加速器 磁流体发电机 电磁流量计,质谱仪：,作用：区分同位数和测量带电粒子的质量。,工作原理： 1、加速电场：2、速度选择器：3、偏转磁场B2：,当氢的三种同位素氢( )、氘( )、氚( )以相同的速度垂直进入同一匀强磁场，它们运动的轨道半径之比是多少？,想一想,1:2:3,回旋加速器：作用：获得高能量装置,构造：两个D形盒和空隙。工作原理：电场加速、磁场偏转。高频电源频率=离子圆周运动频率,最终能量：,最大速度：,v取决于D形盒的半径R与B：,2.在回旋加速器中，如果两个D型盒不是分别接在高频
8、交流电源的两极上，而是接在直流的两极上，那么带电粒子能否被加速？请说明理由，并在图中画出粒子的运动轨迹（至少画两个周期）。,1.如何使一个带电粒子获得很大的速度(能量)?,电磁流量计,原理：霍尔效应 流量：指单位时间内流过管道截面的导电液体的体积。,可测定上、下两面的电势差为U,d,设A、B平行金属板的面积为S，相距为d，等离子气体的电阻率为，喷入气体速度为v，板间磁场的磁感应强度为B，板外电阻为R。 当等离子气体匀速通过A、B板间时，离子受力平衡：,E场q=qvB,电动势 E=E场d=dvB,电源内阻,故R中的电流,磁流体发电机,在如下匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子有可能沿x轴正方向做
9、直线运动的是：,ACD,在方向如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的场区，一个电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度v0 射入场区，则若v0E/B，电子沿轨迹 运动射出场区时，速度 v v0 若v0E/B，电子沿轨迹 运动射出场区时，速度 v v0,三、 霍尔效应 霍尔效应：在磁场中，载流 导体或半导体上出现横向电 势差的现象,2.霍尔电压：霍尔效应中产生的电势差,上图中导体上下两端面出现电势差,1879年美国物理学家霍尔发现,3.形成机制；以载流子为正电荷为例说明设载流子速度为,洛仑兹力使载流子横向漂移出现电荷积累，洛仑兹力大小为,使载流子漂移从而 上端积累了正电荷；下端积累了负电荷。,由于电荷的积
10、累，形成静电场霍尔电场,洛仑兹力与电场力平衡 载流子不再漂移 上下两端形成电势差,电荷受电力,电势差为,AB,例2、,B,BC,ABC,思考:用学过的知识判断:,反向电流相互排斥.,同向电流相互吸引,第三节 探究安培力,【例题4】下列各种说法中，正确的是：A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小；B.磁感应强度越大，磁通量也越大；C.磁通量小，一定是磁感应强度小；D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。,【答案】AD,例5 如图4所示，大圆导线环A中通有电流I，方向顺时针，另在导线环所在的平面里有一虚线圆形区域B，它的一半面积在A环内，一半面积在A环外，试判断虚线圆形区域B内的磁场的方向。,14在等
11、边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。过c点的导线所受安培力的方向（ ） a与ab边平行，竖直向上 b与ab边平行，竖直向下 c与ab边垂直，指向左边 d与ab边垂直，指向右边,C,第三节 探究安培力,【例题1】画出图中第三者的方向。,【注意】安培力的方向永远与导线垂直。,第三节 探究安培力,【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。,【注意】安培力的方向永远与导线垂直。,第三节 探究安培力,【例题3】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计),【答案】R=0.2,
