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第三章 磁场
课时1 磁现象和磁场
班级 姓名 2008.9.1
知识要点：
1、磁现象
2、电流的磁效应
3、磁场
4、磁性的地球
一、选择题
1、 铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B，则（ ）
A．A、B一定互相吸引
B．A、B一定互相排斥
C．A、B之间可能无磁场力作用
D．A、B可能互相吸引，也可能互相排斥
2、以下说法中正确的是 （　　　）
A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B．电流与电流之间的相互作用是通过电场产生的
C．磁极与电流间的相互作用是通过电场和磁场而共同产生的
D．磁场和电流是同一种物质
3、首先发现电流磁效应的科学家是 （　　　）
A．安培 B．奥斯特
C．库仑 D．麦克斯韦
4、奥斯特实验说明了 （ ）
A．磁场的存在
B．磁场具有方向性
C．通电导线周围存在磁场
D．磁体间有相互作用
5、关于地磁场，下列说法正确的是 （ ）
A．地球是一个巨大的磁体，地磁N极在地理南极附近，S极在地理北极附近
B．地磁场在地表附近某处，有两个分量，水平分量指向地理北极附近，竖直分量一定竖直向下
C．若指南针放在地心，则它的N极指向地球北极
D．若指南针放在地心，则它的N极指向地球南极
6、下列情况不会形成磁场的是（ ）
A．两块带有相反电荷的平行金属板之间
B．运动电荷周围
C．带有正电荷的绝缘圆盘高速旋转
D．负电荷在导线内作稳定的定向移动
7、如图，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M；B为铁片，质量为m，整个装置用软绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，软绳上的拉力F大小为 ( )
A．F=Mg
B．F<(M+m)g
C．F=(M十m)g
D．F>(M十m)g
二、填空题
8、1820年， 物理学家 首先通过实验发现通电导体周围存在 。
9、磁场是磁极、电流周围存在的一种 ，其基本性质是对放入其中的 、 有力的作用，磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，都是通过 发生的。
10．随着“神舟”六号载人飞船成功巡天，华夏儿女的下一个目标是登上月球，关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自已的猜想和检验猜想的实验方案：
（1）取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场。
（2）小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极。
你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正。
课时2 磁感应强度
班级 姓名 2008.9.2
知识要点
1、磁感应强度的方向
2、磁感应强度的大小
一、选择题
1、下列说法中不正确的是（ ）
A．电荷在某处不受电场力作用时，该处的电场强度一定为零
B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用时，该处的磁感应强度一定为零
C．把一检验电荷放在电场中某点时，电荷所受的电场力与其电量的比值叫该点的电场强度
D．把一小段通电导线放在磁场中某处时，该导线所受磁场力与其长度与电流强度乘积之比值叫做该处的磁感应强度
2、关于磁场的方向，下列说法正确的是 （ ）
A．与经过该点的磁感线的切线方向相同
B．与放在该点的小磁针北极受到的磁场力方向相同
C．与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向相同
D．与放在该点的极短的通电导线所受力的方向相同
3、下列关于通电导线在磁场中受到的磁场力的说法，正确的是 （ ）
A．受力的大小只跟磁场的强弱和电流的大小有关
B．如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度必为零
C．如果导线受到的磁场力最大，导线必与磁场方向垂直
D．所受磁场力的方向只与磁场的方向有关，与电流的方向无关
4、关于磁场，以下说法正确的是 （ ）
A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定为零
B．磁场中某点的磁感应强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有关
C．磁场中某点的磁感应强度的方向垂直于该点的磁场方向
D．磁场中任一点的磁感应强度都由磁场本身决定
5、根据磁感应强度的定义式B=F/IL可知，磁场中某点的磁感应强度的大小 （ ）
A．随着通电导线中电流I的减小而增大
B．随着IL乘积的减小而增大
C．随着通电导线所受磁场力F的增大而增大
D．跟F、I、L无关
6、关于磁场力、磁感应强度的有关说法，正确的是 （ ）
A．通电导体不受磁场力作用的地方一定没有磁场
B．将I、L相同的通电导体放在同一匀强磁场的不同位置且都与磁场方向垂直，受磁场力一定相同
C．磁感线指向磁感应强度减小的方向
D．以上说法都不正确
7、直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成30度角，导线中通过电流为I，为了增大导线所受的安培力，可采用的办法是（ ）
A、增大电流I
B、增加导线长度
C、使导线在纸内顺时针转30度
D、使导线在纸内逆时针转60度
8、关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A、磁感应强度只是描述磁场强弱的物理量
B、由B=F/IL可知，某处磁感应强度大小与放入该处通电导线的I与L乘积成反比
C、通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度不一定为零
D、放置在磁场中，1m长的导线，通过1A的电流，受到的力为1N，该处的磁感应强度就是1T
9、有一小段通电导线长1cm，电流强度为5A，把它置入磁场中某点，受到的安培力为0.1N，则该点的磁感应强度（ ）
A．B=2T B．B≤2T
C．B≥2T D．以上情况都有可能
二、填空题
10、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 T，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 T。
三、计算题
11、在磁感应强度为0.01T的匀强磁场中，有一长0.2m的通电导线，导线中的电流强度为10A，将这条导线与磁场方向垂直放置，那么它将受到多大的磁场力作用？
12、在实验精度要求不高的情况下，可利用一种叫磁强计的仪器来测量磁感应强度的大小．它的基本原理是：在地磁场中，磁强计的指针（是一根磁针）指向地磁场的水平分量B水平．当待测磁场的磁感应强度Bx与B水平，垂直地作用在磁强计上时，指针将偏转一个角度θ，已知B水平的值，测出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．
课时3 几种常见的磁场
班级 姓名 2008.9.3
一、选择题
1、关于磁场和磁感线的描述，不正确的是（ ）
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向就表示该点的磁场方向
B．磁极间的相互作用是通过磁场而发生的
C．磁感线是从磁体的N极指向S极
D．磁感线就是磁场中碎铁屑排列成的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线
2、对于磁感线的认识，下列说法中正确的是 （ ）
A．磁场是由磁感线组成的．
B．画出磁感线的地方一定存在着磁场
C．磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向．
D．在有磁场的空间内，任何一点只能画出一条磁感线．
3、下列关于磁场的说法中正确的是 （ ）
A．磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷产生的
B．永磁体的磁场是由内部电子的运动产生的
C．宏观电荷的定向运动能产生磁场
D．所有的磁场都是由自由运动的电荷产生的
4、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．过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
D．磁通量就是磁感应强度
5、下列各单位中是磁通量单位的有　　　　　　 　　　 （ ）
A．N·m/A　　B．V·s　　 C．A·m D．Wb·m2　　 E．J/C　 F．T·m2
6、磁场中某区域的磁感线如图所示．则　　　　　 （ ）
A．a、b两处磁感应强度大小不等，Ba＞Bb．
B．a、b两处磁感应强度大小不等，Ba＜Bb．
C．同一小段通电导线放在a处时受力一定比b处时大．
D．同一小段通电导线放在a处时受力可能比b处时小．
7、关于匀强磁场，下列说法中正确的是（ ）
A．匀强磁场里的磁感应线是等间距的平行直线
B．任意改变通电导线在匀强磁场中的方向，它所受到的磁场力的大小不变
C．在匀强磁场中，磁感应强度的大小处处相等
D．在匀强磁场中，磁感应强度的方向处处相同
8、在通电螺线管内部有一点A，通过A点的磁感线方向一定是（ ）
A．从螺线管的N极指向S极
B．放在该点的小磁针北极受力的方向
C．该点的磁感应强度方向
D．放在该点的小磁针的南极受力的方向
9、有一束电子流沿x轴负方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的P点处所产生的磁场方向是（ ）
A．y轴正方向 B．y轴负方向
C．z轴正方向 D．z轴负方向
10、如图所示，一束带电粒子沿水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸外偏转，这一带电粒子束可能是（ ）
A．向右飞行的正离子束
B．向左飞行的正离子束
C．向右飞行的负离子束
D．向左飞行的负离子束
11、关于磁场对通电直导线的作用力的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．通电直导线跟磁场方向平行时作用力为零
B．通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大
C．作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角大小无关
D．通电直导线跟磁场方向斜交或成锐角时肯定有作用力
12、关于磁现象的电本质下列说法中正确的是 ( )
A．有磁必有电荷，有电荷必有磁
B．一切磁现象都起源于电流或运动的电荷，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
C．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动的电荷或电流产生的
D．根据分子电流假设，在外界磁场作用下，物体内部的分子电流取向大至相同时，物体就被磁化，两端形成磁极
二、填空题
13、面积S=0.5m2的闭合金属圆环处于磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是 ；当金属圆环转过90°与环面平行时，穿过环面的磁通量是 。
三、作图题
14、在各图中画出导线中电流方向或通电导线周围磁感线的方向，其中(a)、(b)为平面图，(c)为立体图
(a)
(b)
课时4 磁场对通电导线的作用力（一）
班级 姓名 2008.9.4
知识要点
1、安培力的方向
2、安培力的大小
3、磁电式电流表
一、选择题
1、关于安培力的说法中正确的是（ ）
A. 通电导线在磁场中一定受安培力的作用
B. 安培力的大小与磁感应强度成正比，与电流成正比，而与其他量无关
C. 安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面
D. 安培力的方向不一定垂直于通电直导线
2、如下左图所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来？（ ）
A. 方向沿x轴的恒定磁场 B. 方向沿y轴的恒定磁场
C. 方向沿z轴的恒定磁场 D. 方向沿z轴的变化磁场

3、如上右图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流。用N表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较（ ）
A. N减小，f=0 B. N减小，f≠0
C. N增大，f=0 D. N增大，f≠0
4、两条直导线互相垂直，如图3′-9所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动．当电流按图所示的方向通入两条导线时，CD导线将（ ）
A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB；
B、逆时针方向转动，同时离开导线AB；
C、顺时针方向转动，同时离开导线AB；
D、逆时针方向转动，同时靠近导线AB．
5、如图3′-10所示，一根通有电流I1的长直导线在通有电流I2的矩形线圈的平面内，导线固定，线圈将会出现下列哪种运动？（ ）
A、向着导线转动； B、向着导线平动；
C、绕轴OO′转动； D、绕轴NN′转动．
二、作图并计算
6．如图表示放在匀强磁场里通电直导线的几种情况：磁场B=0.60T，导线长L=50cm，导线中电流I=4A，其它条件见图．标出图中各种情况中导线所受安培力的方向，并计算它的大小．
三、计算题
7、如图所示，边长分别为ab=3cm，bc=4cm，ac=5cm的直角三角形导线框通以图示方向的电流，电流大小I=2A，放置于B=1T的匀强磁场中，求各边所受的安培力及整体所受的安培力．
　
8、如图所示，将长为50厘米，质量为100克的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通以0.4安培的电流时，弹簧恰好不伸长，求： (1)匀强磁场的磁感应强度是多大? (2)当金属棒通过0.2安由a到b的电流时，弹簧伸长1厘米，如果电流方向由b到a而大小不变，弹簧伸长又是多少?
课时5 磁场对通电导线的作用力（二）
班级 姓名 2008.9.6
一、选择题
1．下图表示磁感应强度B，电流强度I和磁场对电流的作用力F三者方向的相互关系中，正确的是（ ）
2．三根平行共面的通电长导线都通有稳恒电流，要使它们所受的磁场合力都为零，如图所示，有可能实现的是（ ）
3．用互相垂直的坐标轴分别表示通电直导线在匀强磁场中受力时，I、B、F三者的方向关系，如图所示，不正确的是（ ）
4．如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是 （ ）
①若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数减小
②若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数增大
③若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数增大
④若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数减小
A、①② B、①③ C、②③ D、②④
5．一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，如图所示，此时棒受到导线对它的拉力作用，为使拉力等于零，可以（ ）
A．适当减小磁感应强度
B．使磁场反向
C．适当增大电流强度
D．使电流反向
6．两根互相平行的长直导线位于图中纸面内，导线中通有大小相等方向相同的电流，如图所示，导线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．两力都垂直纸面，Fa向里，Fb向外
D．两力都垂直纸面，Fa向外，Fb向里
7．右图中的两个相同的通电导线环同轴平行悬挂在相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将（ ）
A.吸引 B.排斥
C.保持静止 D.边吸引边转动
8．如图所示，一根长直导线穿过载有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环的平面，导线和环中的电流方向如图所示，那么金属环受到的磁场力为（ ）
A．沿圆环的半径向外
B．沿圆环的半径向内
C．水平向左
D．等于零
9．长度为L的直导线，通过的电流为I，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，受到的磁场力为F，则（ ）
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夹角可以是0°和π以内的任意角
C．L一定和F、B都垂直，F和L夹角可以是0°和π以内的任意角
D．F一定和L、B都垂直，L和B夹角可以是0°和π以内的任意角
二、计算题
10、 在倾角为α的光滑斜轨上，置有一通有电流I，长为L，质量为m的导体棒，如图所示：
（1）欲使棒静止在斜轨上，所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为多少？方向如何？
（2）欲使棒静止在斜轨上，且对斜轨无压力，所加匀强磁场B的大小是多少？方向如何？
11、如图所示，在同一水平面内的两导轨相互平行，相距为2m，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6kg的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒作匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒获得2m/s2的加速度，求磁场的磁感应强度为多大？

磁场对运动电荷的作用力（一）
班级 姓名 2008.9.9
知识要点
1、洛仑兹力的方向和大小
2、电视机显象管的原理
一、选择题
1.一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则（ ）
A.此空间一定不存在磁场
B.此空间可能有磁场，方向与电子速度平行
C.此空间可能有磁场，方向与电子速度垂直
D.此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度垂直
2、下列有关带电粒子运动的说法中正确的是（不计重力）（ ）
A.沿着电场线方向飞入匀强电场，动能一定变化
B.沿着磁感线方向飞入匀强磁场，动能一定变化
C.垂直于电场线方向飞入匀强电场，动能一定变化
D.垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动能一定变化
3．下列说法正确的是 （ ）
A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用
B．运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零
C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的动量
D．洛伦兹力对带电粒子不做功 （ ）
4．关于带电粒子所受洛仑兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是（ ）
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．有关电荷受电场力和洛仑兹力的说法中，正确的是（ ）
A、电荷在磁场中一定受磁场力的作用
B、电荷在电场中一定受电场力的作用
C、电荷受电场力的方向与该处电场方向垂直
D、电荷若受磁场力，则受力方向与该处磁场方向垂直
6．如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将 ( )
A．向纸内偏 B．向纸外偏
C．向下偏转 D．向上偏转
7．电子以初速v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则 （ ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．磁场对电子的作用力始终不变 B．磁场对电子的作用力始终不做功
C．电子的动量始终不变 D．电子的动能始终不变
二、填空题
8．电子以4×106m/s的速率垂直射入磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的磁场力为 N，如果电子射入磁场时的速度v与B的方向间的夹角是180°，则电子所受的磁场力为 N
三、计算题
9、质量为0.1kg的小物块，带有5×10－4C的电荷量，放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上，整个斜面置于0.5T的匀强磁场中，磁场方向如图所示。物块由静止开动下滑，滑到某一位置时，物块开始离开斜面（设斜面足够长，g取10m/s2），问：
物块带何种电荷？
物块离开斜面时的速度为多少？
物块在斜面上滑行的最大距离是多少？
10、
 磁场对运动电荷的作用力（二）
班级 姓名 2008.9.10
一、选择题
1、如图所示，通电竖直长直导线的电流方向向上，初速为υ0的电子平行于直导线竖直向上射出，不考虑电子的重力，则电子开始将（ ）
A．向右偏转，速率不变 B．向左偏转，速率改变
C．向左偏转，速率不变 D．向右偏转，速率改变
2、带电粒子（不计重力）可能所处的状态是（ ）
①在磁场中处于平衡状态 ②在磁场中做匀速圆周运动
③在匀强磁场中做抛体运动 ④则在匀强电场中做匀速直线运动：
A．、①② B．①③
C．②③ D．②④
3、 在如下匀强电场和匀强磁场共存的区域内，质子不可能沿x轴正方向做直线运动的是( )
B
4、如图所示，在真空中，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向水平（侧视图为垂直纸面向里），三个油滴a、b、c带等量同种电荷。已知a静止，b向右匀速运动，c向左匀速运动，比较它们的质量应有( )
A．ma>mb；
B．mb>mc；
C．mc>ma；
D．ma>mc；
5、将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性)喷射人磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．在磁极配置如图所示的情况下，下列说法中正确的是 ( )
A．金属板A上聚集正电荷，金属板B上聚集负电荷
B．金属板A上聚集负电荷，金属板B上聚集正电荷
C．金属板B的电势UB大于金属板A的电势UA
D．通过电阻R的电流方向是由a→b
二、计算题
6、两块金属a、b平行放置，板间存在与匀强电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速度v0从两极板中间，沿垂直于电场、磁场的方向射入场中，无偏转地通过场区，如图所示。已知板长l=10cm，两板间距d=3.0cm，两板间电势差U=150V，v0=2.0×107m/s。求：
（1）求磁感应强度B的大小；
（2）若撤去磁场，求电子穿过电场时偏离入射方向的距离，以及电子通过场区后动能增加多少？
（电子所带电荷量的大小与其质量之比，电子电荷量的大小e=1.60×10—19C）

7、在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz（z轴正方向竖直向上），如图所示。已知电场方向沿z轴正方向，场强大小为E；磁场方向沿y轴正方向，磁感应强度的大小为B；重力加速度为g。问：一质量为m、带电量为+q的从原点出发的质点能否在坐标轴（x，y，z）上以速度v做匀速运动？若能，m、q、E、B、v及g应满足怎样的关系？若不能，说明理由。
带电粒子在磁场中的运动（一）
班级 姓名 2008.9.13
知识要点
1、带电粒子在匀强磁场中的运动
2、回旋加速器
一、选择题
1、如图12-29所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个电子1和2，其速度分别为v1和v2．如果v2=2v1，则1和2的轨道半径之比r1∶r2及周期之比T1∶T2分别为　 （ ）
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、如图12-30所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外、有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子（ ）　　　　　　　　　　　　　　　　
A．只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
B．只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
C．只有质量和速度乘积一定的粒子可以沿中心线通过弯管
D．只有能量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
3、在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，若小球运动到A点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是…( )
A．小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变
B．小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小
C．小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变
D．小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小
4、一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图12-32所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）．从图中可以确定（　　　 ）
A．粒子从a到b，带正电
B．粒子从b到a，带正电
C．粒子从a到b，带负电
D．粒子从b到a，带负电
5、 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量相同的正、负离子，从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成θ角，若不计重力，则正、负离子在磁场中（ ）
A．运动轨道半径相同 B．运动时间相同
C．重新回到边界时速度大小与方向相同 D．重新回到边界的位置与O点距离相等
二、填空题
6、三个电子分别以、2、3的速度与磁场方向垂直进入同一匀强磁场，它们在磁场中回旋的频率之比为 ，半径之比为 ，产生的等效电流之比为 .
7、如图12-33在x轴的上方（y≥0）存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电量为q的正离子，速率都为v，对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x=_ _ __，最大y=__ ___．
8、如图，ABCD是一个正方形的匀强磁场区域，经相等加速电压加速后的甲、乙两种带电粒子分别从A、D射入磁场，均从C点射出，则它们的速率V甲:V乙＝_____________，它们通过该磁场所用时间t甲:t乙＝______
三、计算题
9、如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直纸面向里，质量为m，带电量为 q的粒子以速度v与磁场垂直，与电场成45°角射入恰能做匀速直线运动．求：电场强度E的大小，磁感应强度B的大小．
10、如图，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小
B=0.60T，磁场内有一块平面感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离
处，有一个点状的放射源S，它向各个方向发射粒子，粒子的速度都是
，已知粒子的电荷
与质量之比，现只
考虑在图纸平面中运动的粒子，求
ab上被粒子打中的区域的长度。
带电粒子在磁场中的运动（二）
班级 姓名 2008.9.14
一、选择题
1、在回旋加速器中（ ）
A．电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子旋转
B．电场和磁场同时用来加速带粒子
C．在确定的交流电源下，回旋加速器的半径越大，同一带电粒子获得的动能越大
D．同一带电粒子得到的最大动能只与交流电源的电压大小有关，而与电源的频率无关
2、如图所示，在通电直导线下方，有一电子沿平行导线方向以速度v开始运动，则（ ）
　　A．电子将沿轨迹I运动，半径越来越小
　　B．电子将沿轨迹I运动，半径越来越大
　　C．电子将沿轨迹II运动，半径越来越小
D．电子将沿轨迹II运动，半径越来越大
3、如图所示，一个带电粒子（重力不计）在匀强磁场中按图中轨迹运动，中央是一块薄金属板，粒子在穿过金属板时有动能损失。则( )
A．粒子运动方向是abcde；
B．粒子运动方向是edcba；
C．粒子带正电；
D．粒子带负电。
4、质量和带电量都相同的两个粒子，以不同的速率垂直于磁感线方向射入匀强磁场中，两粒子的运动轨迹如图中①、②所示，粒子的重力不计，下列对两个粒子的运动速率υ和在磁场中运动时间t及运动周期T、角速度的说法中不正确的是（ ）
A. υ1＜υ2 B. t1＞t2
C. T1＜T2 D.ω1＝ω2
5、如图，带电平行金属板中匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止滑下，经过1/4圆弧轨道从端点P（切线水平）进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使带电小球从比a点稍低的b点由静止滑下，在经过P点进入板间的运动过程中（ ）
A．带电小球的动能将会增大
B．带电小球的电势能将会增大
C．带电小球所受洛伦兹力将会减小
D．带电小球所受电场力将会增大
6、如图一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的 （ ）
　　A．速度　　　　 B．质量
　　C．电荷　　　　 D．荷质比
二、填空题
7、如图所示，平行板电容器水平放置，带电后，两板之间有一个竖直向下的电场，场强为E，板间加一个磁感应强度为B的水平匀强磁场，一个带电量为q的粒子沿水平方向射入两板间，则它的速率应为________，才能匀速通过两板间的电场和磁场区域．
三、计算题
8、如图所示，空间分布着图示的匀强电场E(宽为L)和匀强磁场B，一带电粒子质量为m，电量为q,(不计重力)从A点由静止释放后经电场加速后进入磁场，穿过中间磁场进入右边磁场后能按某一路径再返回A点而重复前述过程．求中间磁场的宽度d和粒子的运动周期（虚线为磁场分界线，并不表示有什么障碍物）
9、质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2，今有一质量为m，电量为e的电子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动，求：（1）粒子的速度v；（2）速度选择器的电压U2；（3）粒子在磁感应强度为B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。
磁场综合作业（一）
班 级 姓名 2008.9.18
1．“月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段对月球进行了近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了新的成果。月球上的磁场极其微弱,通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹,可分析月球磁场的强弱分布情况。如图是探测器通过月球表面①、②、③、④四个位置时，拍摄到的电子运动轨迹照片(尺寸比例相同)，设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是

A. ①②③④ B. ①④②③ C. ④③②① D. ③④②①
2．如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为a，电流强度均为I，方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度B=kI/r，其中k为常数) 。某时刻有一电子(质量为m、电量为e)正好经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，则电子此时所受磁场力为
A．方向垂直纸面向里，大小为
B．方向指向x轴正方向，大小为
C．方向垂直纸面向里，大小为
D．方向指向x轴正方向，大小为
3．如图所示，光滑的水平桌面放在方向竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的试管，试管底部有一带电小球．在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是 （ ）
A．小球带正电
B．小球运动的轨迹是抛物线
C．洛伦兹力对小球做正功
D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大
4．.如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里．P为屏上的一个小孔．PC与MN垂直．一群质量为m、带电量为－q的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域．粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范围内，则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为
A． 　　　
B．
Ｃ．　　
Ｄ．
5．如图所示，直线MN上方有垂直纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，正、负电子同时从O点以与MN成300角的相同速度v射入该磁场区域(电子质量为m，电量为e)，经一段时间后从边界MN射出。求：
(1)它们从磁场中射出时，出射点间的距离；
(2)它们从磁场中射出的时间差。
6．如图所示，直角三角形abc区域内，有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度为B，三角形bc边长为L，在bc边中点P有速率不同的带负电的粒子垂直bc射入并平直进入磁场，粒子的质量为m，带电量为一q(粒子的重力不计)，求：
(1)从ac边射山的粒子的速度范围；
(2)ac边上有粒子射出的线段长；
(3)从ac边射出的粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间分别为多少。(可用反三角函数表示)
(sin37°=0．6 cos37°=0．8)
第三章磁场 参考答案
作业001
1、D 2、A 3、B 4、C 5、AD 6、A 7、D
8、丹麦，奥斯特，磁场 9、特殊物质，磁极，通电导线，运动电荷，磁场。
10.（1）应做多次实验，观察小磁针是否总是指向某一个方向。
（2）小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极。
作业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
作业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、电流方向为垂直纸面向外（b）电流为顺时针方向（c）磁场方向为：以导线上各点为圆心的圆
作业004
1、C 2、B 3、C 4、Ｄ 5、B 6、方向略．大小为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，它们的合力为0
8、（1）B=5T （2）弹簧伸长3cm
作业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）；垂直纸面向外 11、1.2T
作业006
1、BD 2、AC 3、D 4、Ｂ 5、ＢＤ 6、D 7、BD 8、3.2×10-13 0
9、由左手定则可知物块带负电荷。
当物块离开斜面时，物块对斜面的压力等于零，所以有qvB=mgcos30°解得v=3.46m/s
由动能定理得mgsin30°L=mv2/2 解得L=1.2m
10、
作业007
1、A 2、A 3、B 4、AC 5、BC
6、（1）电子进入正交的电磁场不发生偏转，则满足

（2）设电子通过场区偏转的距离为y1
7、解：能
第一种情况：mg>qE,由平衡条件知洛仑兹力f 沿z轴正向，粒子以v沿x轴正向运动由匀速运动易知其条件是：mg－qE=qvB
第二种情况：mgqE－mg=qvB
作业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：
粒子带正电，故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，
用R表示轨道半径，有 ①
由此得
代入数值得R=10cm
可见，2R>l>R.
因朝不同方向发射的粒子的圆轨迹都过S，由此可知，某一圆轨迹在图中N左侧与ab相切，则此切点P1就是粒子能打中的左侧最远点.为定出P1点的位置，可作平行于ab的直线cd，cd到ab的距离为R，以S为圆心，R为半径，作弧交cd于Q点，过Q作ab的垂线，它与ab的交点即为P1.
②
再考虑N的右侧。任何粒子在运动中离S的距离不可能超过2R，以2R为半径、S为圆心作圆，交ab于N右侧的P2点，此即右侧能打到的最远点.
由图中几何关系得
③
所求长度为 ④
代入数值得 P1P2=20cm ⑤
作业009
1、AC 2、A 3、BD 4、C 5、AB 6、AD 7、 E/B
8、解析：由题意，粒子在磁场中的轨迹应关于υ方向的直线对称，如图所示，电场中：① ②
由几何知识：sinθ=R/2R=1/2 所以θ=30o
又R=mυ/qB ③ d=Rsin60o ④
在中间磁场的时间：⑤ 在右边磁场的时间⑥
由①③④得
9、(1)
作业10
1.A 2. A 3. ABD 4. C
5．(12分)解(1)正、负电子在匀强磁场中圆周运动半径相同但绕行方向不同，分别作出正、负电子在磁场中运动的轨迹如图所示。
由 得
R=………………………………(2分)
射出点距离 ………(2分)
所以…………………(2分)
(2)由 得……………………………(2分)
负电子在磁场中运动时间………(1分)
正电子在磁场中运动时间……………(1分)
所以两个电子射出的时间差 ……(2分)
6.
第一课时? 磁现象和磁场
自主学习
1．磁现象?
能吸引____________的性质叫磁性。具有______的物体叫磁体，磁体中磁性最强的区域叫_______。静止时指南的磁极叫_________，又叫_________；指北的磁极叫_________，又叫_________。
例1. 金属棒一端靠近小磁针的南极或北极时，都看到有吸引现象，可断定这根金属棒：( )
A．一定是永磁体 B．一定不是永磁体
C．一定是铁、钴、镍类的物质制成的棒 D．.可能是磁体，也可能不是磁体
例2．若把一个条形磁铁从中间断开，则断开后的每一段（ ）
A．只有N极 B．只有S极
C．N、S极都有 D．都没有磁极
2．电流的磁效应???
演示奥斯特实验说明______________________。（实验时直导线应南北放置）
例3．发现电流周围存在磁场的物理学家是 （ ）
奥斯特 　B．焦耳 C．张衡 D．安培
例4．如图3-1所示，弹簧秤下挂一铁球，将弹簧秤自左向右逐渐移动时，弹簧秤的示数（ ）
A．不变 B．逐渐减少
C．先减小再增大 D．先增大再减小
3．磁场
磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过__________发生的。
例5. 下列关系磁场的说法中，正确的是（ ）
A、磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B、磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C、磁极与磁极间是直接发生作用的
D、磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
4．磁性的地球
（1）磁偏角：地球的________两极与________两极之间的交角。
（2）地磁场的N极在___________附近，S极在___________附近
（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。地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，
（4）地磁场的磁感应强度B的水平分量，总是从地理南极指向北极；竖直分量在南半球竖直__________，在北半球竖直__________。
例6. 地球具有磁场，宇宙中的许多天体也有磁场，围绕此话题的下列说法中正确的是：（ ）
地球上的潮汐现象与地磁场有关
太阳表面的黑子、耀斑和太阳风与太阳磁场有关
通过观察月球磁场和月岩磁性推断，月球内部全部是液态物质
对火星观察显示，指南针不能在火星上工作
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1．下列关于磁场的说法中正确的是（ ）
A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的
B．将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用
C．把磁体放在真空中，磁场就消失了
D．当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撤铁屑磁场就消失
2．使两物体（不带电）靠近但它们不接触，下列说法中正确的是 （ ）
A．没有相互作用，两物体都不是磁体
B．相互吸引，只能有一个是磁体　
C．相互吸引，两物体都是磁体
D．相互排斥, 两物体都是磁体
3．如图3-2所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是（ ）
A．a 　　B．b 　　C．c 　　D．都有可能
4．如图3-3所示，甲、乙两个形状，外表颜色都相同的铁棒，一根有磁性，一根没有磁性，下列说法正确的是： （ ）
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．有一条形铁块，上面的字样已模糊不清，试用多种方法判定它是否具有磁性。
第二课时 磁感应强度
自主学习
一、磁感应强度的方向
磁感应强度是描述___________________的物理量。
小磁针_________________方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称磁场方向。
磁感应强度的大小
１、定义：垂直于磁场方向的通电直导线，所受的力与导线的长和电流的乘积的比值叫Ｂ
Ｂ＝____________（适用条件；比值定义法）
磁场中某点磁感应强度的大小与通电导线的受力无关，由磁场本身决定。
通电导线在磁场中的受力不仅与磁感应强度有关，还跟导线的位置取向有关。
２、单位：_____________；１Ｔ＝_____________
例1．磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10-2 N，则这个位置的磁感应强度是多大？

例2、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（ ）?
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
例3、下列说法中错误的是（ ）
A.磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值。
B.一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场。
C.一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在B处大，则A处磁感应强度比B处的磁感应强度大。
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。
例4、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_____T；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_____T。
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1．有人根据公式，提出以下看法，其中正确的是 ( )
A．磁感应强度的数值跟通电导线受到的磁场力Ｆ的大小成正比
B．磁感应强度的数值跟通电导线的电流Ｉ成反比
C．磁感应强度的数值跟通电导线的长度Ｌ成反比
D．磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，它是客观存在的，它与外加导线的长度、电流的强弱和受力情况均无关
2.磁场中任一点的磁场方向为 ( )
A. 小磁针受磁场力的方向
B．小磁针北极受磁场力的方向?
C. 小磁针南极受磁场力的方向?
D．通电导线在该处所受磁场力的方向相同
3．下列说法正确的是（ ）
A．电荷处在电场强度为零的地方，受到的电场力一定为零
B．一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方，受到的磁场力一定为零
C．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度为零
D．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零
4．关于磁感应强度，下列哪种说法正确（ ）
A．磁感应强度只是描述强弱的物理量
B．由B=F/IL可知，在磁场中某处磁感应强度大小与该处通电导线的I与L乘积成反比
C．通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度不一定为零
D．放置在磁场中1米长的导线，通过1安的电流，受到的力为1牛，该处磁感应强度就是1特
5．一根长为0.2 m的电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，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
6．一根导线长0.2m，通过3A的电流，在匀强磁场中某处受到的最大磁场力是6×10-2N，则该处的磁感应强度B的大小是 T；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 T，导线受到的最大磁场力是 N。
7．匀强磁场中长2cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2A时，它受到的磁场力大小为4×10-3N，则该处的磁感应强度为 ，若电流不变，导线长度减小到1cm，则它受磁场力F为 ，该处的磁感应强度为
第三课时 几种常见的磁场
自主学习
1、磁感线
所谓磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的_______________表示该点的磁场方向。
磁感线是________曲线，磁铁外部的磁感线是从________出来，回到磁铁的________，内部是从________到________。任意两条磁感线________ (相交或不相交)
2．几种常见的磁场
（1）．通电直导线产生的磁场
直线电流的方向和电流的磁感线方向之间的关系可用安培定则（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________________一致，弯曲的四指所指的方向就是________________________。
例1、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是（ ）
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束
（2）环行电流的产生的磁场方向
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和________________一致，伸直的大拇指所指的方向就是________________上磁感线的方向。
例2．如图所示，当线圈中通以电流时，小磁针的北极指向读者.试确定电流方向.
（3）通电螺线管产生的磁场方向
通电螺线管的电流方向和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.如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右.试判定电源的正负极.
.
例４、一细长的小磁针，放在一螺线管的轴线上，N极在管内，S极在管外。若此小磁针可左右自由移动，则当螺线管通以图所示电流时，小磁针将怎样移动？

3、安培分子电流假说
在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——______________，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极，这就是分子电流假说。
磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由_______________产生的。
例５、关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（ ）
A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁
B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动
C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的
D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此，任何磁体都不会失去磁性
4、匀强磁场
①定义：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的________________处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。
②产生方法：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场。
③磁感线的特点：匀强磁场的磁感线是________________________。
5、磁通量
（1）定义：一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。
（2）公式：Ф=________
（3）单位：________? 1Wb=1T·1m2=1V·s
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1.关于磁现象的电本质，安培提出了分子电流假说.他是在怎样的情况下提出来的
( )
A．安培通过精密仪器观察到分子电流
B．安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的结论
C．安培根据环形电流的磁性与磁铁相似提出的一种假说
D．安培凭空想出来的
2.关于磁感线的概念，下列说法中正确的是( )
A．磁感线是磁场中客观存在、肉眼看不见的曲线
B．磁感线总是从磁体的N极指向磁体的S极
C．磁感线上各点的切线方向与该点的磁场方向一致
D．两个磁场叠加的区域，磁感线不可能相交
3.一根软铁棒放在磁铁附近会被磁化，这是因为在外磁场的作用下( )
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流消失了
C．软铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章
D．软铁棒中分子电流的取向变得大致相同
4．如果假设地磁场是由于地球带电造成的，则地球带（ ）
A．正电 B．负电 C．都可能 D．无法判断
5.试在3-5图中，由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向.
6.请画出如图3-6所示各图中相应的磁感线分布.
第四课时 磁场对通电导线的作用
自主学习
一、安培力的方向
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指_________，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线_________穿入手心，并使伸开的四指指向_________方向，那么，大拇指所指的方向，就是通电导线所受的_________的方向。
练习：1、教材P99练习1。
2、判断平行同向、异向通电直导线间的相互作用。
例1.判断下图中导线A所受磁场力的方向.
二、安培力的大小
总结：（1）当B于I垂直时，F=_________
（2）当B于I平行时，F=_________
（3）当B与I成角时，F= _________
例2：将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。
例3：如图所示，一根长为L的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δy；若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δy，则磁感应强度B为( )
A.kΔy/IL B.2kΔy/IL
C.kIL/Δy D.2IL/kΔy
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1．如图3-17所示，对于放在匀强磁场中的通电线圈，下列说法正确的是（ ）
A．线圈平面平行磁感线时所受合力为零，合力矩最大
B．线圈平面平行磁感线时，所受合力最大，合力矩最大
C．线圈平面垂直磁感线时，所受合力为零，合力矩为零
D．线圈平面垂直磁感线时，所受合力为零，合力矩最大
2.如图3-18所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零，可( )
A．适当减小磁感应强度 B．使磁场反向
C．适当增大电流强度 D．使电流反向
3．如图3-19所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝.线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图3-19)时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡.当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡.由此可知( )
A．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为(m1-m2)g/NIL
B．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NIL
C．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为(m1-m2)g/NIL
D．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NIL
4.如图3-20所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定不不动，导线cd能自由运动，则它的运动情况是( ).
A．顺时针转动，同时靠近导线ab
B．顺时针转动，同时远离导线ab
C．逆时针转动，同时靠近导线ab
D．逆时针转动，同时远离导线ab
5.如图3-21所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( )
A．线圈向磁铁平移
B．线圈远离磁铁平移
C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁
D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁
6．如图3-22所示，一根长为0.2m的金属棒放在倾角为θ=370的光滑斜面上，并通以I=5A电流，方向如图9-20所示，整个装置放在磁感应强度为B=0.6T，竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？
第五课时 磁场对通电导线的作用力（习题课）
自主学习
三、磁电式电流表
矩形线圈通以如图电流，试判定各边受力情况。
最基本的组成部分：永久磁铁、铁芯、__________、螺旋弹簧、指针、刻度盘.（最基本的是磁铁和线圈）
磁电式电流表的优点是______________________________；缺点是________________________________________
例1 一只电压表读数偏小，为纠正这一偏差，可以采取的措施是（ ）
A、减少表头线圈的匝数 B、增大表内的串联电阻
C、增强表头的永久磁铁的磁性 D、转紧表内的螺旋弹簧
四、安培力作用下通电导体运动情况的判定
要判定通电导体在安培力作用下的运动，首先必须清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后才能结合左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向，现介绍几种常用的方法
电流元法：把整段弯曲导线分成多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导体所受合力的方向，从而确定导体运动的方向。
特殊位置法：通过转动通电导体到某个便于分析的特殊位置，然后判断其所受安培力的方向，从而确定导体运动方向。
等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。
结论法：两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同的趋势。
转换研究对象法：定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。
例2 如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（从上往下看）（ ）
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
例3 如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( )
A．线圈向磁铁平移
B．线圈远离磁铁平移
C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁
D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁
例4 如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定不不动，导线cd能自由运动，则它的运动情况是( )
A．顺时针转动，同时靠近导线ab
B．顺时针转动，同时远离导线ab
C．逆时针转动，同时靠近导线ab
D．逆时针转动，同时远离导线ab
五、安培力与力学知识结合
例5 一根均匀粗导线的两端用柔软导线拉入电路，用用两根弹簧测力计悬挂起来，使导线MN保持水平，如图所示，在导线MN处加水平向里的磁场，并通以自M向N的电流，弹簧测力计的示数为F，若要使弹簧测力计示数增大，可以采用的做法是（ ）
A、只减小电流 B、只增加电流
C、只改变电流方向 D、只改变磁场方向
例6 如图所示，在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。求：（1）匀强磁场的磁感应强度B；（2）ab棒对导轨的压力。
课堂同步
1．如图所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是（ ）
A、不改变电流和磁场方向，适当增大电流
B、只改变电流方向，并适当减小电流
C、不改变磁场和电流方向，适当减小磁感应强度
D、同时改变磁场方向，并适当增大磁感应强度
2．如图所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来？（ ）
A.方向沿x轴的恒定磁场 B.方向沿y轴的恒定磁场
C.方向沿z轴的恒定磁场 D.方向沿z轴的变化磁场
3．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（ ）
A、磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B、磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用
C、磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用
　D、磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用
4．如所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1．当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（ ）
A、F2
B、F1-F2
C、F1+F2
D、2F1-F2
5.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图3-24所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( ).
6.电流表中通以相同的电流时，指针偏转的角度越大，表示电流表的灵敏度越高.下列关于电流表灵敏度的说法中正确的是( ).
A．增加电流计中的线圈匝数，可以提高电流表的灵敏度
B．增强电流计中永久磁铁的磁性，可以提高电流表的灵敏度
C．电流计中通的电流越大，电流表的灵敏度越高
D．电流计中通的电流越小，电流表的灵敏度越高
　　
7．在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流为I、长为L、质量为m的导体棒，如图所示，试求：
⑴欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向
⑵欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，应加匀强磁场B的最小值和方向

第六课时 磁场对运动电荷的作用力
复习旧知
1.如图判定安培力的方向，若已知上图中：B=4.0×10-2 T，导线长L=10 cm，I=1 A.。求导线所受的安培力大小
2.什么是电流？
自主学习
1．洛伦兹力的方向
左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指________，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心________，并使四指指向__________________的方向，这时________所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向________。
例1．试判断图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.
例2．来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将 （　　　）
A．竖直向下沿直线射向地面 B．相对于预定地面向东偏转
C．相对于预定点稍向西偏转 D．相对于预定点稍向北偏转
2．洛伦兹力的大小
设有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，导线每单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中.
问题：1.这段导线中电流I的微观表达式是多少？
2.这段导体所受的安培力为多大？
3.这段导体中含有多少自由电荷数？
4.每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？
可推导出：Ｆ＝_____________
若速度方向与磁感应强度的方向成θ，Ｆ＝_____________
讨论：θ=0°，Ｆ＝_____________；
例3．关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是（　　　）
A、运动电荷在某点不受洛仑兹力作用，这点的磁感应强度必为零
B、电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛仑兹力的方向一定互相垂直
C、电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转，这是因为洛仑兹力对电子做功的结果
D、电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力
例4：如图所示，一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（?? ）
A．使B的数值增大　　　　　　　　　　B．使磁场以速率 v＝，向上移动
C．使磁场以速率v＝，向右移动　　　D．使磁场以速率v＝，向左移动
课堂同步
1. 一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则 （ ）
A．此空间一定不存在磁场 　　　　 　B．此空间可能有方向与电子速度平行的磁场
C．此空间可能有磁场 ，方向与电子速度垂直　　　　D．以上说法都不对
2.如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 （ ）
３．带电量为+q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是（ 　 ）
A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
B．如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变
C．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受洛伦兹力作用
D．带电粒子受洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强度越小
４.如图所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射管的A、B两极分别接在直流高压电源的________极和________极.此时，荧光屏上的电子束运动轨迹________偏转(选填“向上”、“向下”或“不”).
５.如图所示，各带电粒子均以速度v射入匀强磁场，其中图C中v的方向垂直纸面向里，图D中v的方向垂直纸面向外，试分别指出各带电粒子所受洛仑兹力的方向。
６.如图所示，空间有磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速v从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力），则在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小与方向应是　　　　（ ）
A．B/v，方向竖直向上　　　　　　　B．B/v，方向水平向左
C．Bv，垂直纸面向里　　　　　　　 D．Bv，垂直纸面向外
第七课时 磁场对运动电荷的作用力（习题课）
3．电视显像管的工作原理
电视显像管应用了_________________的道理
例１　如图所示，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转,由安装管颈的偏转线圈产生偏转磁场。
　 ⑴.如果要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向?
　 ⑵.如果要使电子束打在B点,磁场应该沿什么方向
４.洛伦兹力的特点
(1)运动的电荷才有可能受到洛伦兹力，静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力。
(2)洛伦兹力的大小和方向都与带电粒子运动状态有关。
(3)洛伦兹力对运动电荷不做功，不会改变电荷运动的速率，只改变速度的方向。
例２　 单摆摆长L，摆球质量为m，带有电荷＋q，在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中摆动，当其向左、向右通过最低点时，线上拉力大小是否相等？
例３　如图所示，MDN为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环，半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。一带电量为-q，质量为m的小球自M点无初速下落，下列说法中正确的是（　　　　）
A、由M滑到最低度点D时所用时间与磁场无关
B、球滑到D时，速度大小v=
C、球滑到D点时，对D的压力一定大于mg
D、滑到D时，对D的压力随圆半径增大而减小
例４　如图所示，在竖直平面内有一个正交的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为1T，电场强度为10N/C，一个带正电的微粒，q=2×10-6C，质量m=2×10-6㎏，在这正交的电场的磁场内恰好做匀速直线运动，则带电粒子运动的速度大小多大？方向如何？
课堂同步
1.如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图.如果发现电视画面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是( 　　 )
A．电子枪发射能力减弱，电子数减少
B．加速电场的电压过高，电子速率偏大
C．偏转线圈局部短路，线圈匝数减少
D．偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱
2.在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转，设重力可以忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是( ).
A．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同
B．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反
C．E竖直向上，B垂直纸面向外
D．E竖直向上，B垂直纸面向里
3．某空间存在着正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，E=N/C，B=1T，现有一个质量m=2×10-6kg，q=2×10-6C的液滴以多大速度运动时能做匀速运动？速度方向如何？
4．如图所示，将倾角为θ的光滑绝缘斜面固定于水平面上，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，一小物体质量为m，电量为q，从斜面顶端由静止开始滑下，已知物体对斜面的弹力在逐渐减小，则物块带什么电？当物块刚离开斜面时速度为多大？物块在斜面上所走过的距离为多少？
5．如图所示，质量为m，带电量为q的小球套在很长的一根绝缘杆上，将杆竖直放入互相平行的水平匀强电场和匀强磁场中，球与杆间的μ已知，则当小球下滑的速度为v时，其加速度为多大？小球最终速度为多大？（设电场强度为E，磁感应强度为B）
6、如图所示，一带电为-q的小球，质量为m，以初速度v0竖直向上射入水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B。当小球在竖直方向运动h高度时，球在b点上所受的磁场力多大？

第八课时 带电粒子在匀强磁场中的运动
复习旧知
［问题1］什么是洛伦兹力，洛伦兹力产生的条件？
［问题2］洛伦兹力的大小和方向如何确定，洛伦兹力有什么特点？
自主学习
一、 带电粒子在匀强磁场中的运动（重力不计）
1、带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态？
2、带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态？
3、在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径r和周期T与速度v、磁场强度B的关系？
二、实验验证——洛伦兹力演示仪
例1 电子以m/s的速度沿着与磁场垂直的方向射入B=2.0×10-4T的匀强磁场中。求电子做匀速圆周运动的轨道半径和周期。
巩固训练1 已知氚核的质量约为质子的3倍，带正电荷，电荷量为一个元电荷；α粒子即氦原子核，质量约为质子的4倍，带正电荷，电荷量为元电荷的2倍。现在质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求以下情况下它们运动半径之比
（1）它们的速度大小相等
（2）它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场。
例2 如图所示，一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°，则电子的质量是 ，穿透磁场的时间是 。
巩固训练 长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁场强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁场以速度v平行极板射入磁场，欲使粒子不打在极板上，则粒子入射速度v应满足什么条件？
课堂同步
1．在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度为原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则 （ ）
A．粒子的速率加倍，周期减半
B．粒子的速率不变，轨道半径减半
C．粒子速率减半，轨道半径变为原来的1/4
D．粒子的速率不变，周期减半
2．如图所示，在长直导线中有稳恒电流I通过，导线正下方电子以初速度v平行于电流的方向射入，则电子将( ）
A．沿路径a运动，轨迹半径是圆
B．沿路径a运动，轨迹半径越来越大
C．沿路径a运动，轨迹半径越来越小
D．沿路径b运动，轨迹半径越来越小
3．一个长螺线管中通有方向不变但强度逐渐增加的电流，把一带电粒子沿管轴线射入管中，若粒子的重力不计，则粒子在管中将 （ ）
A．匀速运动 B．作匀加速直线运动
C．圆周运动 D．作变加速直线运动
4．如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中所示轨迹运动，中央是一块薄绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知 （ ）
A．粒子的运动方向是abcde
B．粒子的运动方向是edcba
C．粒子带正电
D．粒子在下半周所用时间比上半周长
5．一个带负电粒子（质量为m，带电量为q），以速率v在磁感应强度为B的匀强磁场中做逆时针圆周运动（沿着纸面），则该匀强磁场的方向为垂直于纸面向里还是向外？粒子运转所形成的环形电流的大小为多大？
6．如图所示，M、N两板相距为d，板长为5d，两板不带电，板间有垂直纸面的匀强磁场，一大群电子沿平行于板的方向从各处位置以速率v0射入板间，为了使电子都不从板间穿出，磁感应强度B的大小范围如何？（设电子质量为m，电量为e，且N板接地）
第九课时 带电粒子在匀强磁场中的运动（习题课）
三、应用
（1）质谱仪——测量带电粒子质量和分析同位素
例题 如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到底片D上.
(1)粒子进入磁场时的速率。
(2)求粒子在磁场中运动的轨道半径。
巩固训练 A、B是两种同位素的原子核，它们具有相同的电荷、不同的质量。为测定它们的质量比，使它们从质谱仪的同一加速电场由静止开始加速，然后沿着与磁场垂直的方向进入同一匀强磁场，打到照相底片上。如果从底片上获知A、B在磁场中运动轨迹的直径之比是1.08:1，求A、B的质量之比。
补充例题: 如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，已知∠AOB=120°，求该带电粒子在磁场中运动的时间。
（2）回旋加速器
例题：回旋加速器中磁场的磁感应强度为B，D形盒的直径为d，用该回旋加速器加速质量为m、电量为q的粒子，设粒子加速前的初速度为零。求：
（1）粒子的回转周期是多大？
（2）高频电极的周期为多大？
（3）粒子的最大动能是多大？
（4）粒子在同一个D形盒中相邻两条轨道半径之比
巩固训练 经过回旋加速器加速后，带电粒子获得的动能
A．与D形盒的半径有关 B．与高频电源的电压有关
C．与两个D形盒间的窄逢的宽度有关 D．与D形盒内磁感应强度有关
课堂同步
1．如图所示为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹.室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直于纸面向里)，由此可知此粒子( )
A．一定带正电 B．一定带负电
C．带电 D．能带正电，也可能带负电
2．如图所示，一电子从a点以速度v垂直进入长为d、宽为h的矩形磁场区域，沿曲线ab运动，通过b点离开磁场.已知电子质量为m，电量为e，磁场的磁感应强度为B，ab的弧长为s，则该电子在磁场中运动的时间为( )
A．t=d/v B．t=s/v
C． D．
3．质量为m、带电量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕固定的正电荷做匀速圆周运动，磁场方向垂直于运动平面，作用在负电荷上的电场力恰是磁场力的3倍，则该负电荷做圆周运动的角速度可能是（ ）
A．4Bq/m B．Bq/m C．2Bq/m D．3Bq/m
4．用同一回旋加速器分别对质子和氘核进行加速，则两种粒子获得的最大动能之比 （ ）
A．2:1 B．1:2 C．1:1 D． 4:1
5．如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，∠AOB=120°，则该带电粒子在磁场中运动的时间为（ ）
A．2πr/3v0 B．2πr/3v0
C．πr/3v0 D．πr/3v0
6．如图所示，两质量相等的一价正、负离子，沿与磁场边界成θ=300角的方向，垂直射入匀强磁场中。正离子的速率为v，在磁场中运动时间为t1，负离子的速率为2v，在磁场中运动时间为t2，则它们在磁场中的运动时间之比为多大？
7．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图所示，离子源S产生带电量为q的某种正离子，离子产生时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上.实验测得:它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子流的电流为I.请回答下列问题:
(1)在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为________.
(2)单位时间穿过入口处S1离子流的能量为________.
(3)试证明这种离子的质量为.

8．一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图中纸面向里。
（1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离。
（2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证明：直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是。
9．磁感应强度为B的匀强磁场存在于半径为R的圆形面内，方向如图所示，现有质量为m，电量为+q的粒子从O点对准面内圆心C射入磁场，为使粒子能重返O点，其入射速度v0应满足什么条件？粒子返回O点的最短时间t为多少？（设粒子与界面碰撞无能量损失，且电量不变）
10．如图所示,一带电质点,质量为m,电量为q,以平行于Ox 轴的速度v 从y 轴上的a 点射入图中第一象限所示的区域.为了使该质点能从x轴上的b 点以垂直于Ox 轴的速度v 射出,可在适当的地方加一个垂直于xy平面、磁感应强度为B的匀强磁场.若此磁场仅分布在一个圆形区域内,试求这圆形磁场区域的最小半径.重力忽略不计.
11．如图所示，长为l 的水平极板间有如图所示的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离也为l 。现有一质量为 m 、带电量为 +q 的粒子从左边板间中点处沿垂直于磁场的方向以速度 v0射入磁场，不计重力。要想使粒子不打在极板上，则粒子进入磁场时的速度 v0 应为多少？
12．如图所示，在x轴上方有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在x下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E。一质量为m、电量为-q的粒子从坐标原点沿着y轴正方向射出，射出之后，第三次到达x轴时，它与原点O的距离为L，求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s（重力不计）。
第十课时 带电粒子在复合场中运动
自主学习
一、带电粒子在复合场中的运动情况分析
1.复合场：指重力场、电场和磁场并存，或其中某两场并存，或分区域存在。粒子连续运动时，一般要同是考虑重力、洛伦兹力和电场力的作用。
2.三种场的不同特点比较
力的特点
功和能的特点
重力场
①大小：G=mg
②方向：竖直向下
①重力做功与路径无关
②重力做功改变物体重力势能
静电场
①大小：F=qE
②方向：正电荷受力方向与场强方向相同；负电荷受力方向与场强方向相反
①电场力做功与路径无关
②W=qU
③电场力做功改变电势能
磁场
①洛伦兹力F=
②方向符合左手定则
洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能
二、复合场综合应用实例
1.速度选择器
例1 如图所示为一速度选择器的原理图，K为电子枪，由枪中沿水平方向射出的电子，速率大小不一。当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S，设产生匀强电场的场强为E，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，问：速度为多大的电子才能通过小孔S？
问题 1 ：请在上图中画出带电粒子的受力分析图（正电荷、负电荷）？
问题 2 ：带电粒子匀速通过速度选择器的条件：
问题 3 ：当进入速度选择器的带电粒子的速度大于E/B，及小于E/B，会如何？
问题4 ：假如粒子以速度E/B从右侧飞入速度选择器还能匀速通过它吗？
2.磁流体发电机
例2 磁流体发电是一项新兴持术，它可以把气体的内能直接转化为电能，如图所示是磁流体发电机的模型，匀强磁场磁感应强度为B，平行金属板A、B相距为d，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性）垂直喷入磁场，便可在A、B两板间产生电压，在外电路负载中获得电流。
（1）试说明磁流体发电机的原理。
（2）若等离子体以速度v垂直射入磁场，外电流负载电阻为R，不计等离子气体的电阻，则此发电机的电动势E和总功率P为多大？
3.电磁流量计
例3 为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b，c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个表面内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的屯压U。若用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积)，则
(1)污水中既有正离子，也有负离子，前、后表面电势的高低与正、负离子的浓度__________关(填“有”或“无”)；
(2)前、后表面中心势高的是__________表面(填“前”或“后”)：
(3)试推出污水流量Q与两极间电压U的关系式。
课堂同步
1．如图所示，有一带电小球，从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下，两板间匀强磁场方向垂直纸面向外，则小球通过电场、磁场空间时B
A．可能做匀加速直线运动
B．一定做曲线运动
C．只有重力做功
D．电场力对小球一定做正功
2．如图所示，在x轴上方有水平向左的匀强电场，电场强度为E，在x轴下方有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。正离子从M点垂直于磁场方向，以速度v射入磁场区域，从N点以垂直于x轴的方向进入电场区域，然后到达y轴上的P点，若OP＝ON，求：
⑴离子的入射速度是多少？
⑵若离子在磁场中的运动时间为t1，在电场中的运动时间为t2，则t1： t2多大？
3．某同学设想用带电粒子的运动轨迹做出“0”、“8”字样，首先，如图甲所示，在真空空间的竖直平面内建立坐标系，在和处有两个与轴平行的水平界面和把空间分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，在三个区域中分别存在匀强磁场、、 ，其大小满足，方向如图甲所示.在Ⅱ区域中的轴左右两侧还分别存在匀强电场、（图中未画出），忽略所有电、磁场的边缘效应. 是以坐标原点为中心对称的正方形，其边长.现在界面上的处沿轴正方向发射一比荷的带正电荷的粒子（其重力不计），粒子恰能沿图中实线途经三点后回到点并做周期性运动，轨迹构成一个“0”字.己知粒子每次穿越Ⅱ区域时均做直线运动.
（1）求、场的大小和方向.
（2）去掉Ⅱ和Ⅲ区域中的匀强电场和磁场，其他条件不变，仍在处以相同的速度发射相同的粒子，请在Ⅱ和Ⅲ区城内重新设计适当的匀强电场或匀强磁场，使粒子运动的轨迹成为上、下对称的“8”字，且粒子运动的周期跟甲图中相同，请通过必要的计算和分析，求出你所设计的“场”的大小、方向和区域，并在乙图中描绘出带电粒子的运动轨迹和你所设计的“场”.（上面半圆轨迹己在图中画出）
第一课时? 磁现象和磁场
三维目标
（一）知识与技能
1．了解磁现象，知道磁性、磁极的概念。 2．知道电流的磁效应、磁极间的相互作用。
3．知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的.知道地球具有磁性。
（二）过程与方法
利用类比法、实验法、比较法使学生通过对磁场的客观认识去理解磁场的客观实在性。
（三）情感态度与价值观
通过类比的学习方法，培养学生的逻辑思维能力，体现磁现象的广泛性
重点与难点： 重点：电流的磁效应和磁场概念的形成 难点：磁现象的应用
教学过程：
（一）引入：介绍生活中的有关磁现象及本章所要研究的内容。在本章，我们要学习磁现象、磁场的描述、磁场对电流的作用以及对运动电荷的作用，知识主线十分清晰。本章共二个单元。第一、二、三节为第一单元；第四~第六节为第二单元。
复习提问，引入新课
［问题］初中学过磁体有几个磁极？［学生答］磁体有两个磁极：南极、北极.
［问题］磁极间相互作用的规律是什么？［学生答］同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.
［问题］两个不直接接触的磁极之间是通过什么发生相互作用的？［学生答］磁场.
［过渡语］磁场我们在初中就有所了解，从今天我们要更加深入地学习它。
（二）新课讲解-----第一节、磁现象和磁场
1．磁现象?
（1）通过介绍人们对磁现象的认识过程和我国古代对磁现象的研究、指南针的发明和作用来认识磁现象
（2）可以通过演示实验(磁极之间的相互作用、磁铁对铁钉的吸引)和生活生产中涉及的磁体(喇叭、磁盘、磁带、磁卡、门吸、电动机、电流表)来形象生动地认识磁现象。???
磁性、磁体、磁极：能吸引铁质物体的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体，磁体中磁性最强的区域叫磁极。
例1. 金属棒一端靠近小磁针的南极或北极时，都看到有吸引现象，可断定这根金属棒： BCD
A．一定是永磁体 B．一定不是永磁体
C．一定是铁、钴、镍类的物质制成的棒 D．.可能是磁体，也可能不是磁体
例2．若把一个条形磁铁从中间断开，则断开后的每一段（ C ）
A．只有N极 B．只有S极
C．N、S极都有 D．都没有磁极
2．电流的磁效应???
（1）介绍人类电现象和磁现象的过程。
（2）演示奥斯特实验：让学生直观认识电流的磁效应。做实验时可以分为四种情形观察并记录现象，小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场。（实验时直导线应南北放置）
例3．发现电流周围存在磁场的物理学家是 （ A ）
奥斯特 　B．焦耳 C．张衡 D．安培
例4．如图3-1所示，弹簧秤下挂一铁球，将弹簧秤自左向右逐渐移动时，弹簧秤的示数（ D ）
A．不变 B．逐渐减少
C．先减小再增大 D．先增大再减小
3．磁场
正像电荷之间的相互作用是通过电场发生的，磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过磁场发生的。
例5. 下列关系磁场的说法中，正确的是（A ）
A、磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B、磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C、磁极与磁极间是直接发生作用的
D、磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
4．磁性的地球
（1）磁偏角：地球的地理两极与地磁两极之间的交角。
（2）地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近
（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。地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，
（4）地磁场的磁感应强度B的水平分量，总是从地理南极指向北极；竖直分量则南半球与北半球相反，在南半球竖直向上，在北半球竖直向下
例6. 地球具有磁场，宇宙中的许多天体也有磁场，围绕此话题的下列说法中正确的是：（ ）
地球上的潮汐现象与地磁场有关
太阳表面的黑子、耀斑和太阳风与太阳磁场有关
通过观察月球磁场和月岩磁性推断，月球内部全部是液态物质
对火星观察显示，指南针不能在火星上工作
课堂同步
1．下列关于磁场的说法中正确的是（ ）
A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的
B．将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用
C．把磁体放在真空中，磁场就消失了
D．当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撤铁屑磁场就消失
2．使两物体（不带电）靠近但它们不接触，下列说法中正确的是 （ ）
A．没有相互作用，两物体都不是磁体
B．相互吸引，只能有一个是磁体　
C．相互吸引，两物体都是磁体
D．相互排斥, 两物体都是磁体
3．如图3-2所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是（ ）
A．a 　　B．b 　　C．c 　　D．都有可能
4．如图3-3所示，甲、乙两个形状，外表颜色都相同的铁棒，一根有磁性，一根没有磁性，下列说法正确的是： （ ）
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．有一条形铁块，上面的字样已模糊不清，试用多种方法判定它是否具有磁性。
1.B 2.D 3.A 4.AC
5.方法1：根据磁体的吸铁性来判断。取一些磁性物质（如少量铁粉），如条形铁块能吸引铁粉，就说明它有磁性，是磁体。
方法2：把条形铁块用细线系住中间，悬吊起来。如果它具有磁性，它将会在地球磁场的作用下，只在南北方向停下来。如果该铁块不具有磁性，就会在任意方向停下来。
方法3：另取一根条形磁铁，用其两端分别先后去靠近条形铁块的某一端，如果两次都能吸引，说明它是铁块，无磁性；如果一次吸引，一次排斥，说明它有磁性，是磁铁。
教后记：
本节课内容不多，可从指南针和司南引入，突出相排斥两个一定是磁体，相吸引可能是异名磁极也可能是吸铁性；奥斯特实验的意义；介绍磁场时强调磁场是客观存在的物质，磁体和电流周围存在磁场；地磁场让学生会画图。课堂巩固练习教易，可再补充一些习题。
第二课时 磁感应强度
三维目标　
【知识与技能】
1．理解磁感应强度B的定义、方向、大小及单位．
2．知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小．
【过程与方法】
通过演示磁场对电流作用的实验，培养学生总结归纳物理规律的能力．
【情感、态度与价值观】
通过对本节的学习，使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力，还需要严谨细密的科学态度．
重点与难点：
磁感应强度概念的建立是本节的重点（仍至本章的重点），也是本节的难点，通过与电场强度的定义的类比和演示实验来突破难点
教学过程
（一）复习上课时知识后引入
要点：磁场的概念。 提问、引入新课：
磁场不仅具有方向，而且也具有强弱，为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量.怎样的物理量能够起到这样的作用呢？ （紧接着教师提问以下问题.）
哪个物理量来描述电场的强弱和方向？
［学生答］用电场强度来描述电场的强弱和方向.
2．电场强度是如何定义的？其定义式是什么？
［学生答］电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的，其定义式为E=F/q
过渡语：今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度.
（二）新课讲解-----第二节 、 磁感应强度
一、磁感应强度的方向
小磁针静止时Ｎ极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，-—磁场方向。
教师：你能描述地磁场的方向吗？直线电流的磁场方向？
（小磁针静止时所受合力为零，磁极来定义磁场强弱不好定量）
【探究】决定安培力大小的因素有哪些？
利用演示实验装置，研究安培力大小与哪些因素有关
（1）与电流的大小有关．
保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下，通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小．
请学生观察实验现象．导线摆动的角度大小随电流的改变而改变，电流大，摆角大；电流小，摆角小．
实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到磁场的作用力的大小跟导线中电流的大小有关，电流大，作用力大；电流小，作用力也小．
（2）与通电导线在磁场中的长度有关．
保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变，电流大小也不变，改变通电电流部分的长度．学生观察实验现象．导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变，导线长、摆角大；导线短，摆角小．
实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关，导线长、作用力大；导线短，作用力小．
（3）与导线在磁场中的放置方向有关．
保持电流的大小及通电导线的长度不变，改变导线与磁场方向的夹角，当夹角为0°时，导线不动，即电流与磁场方向平行时不受安培力作用；当夹角增大到90°的过程中，导线摆角不断增大，即电流与磁场方向垂直时，所受安培力最大；不平行也不垂直时，安培力大小介于和最大值之间．
总结归纳以上实验现象，用L表示通电导线长度，I表示电流，保持电流和磁场方向垂直，通电导线所受的安培力大小FIL
用B表示这一比值，有．B的物理意义为：通电导线垂直置于磁场同一位置，B值保持不变；若改变通电导线的位置，B值随之改变．表明B值的大小是由磁场本身的位置决定．对于电流和长度相同的导线，放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁场强．放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁场弱．因而我们可以用比值来表示磁场的强弱，把它叫做磁感应强度．
推理：ＩＬ相同，在不同磁场中受Ｆ不同。怎样检验空间中某点磁场的强弱？
磁感应强度的大小
Ｂ＝（适用条件；比值定义法）
１、定义：垂直于磁场方向的通电直导线，所受的力与导线的长和电流的乘积的比值叫Ｂ
２、单位：Ｔ（特斯拉）１Ｔ＝
３、常见磁场Ｂ的大小。
常见的地磁场磁感应强度大约是，永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是（P89表3.2-1）
对B的定义式的理解：
①要使学生了解比值F/IL是磁场中各点的位置函数。换句话说，在非匀强磁场中比值F/IL是因点而异的，也就是在磁场中某一确定位置处，无论怎样改变I和L，F都与IL的乘积大小成比例地变化，比值F/IL跟IL的乘积大小无关。因此，比值F/IL的大小反映了各不同位置处磁场的强弱程度，所以人们用它来定义磁场的磁感应强度。还应说明F是指通电导线电流方向跟所在处磁场方向垂直时的磁场力，此时通电导线受到的磁场力最大。
②有的学生往往单纯从数学角度出发，曲公式B= F/IL得出磁场中某点的B与F成正比，与IL成反比的错误结论。
③应强调说明对于确定的磁场中某一位置来说，B并不因探测电流和线段长短（电流元）的改变而改变，而是由磁场自身决定的；比值F/IL不变这一事实正反映了所量度位置的磁场强弱程度是一定的。
例1．磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10-2 N，则这个位置的磁感应强度是多大？
解答：
例2、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（ ）?
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
解析：正确答案是D。因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关。所以A选项错，D选项正确。因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B选项错，对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的（导线与磁场垂直时受磁场力最大，与磁场平行时受磁场力为零），而Ｃ选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以Ｃ选项错。答案：D
【说明】
1、磁场中某点磁感应强度的大小与通电导线的受力无关，由磁场本身决定。
2、通电导线在磁场中的受力不仅与磁感应强度有关，还跟导线的位置取向有关。
例3、下列说法中错误的是（ ）
A.磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值。
B.一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场。
C.一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在B处大，则A处磁感应强度比B处的磁感应强度大。
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。
答案：ABCD
例4、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_____T；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_____T。
解析：由磁感应强度的定义式 ： 得：T=0.1T ，当导线的长度和电流都减小一半，磁感应强度的大小不变，仍为0.1T。答案：0.1T；0.1T。
课堂同步
1．有人根据公式，提出以下看法，其中正确的是 ( )
A．磁感应强度的数值跟通电导线受到的磁场力Ｆ的大小成正比
B．磁感应强度的数值跟通电导线的电流Ｉ成反比
C．磁感应强度的数值跟通电导线的长度Ｌ成反比
D．磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，它是客观存在的，它与外加导线的长度、电流的强弱和受力情况均无关
2.磁场中任一点的磁场方向为 ( )
A. 小磁针受磁场力的方向
B．小磁针北极受磁场力的方向?
C. 小磁针南极受磁场力的方向?
D．通电导线在该处所受磁场力的方向相同
3．下列说法正确的是（ ）
A．电荷处在电场强度为零的地方，受到的电场力一定为零
B．一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方，受到的磁场力一定为零
C．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度为零
D．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零
4．关于磁感应强度，下列哪种说法正确（ ）
A．磁感应强度只是描述强弱的物理量
B．由B=F/IL可知，在磁场中某处磁感应强度大小与该处通电导线的I与L乘积成反比
C．通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度不一定为零
D．放置在磁场中1米长的导线，通过1安的电流，受到的力为1牛，该处磁感应强度就是1特
5．一根长为0.2 m的电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，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
6．一根导线长0.2m，通过3A的电流，在匀强磁场中某处受到的最大磁场力是6×10-2N，则该处的磁感应强度B的大小是 T；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 T，导线受到的最大磁场力是 N。
7．匀强磁场中长2cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2A时，它受到的磁场力大小为4×10-3N，则该处的磁感应强度为 ，若电流不变，导线长度减小到1cm，则它受磁场力F为 ，该处的磁感应强度为
二、磁感应强度
课堂同步 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
教后记：
本节课内容简明而要，突出磁感应强度的物理意义，方向，大小，单位就行。强调磁场中某点磁感应强度的大小与通电导线的受力无关，由磁场本身决定；通电导线在磁场中的受力不仅与磁感应强度有关，还跟导线的位置取向有关（垂直和平行）。
第三课时 几种常见的磁场
三维目标
（一）知识与技能
1、知道什么是磁感线。2、知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的分布情况。 3、会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。
4、知道安培分子电流假说是如何提出的。 5、会利用安培假说解释有关的现象。
6、理解磁现象的电本质。7、知道磁通量定义，知道Φ =BS的适用条件，会用这一公式进行计算。
（二）过程与方法
1、通过模拟实验体会磁感线的形状，培养学生的空间想象能力。
2、由电流和磁铁都能产生磁场，提出安培分子电流假说，最后都归结为磁现象的电本质。
3、通过引入磁通量概念，使学生体会描述磁场规律的另一重要方法。
（三）情感、态度与价值观
1、通过讨论与交流，培养对物理探索的情感。2、领悟物理探索的基本思路，培养科学的价值感。
教学重点
会用安培定则判断磁感线方向，理解安培分子电流假说。
教学难点
安培定则的灵活应用即磁通量的计算。
教学方法
类比法、实验法、比较法
教学过程
（一）引入新课
电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？
（磁感线）那么什么是磁感线？又有哪些特点呢？这节课我们就来学习有关磁感线的知识。
（二）进行新课
1、磁感线
什么是磁感线呢？学生阅读教材，回答：所谓磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。
［演示］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。［现象］铁屑静止时有规则地排列起来，显示出磁感线的形状。如图3.3-1所示：［用投影片出示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况］
总结：磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从北极出来，回到磁铁的南极，内部是从南极到北极。任意两条磁感线不相交
2．几种常见的磁场
条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况，如图3.3-1所示：
（1）．通电直导线产生的磁场
过渡:前面我们做过通电直导线可以使小磁针发生偏转的实验，该实验说明通电直导线也可以产生磁场，那通电直导线产生的磁场怎样呢？［用投影片出示通电直导线周围的磁感线分布情况］如图3.3-2所示：
总结：直线电流的方向和电流的磁感线方向之间的关系可用安培定则（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。
例1、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是（ ）
A.向右飞行的正离子束
B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束
D.向左飞行的负离子束
解析：小磁针的N极指向读者，说明小磁针所在处的磁场方向是指向读者，由安培定则可确定出带电粒子形成的电流方向向左，这向左的电流可能是向左飞行的正离子形成，也可能是向右飞行的负离子形成，故正确答案为B、C
答案：BC
（2）环行电流的产生的磁场方向
［出示投影片］环形电流的磁场。如图课本图3.3-3所示：
总结：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。
例2．如图所示，当线圈中通以电流时，小磁针的北极指向读者.试确定电流方向.
电流方向为逆时针方向
（3）通电螺线管产生的磁场方向
［出示投影片］通电螺线管的磁场。如图课本图3.3-4所示：
总结通电螺线管的电流方向和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，让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。
例３.如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右.试判定电源的正负极.
解析：小磁针N极的指向即为该处的磁场方向，所以在螺线管内部磁感线方向由a→b，根据安培定则可判定电流由c端流出，由d端流入，故c端为电源的正极，d端为负极.
注意：不要错误地认为螺线管b端吸引小磁针的N极，从而判定b端相当于条形磁铁的南极，关键是要分清螺线管内、外部磁感线的分布.
.
例４、一细长的小磁针，放在一螺线管的轴线上，N极在管内，S极在管外。若此小磁针可左右自由移动，则当螺线管通以图所示电流时，小磁针将怎样移动？

解析：正确解题思路是：当螺线管通电后，根据右手螺旋定则判定出管内、外磁感线方向如图所示，管内外a、b两处磁场方向向右，管内b处磁感线分布较密，管处a处磁感线分布较稀。根据磁场力的性质知：小磁针N极在b处受力方向向右，且作用力较大；小磁针S极在a处受力向左，且作用力较小，因而小磁针所受的磁场力的合力方向向右。“同名磁极相斥、异名磁极相吸”只适合于磁体间外部相互作用的情形，适用情形存在局限性；而磁场力的性质：“磁体N极受力方向与所在处磁场方向相同”对于磁极间内部或外部作用总是普遍适用的。
磁感线和电场线的区别（1）电场线是电场的形象描述，而磁感线是磁场的形象描述。
（2）电场线不是闭合曲线，而磁感线是闭合曲线。
（3）电场线上每一点的切线方向都是跟该点的场强方向一致，磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度方向一致。
（4）电场线的疏密程度表示电场强度的大小。磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小。
通电直导线、环行电流的立体图、俯视图及纵截面图见世纪金榜81页
电流磁场和天然磁铁相比有何特点？（1）电流磁场的有无可由通断电来控制。（2）电流磁场的极性可以由电流方向变换。（3）电流磁场的强弱可由电流的大小来控制。
电流的磁场用途很广泛，如电磁起重机、电话、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。
3、安培分子电流假说
过渡：磁铁和电流都能产生磁场。它们的磁场是否有什么关系呢？我么已经知道，通电螺线管和条形磁铁的磁场分布十分相似，安培由此受到启发，提出了著名的分子电流假说。
在原子、分子等物质微粒内部，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，它的两侧相当于两个磁极，这就是分子电流假说。
［投影片出示课本图3.3-6］以进一步理解安培分子电流假说。
用安培假说可以解释磁化现象
如铁棒未被磁化时，内部各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性。什么是磁化以及如何去理解磁化和磁极？使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化。在有外界磁场的作用时，某些物质内部各分子电流的取向会变得大致相同，这个过程就是磁化，这些物质被磁化后，各分子电流的磁场互相叠加，对外界显示出较强的磁作用，在两端形成磁极。
解释永磁体之所以具有磁性，是因为它内部的环形分子电流本来就排列整齐.永磁体受到高温或猛烈的敲击会失去磁性，这是因为在激烈的热运动或机械振动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱无章了。
解释为什么无论把磁棒折成多小的一段，它总有两个磁极？每个环形分子电流的两个侧面必定同时出现，一面相当于N极，另一面相当于S极。
安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质
分子电流是由原子内部电子的运动形成的。
结论：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
例５、关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（ ）
A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁
B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动
C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的
D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此，任何磁体都不会失去磁性
解析：磁与电是紧密联系的，但“磁生电”“电生磁”都有一定的条件，运动的电荷产生磁场，但一个静止的点电荷的周围就没有磁场，分子电流假说揭示了磁现象的电本质，磁铁的磁场和电流的磁一样都是由运动电荷产生的，磁体内部只有当分子电流取向大体一致时，就显示出磁性，当分子电流取向不一致时，就没有磁性，所以本题的正确答案为B。答案：B
4、匀强磁场
类比匀强电场总结匀强磁场及特点
匀强磁场
①定义：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，这个区域的磁场叫匀强磁场。
②产生方法：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场。
③磁感线的特点：匀强磁场的磁感线是间距相等的平行直线。
5、磁通量
过渡：研究电磁现象时，有时需要研究穿过某一面积的磁场和它的变化，为此，物理学上引入了一个新的物理量——磁通量。
阅读教材，说出磁通量的定义、公式、单位以及物理意义。
总结：
（1）定义：一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。
（2）公式：Ф=B·S
（3）单位：韦伯（Wb）? 1Wb=1T·1m2=1V·s
（4）物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁场越强，穿过它的磁感线条数越多，磁通量就越大。当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零。
注意：当平面跟磁场方向不垂直时，穿过该平面的磁通量等于B与它在磁场垂直方向上的投影面积的乘积．即Ф=B·Ssinθ，（θ为平面与磁场方向之间的夹角）（如图所示）
教师：将磁通量的定义式Ф=B·S变形得：，这个比值反映了什么意义？单位是什么？ B为垂直磁场方向单位面积上的磁通量，反映磁场的强弱。又叫磁通密度。单位Wb/m2
（三）课堂总结、点评
我们这节课主要学习了磁感线、几种常见磁场以及如何判断、匀强磁场及磁通量的相关知识。
课堂同步
1.关于磁现象的电本质，安培提出了分子电流假说.他是在怎样的情况下提出来的( )
A．安培通过精密仪器观察到分子电流
B．安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的结论
C．安培根据环形电流的磁性与磁铁相似提出的一种假说
D．安培凭空想出来的
2.关于磁感线的概念，下列说法中正确的是( )
A．磁感线是磁场中客观存在、肉眼看不见的曲线
B．磁感线总是从磁体的N极指向磁体的S极
C．磁感线上各点的切线方向与该点的磁场方向一致
D．两个磁场叠加的区域，磁感线不可能相交
3.一根软铁棒放在磁铁附近会被磁化，这是因为在外磁场的作用下( )
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流消失了
C．软铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章
D．软铁棒中分子电流的取向变得大致相同
4．如果假设地磁场是由于地球带电造成的，则地球带（ ）
A．正电 B．负电 C．都可能 D．无法判断
5.试在3-5图中，由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向.
6.请画出如图3-6所示各图中相应的磁感线分布.
课后巩固
1.关于磁感应强度的单位T，下列表达式中正确的足( ).
A．1T=1Wb／m2 B．1T=1Wb·m2
C．1T=1N·s/C·m D．1T=1N/A·m
2．下列叙述中正确的是（ ）
A．磁场对放入其中的静止电荷和运动电荷都有力的作用
B．磁体的磁场与电流的磁场都是由电荷的运动产生的
C．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止
D．磁感线上某点的切线方向与小磁针在该点静止时北极指向一致
3．如图3-7所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（ ）
A．直导线中电流方向垂直纸面向里
B．a点的磁感应强度为2T，方向向右
C．b点的磁感应强度为T，方向斜向下，与B成450角
D．d点的磁感应强度为0
4．如图3-8所示，条形磁铁垂直放置，闭合圆环水平放置（可自由拉伸），条形磁铁的中心与圆环中心重合。若圆环由A扩大到B，那么圆环内磁通量变化( )
A．磁通量变大
B．磁通量变小
C.磁通量不变
D．条件不足，无法判断
5．如图3-9所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一带电粒子束可能是( ）
A．向右飞行的正离子 B．向左飞行的正离子
C．向右飞行的负离子 D．向左飞行的负离子
6．如图3-10所示，两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离。当同时给两个线圈同方向电流时，两导线将（ ）
A．吸引 B．排斥
C．保持静止 D．边吸引边转动
7．如图3-11所示某一匀强磁场磁感应强度是B，方向沿z轴正向，其中AB=a，BE=b，EF=c，求：
（1）穿过ABCD表面的磁通量；
（2）穿过BCEF表面的磁通量；
（3）穿过ADEF表面的磁通量。
8．如图3-12所示，有一矩形线圈，一半放在有界的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为0.2T，线圈可绕ab边或绕cd边转动。已知ab=10cm，bc=20cm，求：（1）在图示位置的磁通量；
（2）由图示位置绕ab转过600位置时的磁通量。
三、几种常见的磁场
课堂同步 1.C 2.CD 3.D 4.B 5. 略 6. 略
课后巩固 1.ACD 2.BD 3.BC 4.B 5.BC 6.A 7.0;Bbc;Bbc 8. 2×10-3Wb 2×10-3Wb
教后记：第一课时可讲到磁感线，三种电流的磁感线两个知识点，剩下的放到第二课时。强调安培定则的应用。
第四课时 磁场对通电导线的作用
三维目标
【知识和技能】
1、掌握判断安培力的方向的方法---左手定则。
2、掌握安培力的分析及计算方法。
【过程和方法】
1、通过试验演示出磁场、电流、安培力三方向关系，作出示图，总结出左手定则。
2、学会处理电流和磁场不垂直时的安培力的计算。
【情感、态度、价值观】
培养学生将分析比较习惯，培养其探索精神。
教学重点
磁场对电流的作用力的方向判断和大小计算。
教学过程
（一）：安培力的方向
回顾：（1）第2节磁场对通电直导线的作用力同哪些因素有关?
（2）当通电直导线垂直匀磁强时，磁场力的计算公式
总结：磁场对电流的作用力叫安培力。下面先讨论安培力的方向。
演示：如图所示：如果改变导线中的电流方向
现象：导线运动方向随之改变
表明：通电导线在磁场中所受的安培力的方向与导线中的电流方向有关
作出示意图（改变前，后），标注磁场方向、安培力的方向与导线中的电流方向
演示：如果调换磁铁两极的位置，即改变磁场方向
现象：导线运动方向也随之改变
表明：通电导线在磁场中所受的安培力的方向与磁场方向有关
作出示意图（改变前，后），标注磁场方向、安培力的方向与导线中的电流方向
设问：通电导线在磁场中所受安培力的方向跟磁场方向，电流方向之间有怎样的关系呢？
对四幅图进行分析比较，找出规律及统一的判定方法。
左手定则：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内，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，就是通电导线所受的安培力的方向。
说明：⑴ 已知磁场方向，电流方向和安培力方向中任何两个方向可
以利用安培定则判断第三个的方向
（2）电流方向和磁场方向可以不垂直，但安培力方向一定垂直磁场方向、垂直电流方向，即垂直于电流和磁场确定的平面。
练习：1、教材P99练习1。
2、判断平行同向、异向通电直导线间的相互作用。
例1.判断下图中导线A所受磁场力的方向.
答案：
（垂直于纸面向外）
（二）、安培力的大小
第2节中，我们已经知道：垂直于磁场B放置，长度为L的一段导线，当通过的电流I为时，它所受到的安培力F为：F=ILB。当导线同磁场B平行时，导线受力为零。
思考：当导线和磁场B成角时安培力的大小如何计算
总结：（1）当B于I垂直时，F=ILB
（2）当B于I平行时，F=0
（3）当B与I成角时，F= ILBsin
例2：将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。
解析：由左手定则和安培力的计算公式得：（1）因导线与磁感线平行，所以安培力为零
（2）由左手定则知：安培力方向垂直导线水平向右，大小F=BIL=１×0.1×0.2N=0.02N；（3）安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上，大小F=BIL=0.02N。
答案：（1）0；导线与磁感线平行 （2）0.02 N；安培力方向垂直导线水平向右。（3）0.02 N；安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上
说明：求安培力的大小时，要注意公式F=BIL中B与I要垂直；用左手定则判定安培力的方向时，要注意安培力既与导线垂直又与磁感线垂直，但B与I可以成任意夹角。
例3 在磁感应强度B＝0.3T的匀强磁场中，放置一根长＝10cm的直导线，导线中通过I＝2A的电流.求以下情况，导线所受的安培力：(1)导线和磁场方向垂直；(2)导线和磁场方向的夹角为30°；(3)导线和磁场方向平行.
0.060N 0.030N 0
例4 如图3-4-3所示，质量为m的导体棒AB静止在水平导轨上，导轨宽度为L，已知电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为θ，磁感应强度为B，求轨道对导体棒的支持力和摩擦力．
解析：涉及安培力时的物体的平衡问题，通过对通电棒的受力分析，根据共点力平衡方程求解．棒的受力分析图如图3-4-4所示
由闭合电路欧姆定律I=E/(R+r)…………①
由安培力公式 F=BIL…………②
由共点力平衡条件 Fsinθ=f…………③
N+Fcosθ=mg…………④
整理得 f=EBLsinθ/(R+r)…………⑤
N=mg-EBLcosθ/(E+r)………………⑥

拓展：本题是有关安培力的典型问题，必须作好受力分析图，原题给出的是立体图是很难进行受力分析，应画出投影图，养成良好的受力习惯是能力培养过程中的一个重要环节．
课堂同步
1．如图3-17所示，对于放在匀强磁场中的通电线圈，下列说法正确的是（ ）
A．线圈平面平行磁感线时所受合力为零，合力矩最大
B．线圈平面平行磁感线时，所受合力最大，合力矩最大
C．线圈平面垂直磁感线时，所受合力为零，合力矩为零
D．线圈平面垂直磁感线时，所受合力为零，合力矩最大
2.如图3-18所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零，可( )
A．适当减小磁感应强度
B．使磁场反向
C．适当增大电流强度
D．使电流反向
3．如图3-19所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝.线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图3-19)时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡.当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡.由此可知( )
A．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为(m1-m2)g/NIL
B．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NIL
C．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为(m1-m2)g/NIL
D．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NIL
4．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线 （ ）
A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力
C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培力
5.赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为 ( )
A．正东 B．正南 C．正西 D．正北
6．如图3-22所示，一根长为0.2m的金属棒放在倾角为θ=370的光滑斜面上，并通以I=5A电流，方向如图9-20所示，整个装置放在磁感应强度为B=0.6T，竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？
四、磁场对通电导线的作用力
课堂同步 1.AC 2.C 3.AB 4. A 5.A 6.0.8N
第五课时 磁场对通电导线的作用力（习题课）
三、电磁式电流表
（1）磁场对线圈的作用力 如图在匀强磁场中，
矩形线圈通以如图电流，试判定各边受力情况。
（２）看书总结电磁式电流表结构、原理。
工作原理：
最基本的组成部分：永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘.（最基本的是磁铁和线圈）
［问题］什么是均匀辐向分布呢？
［教师进一步讲解］所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度.该磁场并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B的大小是相等的
电流表的工作原理-------引导学生弄清楚以下几点：（并请学生自己归纳P98）
①线圈的转动是怎样产生的?
②线圈为什么不一直转下去？
③为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?
④如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向?
⑤使用时要特别注意什么?
例1 一只电压表读数偏小，为纠正这一偏差，可以采取的措施是（ C ）
A、减少表头线圈的匝数 B、增大表内的串联电阻
C、增强表头的永久磁铁的磁性 D、转紧表内的螺旋弹簧
四、安培力作用下通电导体运动情况的判定
要判定通电导体在安培力作用下的运动，首先必须清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后才能结合左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向，现介绍几种常用的方法
电流元法：把整段弯曲导线分成多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导体所受合力的方向，从而确定导体运动的方向。
特殊位置法：通过转动通电导体到某个便于分析的特殊位置，然后判断其所受安培力的方向，从而确定导体运动方向。
等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。
结论法：两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同的趋势。
转换研究对象法：定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。
例2 如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（从上往下看）（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
【解析】用安培定则判断通电蹄形电磁铁的极性，通电直导线在蹄形磁铁的磁场中，它的受力情况用电流无法进行判断，如图所示把直线电流等效为AO、OO/、O/B三段，其中OO/为极短的电流元。画出电磁铁的磁感线，可知OO/段电流元不受安培力的作用，AO段受垂直于纸面向外的安培力，O/B段受一垂直于纸面向里的安培力，故从上往下看，导线以OO/段为轴逆时针转动。再用特殊位置法，假设导线转过90°，如图所示，则导线受力的受力方向应竖直向下。实际上导线的运动应是上述两种运动的合成。
【答案】C
例3 如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( D )
A．线圈向磁铁平移
B．线圈远离磁铁平移
C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁
D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁
例4 如图3-20所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定不不动，导线cd能自由运动，则它的运动情况是( C ).
A．顺时针转动，同时靠近导线ab
B．顺时针转动，同时远离导线ab
C．逆时针转动，同时靠近导线ab
D．逆时针转动，同时远离导线ab
五、安培力与力学知识结合
例5 一根均匀粗导线的两端用柔软导线拉入电路，用用两根弹簧测力计悬挂起来，使导线MN保持水平，如图所示，在导线MN处加水平向里的磁场，并通以自M向N的电流，弹簧测力计的示数为F，若要使弹簧测力计示数增大，可以采用的做法是（ACD）
A、只减小电流 B、只增加电流
C、只改变电流方向 D、只改变磁场方向
【解析】对通电导体进行受力分析，由左手定则，确定安培力F安方向向上，如图所示，设弹簧测力计的示数为T，则有T+F安=mg 即T=mg-F安，要使T增大，方法1、可使F安减小，F安=BIL可知，通过减小I，可达到目的。方法2、可使F安反向，可通过改变电流方向或改变磁场方向来实现。
【答案】A、C、D
例6 如图所示，在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。求：（1）匀强磁场的磁感应强度B；（2）ab棒对导轨的压力。
T 6N
【解析】先将原图改画为侧视图，对导体棒受力分析，如图所示，导体棒恰好能静止，应有
Nx=F安
Ny=G
因为tan60°= 所以F安= tan60°Ny=G
又F安=BIL
所以B=
导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力N大小相等。
N==
课堂同步
1．如图所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是（ ）
A、不改变电流和磁场方向，适当增大电流
B、只改变电流方向，并适当减小电流
C、不改变磁场和电流方向，适当减小磁感应强度
D、同时改变磁场方向，并适当增大磁感应强度
2．如图所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来？（ ）
A.方向沿x轴的恒定磁场 B.方向沿y轴的恒定磁场
C.方向沿z轴的恒定磁场 D.方向沿z轴的变化磁场
3．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（ ）
A、磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B、磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用
C、磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用
　D、磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用
4．如所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1．当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（ ）
A、F2
B、F1-F2
C、F1+F2
D、2F1-F2
5.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图3-24所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( ).
6.电流表中通以相同的电流时，指针偏转的角度越大，表示电流表的灵敏度越高.下列关于电流表灵敏度的说法中正确的是( ).
A．增加电流计中的线圈匝数，可以提高电流表的灵敏度
B．增强电流计中永久磁铁的磁性，可以提高电流表的灵敏度
C．电流计中通的电流越大，电流表的灵敏度越高
D．电流计中通的电流越小，电流表的灵敏度越高
7、在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流为I、长为L、质量为m的导体棒，如图所示，试求：
⑴欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向
⑵欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，应加匀强磁场B的最小值和方向

补充习题
1.如图3-4-11所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为（ ）
A．BIL B．BIdcosθ C．BId/sinθ D．BIdsinθ
2.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都通有如图3-23所示方向的电流时，则从左向右看，线圈L1将( )
A．不动 　 B．顺时针转动
C．逆时针转动 D．向纸外平动
3.一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图3-25所示.若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力F和摩擦力f的变化情况分别是( ).
A．F增大，f减小 B．F减小，f增大
C．F与f都增大 D．F与f都减小
4．在两个倾角均为的光滑斜面上，放有一个相同的金属棒，分别通以电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图中(a)、(b)所示，两金属棒均处于平衡状态，则两种情况下的电流强度的比值I1：I2为多少？
　　
５、电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦）
课堂同步1. AD 2.、B 3、A 4、A 5. AB 6. AB 　
补充习题1、C 2. B 3. C 4、１∶cosα
第六课时 磁场对运动电荷的作用力
一．教学目标
【知识和技能】
1．知道什么是洛伦兹力，通电导线在磁场中所受的安培力实际是洛伦兹力的宏观表现
2．掌握洛伦兹力的计算及方向的判定
【过程和方法】
1．通过观察“阴极射线在磁场中偏转”的演示实验，形成洛伦兹力的概念
2．建立洛伦兹力与安培力的联系，会用左手定则判断洛伦兹力的方向
3．通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式
【情感、态度、价值观】
经历观察和思考的过程，会根据旧知识得到新知识，培养学生的科学思维和科学方法
二．教学重点
洛伦兹力的推导和方向的判定
三．教学难点
洛伦兹力的计算及方向的判定
四．教学过程
引入课题
前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：
1.如图判定安培力的方向（让学生上黑板做）
若已知上图中：B=4.0×10-2 T，导线长L=10 cm，I=1 A.求：导线所受的安培力大小？
［学生解答］
解：F=BIL=4×10-2 T×1 A×0.1 m=4×10-3 N
答：导线受的安培力大小为4×10-3 N.
2.什么是电流？
［学生答］电荷的定向移动形成电流.
［教师讲述］磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，我们会想到：这个力可能是作用在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现.
［演示实验］观察磁场阴极射线在磁场中的偏转（100页图3。5--1）
问题思考：电视显像管中的电子只是细细的一束，为什么能使整个屏幕发光？
推理判断：电流在磁场中会受到安培力，而电流是电荷的定向运动而产生的，那么运动的电荷会受到磁场力的作用吗？
实验观察：阴极射线在磁场中偏转。
介绍阴极射线管
如何观察电子束的径迹？
观察：没加磁场时电子束如何？
外加蹄形磁铁的磁场，不同方向的磁场对电子的不同影响
新课教学
（一）洛伦兹力的方向
建立概念：运动电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力
形成共识：通电导线在磁场中所受的安培力，实际是洛伦兹力的宏观表现
推理判断：用左手定则可以判定洛伦兹力的方向
——伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。
依据上图，阐明：洛伦兹力的方向与运动方向和磁感应强度的方向都垂直。
例1．试判断图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.
解答：甲中正电荷所受的洛伦兹力方向向上；乙中正电荷所受的洛伦兹力方向向下；丙中正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向读者；丁中正电荷所受的洛伦兹力的方向垂直于纸面指向纸里。
例2：来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将 （　　　）
A．竖直向下沿直线射向地面 B．相对于预定地面向东偏转
C．相对于预定点稍向西偏转 D．相对于预定点稍向北偏转
解答：。地球表面地磁场方向由南向北，电子是带负电，根据左手定则可判定，电子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向西。故C项正确
（二）洛伦兹力的大小
尝试由安培力的大小推导洛伦兹力的大小
设有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，导线每单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中.
［问题］这段导线中电流I的微观表达式是多少？让学生推导后回答。
［学生答］I的微观表达式为I=nqSv
［问题］这段导体所受的安培力为多大？［学生答］F安=BIL
［问题］这段导体中含有多少自由电荷数？
［学生答］这段导体中含有的电荷数为nLS.
［问题］每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？
［学生答］安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS,所以 F= F安/nLS = BIL/nLS = nqvSLB/nLS =qvB
如果速度方向与磁感应强度的方向成θ，可考虑将速度v沿垂直磁场方向和平行磁场方向进行分解。（也可以将磁感应强度B分解为垂直速度方向和沿速度方向的两个分量）
F=qvBsinθ
可推导出：
学生活动：
1．说明公式中各符号的物理意义及其单位
2．讨论两个特例：θ取90°和0°时情况
3．讨论洛伦兹力对速度的影响。
——只改变速度的方向，不改变速度的大小；不作功、不改变粒子的动能
【例3】关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是（D）
A、运动电荷在某点不受洛仑兹力作用，这点的磁感应强度必为零
B、电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛仑兹力的方向一定互相垂直
C、电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转，这是因为洛仑兹力对电子做功的结果
D、电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力
【解析】运动电荷处于磁感线强度为零处,所受洛仑兹力为零,但当运动电荷的速度方向和磁场方向一致时（同向或反向）也不受洛仑兹力的作用；运动电荷受到的洛仑兹力垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面，即洛仑兹力既垂直磁场方向，也垂直于电荷的运动方向，但磁场方向和电荷运动方向不一定垂直；因为洛仑兹力一定垂直于电荷的运动方向，所以洛仑兹力永远不做功；运动电荷才受洛仑兹力的作用，这里的运动应是与磁场的相对运动。
【答案】D
例4：如图所示，一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（?? ）
A．使B的数值增大
B．使磁场以速率 v＝，向上移动
C．使磁场以速率v＝，向右移动
D．使磁场以速率v＝，向左移动
解答：为使小球对平面无压力，则应使它受到的洛伦兹力刚好平衡重力，磁场不动而只增大B，静止电荷在磁场里不受洛伦兹力， A不可能；磁场向上移动相当于电荷向下运动，受洛伦兹力向右，不可能平衡重力；磁场以V向右移动，等同于电荷以速率v向左运动，此时洛伦兹力向下，也不可能平衡重力。故B、C也不对；磁场以V向左移动，等同于电荷以速率v向右运动，此时洛伦兹力向上。当 qvB＝mg时，带电体对绝缘水平面无压力，则v＝，选项 D正确。
课堂同步
1. 一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则 （ ）
A．此空间一定不存在磁场 　　　　 　B．此空间可能有方向与电子速度平行的磁场
C．此空间可能有磁场 ，方向与电子速度垂直　　　　D．以上说法都不对
2.如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 （ ）
３．带电量为+q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是（ 　 ）
A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
B．如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变
C．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受洛伦兹力作用
D．带电粒子受洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强度越小
４.如图所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射管的A、B两极分别接在直流高压电源的________极和________极.此时，荧光屏上的电子束运动轨迹________偏转(选填“向上”、“向下”或“不”).
５、如图所示，各带电粒子均以速度v射入匀强磁场，其中图C中v的方向垂直纸面向里，图D中v的方向垂直纸面向外，试分别指出各带电粒子所受洛仑兹力的方向。
６.如图所示，空间有磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速v从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力），则在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小与方向应是　　　　（ ）
A．B/v，方向竖直向上　　　　　　　B．B/v，方向水平向左
C．Bv，垂直纸面向里　　　　　　　 D．Bv，垂直纸面向外
７.如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v,若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率 （ ）
A．变大 B．变小 C．不变 D．条件不足，无法判断
课堂同步
１.B；2.C； ３.B ４．负，正，向下　５.略　６.C；７.B；
第七课时 磁场对运动电荷的作用力（习题课）
３.电视显像管的工作原理
电视显像管应用了电子束磁偏转的原理。
　　显像管中有一个阴极,工作时它能发射电子,荧光屏被电子束撞击就能发光。可是,很细的一束电子打在荧光屏上只能使一个点发光,而实际上要使整个荧光屏发光,这就要靠磁场来使电子束偏转了。
实际上,在偏转区的水平方向和竖直方向都加有偏转磁场,其方向、强弱都在不断变化,因此电子束打在荧光屏上的光点就不断移动,这在电视技术中叫做扫描,电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫做一场,电视机中每秒要进行50场扫描,所以我们感到整个荧光屏都在发光。
例１　如图所示，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转,由安装管颈的偏转线圈产生偏转磁场。
　 ⑴.如果要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向?
　 ⑵.如果要使电子束打在B点,磁场应该沿什么方向
　 解答：由左手定则，⑴中偏转磁场应该竖直向上　　⑵中偏转磁场应该竖直向下。　　
４.洛伦兹力的特点
(1)运动的电荷才有可能受到洛伦兹力，静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力。
(2)洛伦兹力的大小和方向都与带电粒子运动状态有关。
(3)洛伦兹力对运动电荷不做功，不会改变电荷运动的速率，只改变速度的方向。
带电粒子在磁场和电场中受力的区别
⑴电场对静止或运动的带电粒子都有电场力的作用，磁场只对运动的带电粒子有磁场力（洛伦兹力）的作用（条件是v与B不平行）。
（2）电场力跟电场强度E的方向相同（正电荷）或相反（负电荷），洛伦兹力跟磁感应强度B的方向垂直。
⑶电场力不受粒子运动速度的影响，洛伦兹力则与粒子运动速度有关
例２　 单摆摆长L，摆球质量为m，带有电荷＋q，在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中摆动，当其向左、向右通过最低点时，线上拉力大小是否相等？
解答：摆球所带电荷等效于一个点电荷，它在磁场中摆动时受到重力mg，线的拉力F与洛伦兹力F′，由于只有重力做功，故机械能守恒，所以摆球向左、向右通过最低点时的速度大小是相等的，设为V，向左通过最低点时洛伦兹力F′竖直向下，根据牛顿第二定律，如图4有
???
故有
当向右通过最低点时，洛伦兹力 的竖直向上，而大小仍为qvB，同理可得

显然F1＞F2
例３　如图所示，MDN为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环，半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。一带电量为-q，质量为m的小球自M点无初速下落，下列说法中正确的是（ABD）
A、由M滑到最低度点D时所用时间与磁场无关
B、球滑到D时，速度大小v=
C、球滑到D点时，对D的压力一定大于mg
D、滑到D时，对D的压力随圆半径增大而减小
【解析】对沿光滑竖直半圆环下滑的小球进行受力分析，如图所示，使小球下滑的力只有重力沿轨道的切向分力Gt，洛仑兹力的存在只是减少了小球对轨道的压力，故下滑到最低点所用的时间及到最低点的速度与磁场是否存在均无关。
下滑过程中，只有重力做功，由机械能守恒得：mgR=
所以v=
在最低点时，三个力的合力提供圆周运动的向心力（如图所示），即
N+F洛-mg=m·
N=mg+2mg- F洛=3mg- F洛，不能确认N和mg的关系，即不能确定小球对轨道压力和重力关系。
由N=3mg- F洛=3mg-qVB=3mg-qB可知，当R变大时，N在减小，即对轨道压力在减小。
【答案】A、B、D
例４　如图所示，在竖直平面内有一个正交的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为1T，电场强度为10N/C，一个带正电的微粒，q=2×10-6C，质量m=2×10-6㎏，在这正交的电场的磁场内恰好做匀速直线运动，则带电粒子运动的速度大小多大？方向如何？
20m/s 与电场强度成60°斜向上。
【解析】运动电荷作匀速直线运动，则它受的合外力必为零，重力和电场力的大小、方向均可直接确定，则洛仑兹力必与重力和电场力的合力等值、反向，如图所示，由左手定则就可确定运动电荷的速度方向。
设速度v与电场E的夹角为
tan=
所以=60°
由运动电荷受到合外力为零，得：
qVB=2mg
所以 v=
课堂同步
1.如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图.如果发现电视画面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是( )
A．电子枪发射能力减弱，电子数减少
B．加速电场的电压过高，电子速率偏大
C．偏转线圈局部短路，线圈匝数减少
D．偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱
2.在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转，设重力可以忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是( ).
A．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同
B．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反
C．E竖直向上，B垂直纸面向外
D．E竖直向上，B垂直纸面向里
3．某空间存在着正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，E=N/C，B=1T，现有一个质量m=2×10-6kg，q=2×10-6C的液滴以多大速度运动时能做匀速运动？速度方向如何？
4．如图所示，将倾角为θ的光滑绝缘斜面固定于水平面上，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，一小物体质量为m，电量为q，从斜面顶端由静止开始滑下，已知物体对斜面的弹力在逐渐减小，则物块带什么电？当物块刚离开斜面时速度为多大？物块在斜面上所走过的距离为多少？
5．如图所示，质量为m，带电量为q的小球套在很长的一根绝缘杆上，将杆竖直放入互相平行的水平匀强电场和匀强磁场中，球与杆间的μ已知，则当小球下滑的速度为v时，其加速度为多大？小球最终速度为多大？（设电场强度为E，磁感应强度为B）
6、如图所示，一带电为-q的小球，质量为m，以初速度v0竖直向上射入水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B。当小球在竖直方向运动h高度时，球在b点上所受的磁场力多大？

五、磁场对运动电荷的作用力
课堂同步
1． BCD(提示:电视画面的幅度比正常的偏小，说明电子束的偏转半径偏大.) 2. ABC 3.20m/s,正电荷v与E成600，负电荷v与E成1200 4.正电；；。 5. ；
补充习题
7、如图所示，虚线框内空间中同时存在着匀强电场和匀强磁场，匀强电场的电场线方向竖直向上，电场强度E=6×104V/m，匀强磁场的磁感线未在图中画出，一带正电的粒子按图示方向垂直进入虚线框空间中，速度v=2×105m/s。如要求带电粒子在虚线框空间做匀速运动，磁场中磁感受线的方向如何？磁感应强度大小如何？（带电粒子所受重力忽略不计）
垂直纸面向外

8、磁流体发电是一项新兴持术，它可以把气体的内能直接转化为电能，如图所示是磁流体发电机的装置，A、B组成一对平行电极，两板间距为d，内有磁感应强度为B的匀强磁场。现持续将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性）垂直喷入磁场，每个离子的速度为v，电量大小为q，忽略两极之间的等效内阻，稳定时，电势较高的是哪个极？磁流体发电机的电动势多大？外电阻R上消耗的功率为多大？
第八课时 带电粒子在匀强磁场中的运动
三维目标
【知识与技能】
理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，在匀强磁场中做匀速圆周运动
熟练掌握"带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动"的基本规律
推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，学会解答有关问题
知道质谱仪的工作原理及旋加速器的基本构造、工作原理及用途
【过程与方法】
通过学习质谱仪的工作原理，让学生认识先进科技的发展，有助于培养学生对物理的学习兴趣．培养分析物理问题的能力，掌握构建物理图景的分析方法，综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场（电场、磁场）中的问题.
【情感态度与价值观】
通过对本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新历程。
教学重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能分析有关问题.
教学难点：1、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动的基本规律。qvB=mv2/r
2、综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场中的问题.
教学过程：
复习旧知 引入新课
［问题1］什么是洛伦兹力，洛伦兹力产生的条件？［磁场对运动电荷的作用力］
［问题2］洛伦兹力的大小和方向如何确定，洛伦兹力有什么特点？
[左手定则—方向][F=qvBsinθ，θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角，θ=90°，F=qvB;θ=0°，F=0—大小]
引入：带电粒子进入匀强磁场时将做什么运动呢？今天我们就来讨论—带电粒子在匀强磁场中的运动
新课教学
一、 带电粒子在匀强磁场中的运动（重力不计）
1、带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态？匀速直线运动
2、带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态？匀速圆周运动，洛伦兹力不做功
3、在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径r和周期T，与速度v、磁场强度B的关系？
（1） 圆周运动的半径 （2） 圆周运动的周期
二、实验验证——洛伦兹力演示仪
（1）结构： ①电子枪：射出电子
②加速电场：作用是改变电子束出射的速度
③励磁线圈：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场
（2）实验结论：
①沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。
②磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径也增大。
③粒子射入速度不变，磁场强度增大，轨道半径减小。
例1 电子以m/s的速度沿着与磁场垂直的方向射入B=2.0×10-4T的匀强磁场中。求电子做匀速圆周运动的轨道半径和周期。
巩固训练1 已知氚核的质量约为质子的3倍，带正电荷，电荷量为一个元电荷；α粒子即氦原子核，质量约为质子的4倍，带正电荷，电荷量为元电荷的2倍。现在质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求以下情况下它们运动半径之比
（1）它们的速度大小相等
（2）它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场。
例2 如图所示，一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°，则电子的质量是 ，穿透磁场的时间是 。
解析：电子在磁场中运动，只受洛仑兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为f⊥v，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛仑兹力指向交点上，如图中的O点，由几何知识知，AB间圆心角θ＝30°，OB为半径。
∴r=d/sin30°=2d，又由r=mv/Be得m=2dBe/v
又∵AB圆心角是30°，∴穿透时间t=T/12，故t=πd/3v。
带电粒子在长足够大的长方形磁场中的运动时要注意临界条件的分析。如已知带电粒子的质量m和电量e，若要带电粒子能从磁场的右边界射出，粒子的速度v必须满足什么条件？这时必须满足r=mv/Be>d，即v>Bed/m.
巩固训练 长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁场强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁场以速度v平行极板射入磁场，欲使粒子不打在极板上，则粒子入射速度v应满足什么条件？
解析：由左手定则判得粒子在磁场中间向上偏，而作匀速圆周运动，很明显，圆周运动的半径大于某值r1时粒子可以从极板右边穿出，而半径小于某值r2时粒子可从极板的左边穿出，现在问题归结为求粒子能在右边穿出时r的最小值r1以及粒子在左边穿出时r的最大值r2，由几何知识得：
粒子擦着板从右边穿出时，圆心在O点，有：
r12＝L2+（r1-L/2）2得r1=5L/4，
又由于r1=mv1/Bq得v1=5BqL/4m，∴v>5BqL/4m时粒子能从右边穿出。
粒子擦着上板从左边穿出时，圆心在O＇点，有r2＝L/4，又由r2＝mv2/Bq=L/4得v2＝BqL/4m
∴v2过渡：如果欲使粒子直线飞出，怎么办呢？加电场E
课堂同步
1．在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度为原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则 （ ）
A．粒子的速率加倍，周期减半
B．粒子的速率不变，轨道半径减半
C．粒子速率减半，轨道半径变为原来的1/4
D．粒子的速率不变，周期减半
2．如图所示，在长直导线中有稳恒电流I通过，导线正下方电子以初速度v平行于电流的方向射入，则电子将( ）
A．沿路径a运动，轨迹半径是圆
B．沿路径a运动，轨迹半径越来越大
C．沿路径a运动，轨迹半径越来越小
D．沿路径b运动，轨迹半径越来越小

3．一个长螺线管中通有方向不变但强度逐渐增加的电流，把一带电粒子沿管轴线射入管中，若粒子的重力不计，则粒子在管中将 （ ）
A．匀速运动 B．作匀加速直线运动
C．圆周运动 D．作变加速直线运动

4．如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中所示轨迹运动，中央是一块薄绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知 （ ）
A．粒子的运动方向是abcde
B．粒子的运动方向是edcba
C．粒子带正电
D．粒子在下半周所用时间比上半周长
5．一个带负电粒子（质量为m，带电量为q），以速率v在磁感应强度为B的匀强磁场中做逆时针圆周运动（沿着纸面），则该匀强磁场的方向为垂直于纸面向里还是向外？粒子运转所形成的环形电流的大小为多大？
6．如图所示，M、N两板相距为d，板长为5d，两板不带电，板间有垂直纸面的匀强磁场，一大群电子沿平行于板的方向从各处位置以速率v0射入板间，为了使电子都不从板间穿出，磁感应强度B的大小范围如何？（设电子质量为m，电量为e，且N板接地）
课堂同步
1.BD 2. B 3.A 4.BC
5.向外
6．半径R1=，又因为，所以；R22=（R2-d）2+（5d）2 半径R2=13d， ，所以。结合图示，满足：R2＜R＜R1，所以B1＞B＞B2。
第九课时 带电粒子在匀强磁场中的运动（习题课）
三、应用
（1）质谱仪——测量带电粒子质量和分析同位素
例题 如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到底片D上.
(1)粒子进入磁场时的速率。
(2)求粒子在磁场中运动的轨道半径。
解：（1）粒子在S1区做初速度为零的匀加速直线运动.由动能定理知，粒子在电场中得到的动能等于电场对它所做的功，即
由此可得v=.
（2）粒子做匀速圆周运动所需的向心力是由粒子所受的洛伦兹力提供，即qvB=m
所以粒子的轨道半径为 r=mv/qB=
［教师讲解］r和进入磁场的速度无关，进入同一磁场时，r∝，而且这些个量中，u、B、r可以直接测量，那么，我们可以用装置来测量比荷或算出质量。
例题在处理上，可以让学生自己处理，教师引导总结。为了加深对带电粒子在磁场中的运动规律的理解，可以补充例题和适量的练习。注意：在解决这类问题时，如何确定圆心、画出粒子的运动轨迹、半径及圆心角，找出几何关系是解题的关键。
巩固训练 A、B是两种同位素的原子核，它们具有相同的电荷、不同的质量。为测定它们的质量比，使它们从质谱仪的同一加速电场由静止开始加速，然后沿着与磁场垂直的方向进入同一匀强磁场，打到照相底片上。如果从底片上获知A、B在磁场中运动轨迹的直径之比是1.08:1，求A、B的质量之比。
补充例题: 如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，已知∠AOB=120°，求该带电粒子在磁场中运动的时间。
分析：首先通过已知条件找到所对应的圆心O′，画出粒子的运动轨迹并画出几何图形。
解：设粒子在磁场中的轨道半径为R，粒子的运动轨迹及几何图形如图所示。
粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，
有qvB=mv2/R ①
由几何关系有：R = r tan60o ②
粒子的运动周期T =2πR/v0 ③
由图可知θ=60°，得电粒子在磁场中运动的时间 t = T/6 ④
联立以上各式解得：t=rπ/3v0
（2）回旋加速器
（1）直线加速器
①加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电的粒子动能增加，即qU =ΔEk
②直线加速器的多级加速：教材图3．6—5所示的是多级加速装置的原理图，由动能定理可知，带电粒子经N级的电场加速后增加的动能，ΔEk=q（U1+U2+U3+U4+…Un）
直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间内制造直线加速器受到一定的限制。
③回旋加速器能否采用多级加速呢？多级加速虽然可以使带电粒子获得很高的能量，但体积太大，能否可寻找一种既能使带电粒子实现多级加速，又不必增加设备长度的方法呢？如果带电粒子在一次加速后又转回来被第二次加速，如此往复“转圈圈”式地被加速，加速器装置所占的空间不是会大大缩小吗？而磁场正好能使带电粒子“转圈圈”！于是，人们依据这个思路设计出了用磁场控制轨道、用电场进行加速的仪器。
例题：回旋加速器中磁场的磁感应强度为B，D形盒的直径为d，用该回旋加速器加速质量为m、电量为q的粒子，设粒子加速前的初速度为零。求：
（1）粒子的回转周期是多大？
（2）高频电极的周期为多大？
（3）粒子的最大动能是多大？
（4）粒子在同一个D形盒中相邻两条轨道半径之比
巩固训练 经过回旋加速器加速后，带电粒子获得的动能 AD
A．与D形盒的半径有关 B．与高频电源的电压有关
C．与两个D形盒间的窄逢的宽度有关 D．与D形盒内磁感应强度有关
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1．如图所示为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹.室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直于纸面向里)，由此可知此粒子( )
A．一定带正电 B．一定带负电
C．带电 D．能带正电，也可能带负电
2．如图所示，一电子从a点以速度v垂直进入长为d、宽为h的矩形磁场区域，沿曲线ab运动，通过b点离开磁场.已知电子质量为m，电量为e，磁场的磁感应强度为B，ab的弧长为s，则该电子在磁场中运动的时间为( )
A．t=d/v B．t=s/v
C． D．
3．质量为m、带电量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕固定的正电荷做匀速圆周运动，磁场方向垂直于运动平面，作用在负电荷上的电场力恰是磁场力的3倍，则该负电荷做圆周运动的角速度可能是（ ）
A．4Bq/m B．Bq/m C．2Bq/m D．3Bq/m
4．用同一回旋加速器分别对质子和氘核进行加速，则两种粒子获得的最大动能之比 （ ）
A．2:1 B．1:2 C．1:1 D． 4:1
5．如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，∠AOB=120°，则该带电粒子在磁场中运动的时间为（ ）
A．2πr/3v0 B．2πr/3v0
C．πr/3v0 D．πr/3v0
6．如图所示，两质量相等的一价正、负离子，沿与磁场边界成θ=300角的方向，垂直射入匀强磁场中。正离子的速率为v，在磁场中运动时间为t1，负离子的速率为2v，在磁场中运动时间为t2，则它们在磁场中的运动时间之比为多大？
7．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图所示，离子源S产生带电量为q的某种正离子，离子产生时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上.实验测得:它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子流的电流为I.请回答下列问题:
(1)在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为________.
(2)单位时间穿过入口处S1离子流的能量为________.
(3)试证明这种离子的质量为.

8．一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图中纸面向里。
（1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离。
（2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证明：直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是。
9．磁感应强度为B的匀强磁场存在于半径为R的圆形面内，方向如图所示，现有质量为m，电量为+q的粒子从O点对准面内圆心C射入磁场，为使粒子能重返O点，其入射速度v0应满足什么条件？粒子返回O点的最短时间t为多少？（设粒子与界面碰撞无能量损失，且电量不变）
10．如图所示,一带电质点,质量为m,电量为q,以平行于Ox 轴的速度v 从y 轴上的a 点射入图中第一象限所示的区域.为了使该质点能从x轴上的b 点以垂直于Ox 轴的速度v 射出,可在适当的地方加一个垂直于xy平面、磁感应强度为B的匀强磁场.若此磁场仅分布在一个圆形区域内,试求这圆形磁场区域的最小半径.重力忽略不计.
11．如图所示，长为l 的水平极板间有如图所示的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离也为l 。现有一质量为 m 、带电量为 +q 的粒子从左边板间中点处沿垂直于磁场的方向以速度 v0射入磁场，不计重力。要想使粒子不打在极板上，则粒子进入磁场时的速度 v0 应为多少？
12．如图所示，在x轴上方有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在x下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E。一质量为m、电量为-q的粒子从坐标原点沿着y轴正方向射出，射出之后，第三次到达x轴时，它与原点O的距离为L，求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s（重力不计）。
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1.A 2. BC 3.AC 4.A
5. 解析：首先通过已知条件找到所对应的圆心O′，由图可知θ=60°，得t=，但题中已知条件不够，没有此选项，必须另想办法找规律表示t，
由圆周运动和t= =。其中R为AB弧所对应的轨道半径，由图中ΔOO′A可得R=r，所以t=r×π/3r0，D选项正确。
6．1:5 7.(1)It/q (2)UI (3)略
8.解析：（1）离子的初速度与匀强磁场的方向垂直，在洛仑兹力作用下，做匀速圆周运动。设圆半径为r，则据牛顿第二定律可得：
，解得
如图所示，离了回到屏S上的位置A与O点的距离为：AO=2r
所以
（2）当离子到位置P时，圆心角：
因为，所以。
9．，其中，而
∴（n=3，4，5……）
∵粒子在磁场中经过的总弧度数为n（π-θ）=（n-2）π
∴粒子所用时间为，当n=3时，时间最短。
10.
11.或
12． ；； 所以：
由图可知： 将代入得： 。
第十课时 带电粒子在复合场中运动
自主学习
一、带电粒子在复合场中的运动情况分析
1.复合场：指重力场、电场和磁场并存，或其中某两场并存，或分区域存在。粒子连续运动时，一般要同是考虑重力、洛伦兹力和电场力的作用。
2.三种场的不同特点比较
力的特点
功和能的特点
重力场
①大小：G=mg
②方向：竖直向下
①重力做功与路径无关
②重力做功改变物体重力势能
静电场
①大小：F=qE
②方向：正电荷受力方向与场强方向相同；负电荷受力方向与场强方向相反
①电场力做功与路径无关
②W=qU
③电场力做功改变电势能
磁场
①洛伦兹力F=
②方向符合左手定则
洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能
二、复合场综合应用实例
1.速度选择器：选择V=E/B 的粒子
例1 如图所示为一速度选择器的原理图，K为电子枪，由枪中沿水平方向射出的电子，速率大小不一。当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S，设产生匀强电场的场强为E，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，问：速度为多大的电子才能通过小孔S？
问题 1 ：请在上图中画出带电粒子的受力分析图（正电荷、负电荷）？
问题 2 ：带电粒子匀速通过速度选择器的条件：
问题 3 ：当进入速度选择器的带电粒子的速度大于E/B，及小于E/B，会如何？
问题4 ：假如粒子以速度E/B从右侧飞入速度选择器还能匀速通过它吗？
对于以不同速度进入空间的粒子而言，只有满足二力平衡作匀速直线运动才能够从另一侧的小孔穿出 F=Eq=qvB ，则只有当满足V=E/B 的粒子才能穿过空间区域，也就达到了速度选择的目的 （与质量、电量无关）
2.磁流体发电机
例2 磁流体发电是一项新兴持术，它可以把气体的内能直接转化为电能，如图所示是磁流体发电机的模型，匀强磁场磁感应强度为B，平行金属板A、B相距为d，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性）垂直喷入磁场，便可在A、B两板间产生电压，在外电路负载中获得电流。
（1）试说明磁流体发电机的原理。
（2）若等离子体以速度v垂直射入磁场，外电流负载电阻为R，不计等离子气体的电阻，则此发电机的电动势E和总功率P为多大？
3.电磁流量计
例3 为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图11所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b，c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个表面内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的屯压U。若用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积)，则
(1)污水中既有正离子，也有负离子，前、后表面电势的高低与正、负离子的浓度__________关(填“有”或“无”)；
(2)前、后表面中心势高的是__________表面(填“前”或“后”)：
(3)试推出污水流量Q与两极间电压U的关系式。
解析：
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1．如图所示，有一带电小球，从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下，两板间匀强磁场方向垂直纸面向外，则小球通过电场、磁场空间时B
A．可能做匀加速直线运动
B．一定做曲线运动
C．只有重力做功
D．电场力对小球一定做正功
2．如图所示，在x轴上方有水平向左的匀强电场，电场强度为E，在x轴下方有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。正离子从M点垂直于磁场方向，以速度v射入磁场区域，从N点以垂直于x轴的方向进入电场区域，然后到达y轴上的P点，若OP＝ON，求：
⑴离子的入射速度是多少？
⑵若离子在磁场中的运动时间为t1，在电场中的运动时间为t2，则t1： t2多大？
【解析】设正离子在匀强磁场中作匀速圆周运动，从M经圆弧到N，
由题意得MO=NO=R……⑴
而R=……⑵
在磁场中的运动时间t1=……⑶
正离子垂直于电场方向进入匀强电场中后作类平抛运动，在垂直于电场方向有：
OP=vt2……⑷
沿电场方向有：ON=……⑸
由题意得OP=ON……⑹
由上述各关系可解得：v=
3．某同学设想用带电粒子的运动轨迹做出“0”、“8”字样，首先，如图甲所示，在真空空间的竖直平面内建立坐标系，在和处有两个与轴平行的水平界面和把空间分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，在三个区域中分别存在匀强磁场、、 ，其大小满足，方向如图甲所示.在Ⅱ区域中的轴左右两侧还分别存在匀强电场、（图中未画出），忽略所有电、磁场的边缘效应. 是以坐标原点为中心对称的正方形，其边长.现在界面上的处沿轴正方向发射一比荷的带正电荷的粒子（其重力不计），粒子恰能沿图中实线途经三点后回到点并做周期性运动，轨迹构成一个“0”字.己知粒子每次穿越Ⅱ区域时均做直线运动.
（1）求、场的大小和方向.
（2）去掉Ⅱ和Ⅲ区域中的匀强电场和磁场，其他条件不变，仍在处以相同的速度发射相同的粒子，请在Ⅱ和Ⅲ区城内重新设计适当的匀强电场或匀强磁场，使粒子运动的轨迹成为上、下对称的“8”字，且粒子运动的周期跟甲图中相同，请通过必要的计算和分析，求出你所设计的“场”的大小、方向和区域，并在乙图中描绘出带电粒子的运动轨迹和你所设计的“场”.（上面半圆轨迹己在图中画出）
第三章检测卷
一、选择题(本题共12小题；每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。)
1．下列与磁场有关的物理概念中，正确的是 （ ）
A．磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小
B．磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关
C．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量
D．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关，而与放入磁场中的受磁场力作用的电流无关
2．由磁感应强度的定义式B=F/IL可知 （ ）
A．通电导线L所在处受到的磁场力F为零，该处的磁感应强度B也一定为零
B．磁感应强度B的方向与F的方向一致
C．该定义式只适用于匀强磁场
D．只要满足L很短、I很小的条件，该定义式对任何磁场都适用
3．带电粒子（重力不计）垂直射入匀强磁场中 （ ）
A．带电粒子所受洛伦兹力不变 B．带电粒子动能Ek不变
C．带电粒子动量P不变 D．相等时间内，动量的变化相等
4．数颗带电粒子从静止开始经同一电场加速后进入同一匀强磁场中，其速度方向均与磁场垂直。这此粒子在磁场中做圆周运动的半径相同，则它们在磁场中具有（ ）
A．相同的动量大小 B．相同的动能
C．相同的比荷 D．相同的周期
5．比荷为e/m的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d，磁感应强度为B的匀强磁场区，要能从右侧穿出这个磁场区，电子的速度至少应为（ ）
A．2Bed/m B．Bed/m C．Bed/2m D．Bed/m
6．如图3-74所示，在正交的匀强电场和磁场区域内，已知磁场方向水平指向纸内，一离子从左至右恰能沿直线飞过此区域，则下列说法正确的是 （ ）
A．只有当离子带正电时，E的方向才能向下
B．若离子带负电，E方向应向上
C．若离子带正电，E方向应向上
D．不管离子带何种电，E方向都向下
7．如图3-75所示，平行金属板的距离为d，其中匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，等离子群的速度为v，沿图示方向射入，电容器的电容为C，则 （ ）
S断开时，电容器的充电量为Q=BdvC
B．S闭合时，电容器的充电量为Q=BdvC
C．S闭合时，电容器的充电量为Q＜BdvC
D．S闭合时，电容器的充电量为Q＞BdvC
8．如图3-76所示，两平行金属导轨EF、CD间距为L，与电动势为E的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成角θ，回路其余电阻不计。为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为 （ ）
A．，水平向右
B．，垂直于回路平面向上
C．，竖直向下
D．，垂直于回路平面向下
9．如图3-77所示，环形线圈中通过的电流为I，线框平面与磁感线平行地放在匀强磁场中，可绕对称轴OO1转动，则下列说法中正确的是 （ ）
A．在图示位置，线圈所受合力不为零，磁力矩最大
B．在图示位置，线圈所受合力为零，磁力矩最大
C．由图示位置转过900角时，线圈所受合力不为零，

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