1、磁場、電磁感應、交磁場、電磁感應、交 變變 電電 流流復習指導復習指導磁場磁場 高考要求高考要求1. 電流的磁場電流的磁場 2. 磁感線、地磁場磁感線、地磁場 3. 磁性材料、分子電流假說磁性材料、分子電流假說 4. 磁感應強度、磁場對通電直導線磁感應強度、磁場對通電直導線的作用，安培力，左手定則的作用，安培力，左手定則 5. 磁電式電表原理磁電式電表原理 6. 磁場對運動電荷的作用，洛侖磁場對運動電荷的作用，洛侖茲力茲力 7. 質譜儀、回旋加速器質譜儀、回旋加速器 說明：說明：1、安培力安培力的計算的計算限于限于直導線與直導線與B平平行或垂直的行或垂直的兩種情兩種情況況2、能夠運動所學、能夠

2、運動所學知識，綜合分析帶知識，綜合分析帶電粒子在勻強磁場電粒子在勻強磁場中的運動，涉及洛中的運動，涉及洛侖茲力的計算限于侖茲力的計算限于 與與B平行或垂直的平行或垂直的兩種情況兩種情況電流產生磁場電流產生磁場18201820年丹麥物理學家奧年丹麥物理學家奧斯特做過下面的實驗：斯特做過下面的實驗：把一條導線平行地放在把一條導線平行地放在磁鐵的上方，給導線通磁鐵的上方，給導線通電，磁針就發生偏轉。電，磁針就發生偏轉。這說明不僅磁鐵能產生這說明不僅磁鐵能產生磁場，電流也能產生磁磁場，電流也能產生磁場。場。分子電流示意圖分子電流示意圖【安培分子電流假說安培分子電流假說】在原子、分子等物質微粒在原子、分

3、子等物質微粒內部，存在著一種環形電內部，存在著一種環形電流即分子電流，分子電流流即分子電流，分子電流使每個物質微粒成為微小使每個物質微粒成為微小的磁體，每個微小磁體都的磁體，每個微小磁體都有兩個磁極。有兩個磁極。物質的磁性與分子物質的磁性與分子電流的關系電流的關系物質的磁性與分子物質的磁性與分子電流的關系電流的關系磁現象的電本質磁現象的電本質在沒有磁性的物體內部，在沒有磁性的物體內部，大量微粒的分子電流產生大量微粒的分子電流產生的磁場方向是雜亂無章的，的磁場方向是雜亂無章的，彼此互相抵消，使物體在彼此互相抵消，使物體在宏觀上不顯示磁性。而在宏觀上不顯示磁性。而在磁鐵內部，大量微粒的分磁鐵內部，

4、大量微粒的分子電流產生的磁場方向有子電流產生的磁場方向有一定的取向，使物體宏觀一定的取向，使物體宏觀上就顯示出磁性。上就顯示出磁性。（1）條形磁鐵）條形磁鐵幾個典型磁場的磁感線分布幾個典型磁場的磁感線分布（2）蹄形磁鐵）蹄形磁鐵（3）直線電流）直線電流直線電流磁場的磁感線是一些以導線直線電流磁場的磁感線是一些以導線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導線垂直的平面上。都在跟導線垂直的平面上。 用右手握住導線，讓伸直的用右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向跟電流的方拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向。

5、方向就是磁感線的環繞方向。 正視圖正視圖（縱剖）（縱剖）（3）直線電流）直線電流立體圖立體圖俯視圖俯視圖（4）環形電流）環形電流環形電流的磁感線是一些圍繞環形導環形電流的磁感線是一些圍繞環形導線的閉合曲線，在環形導線的中心軸線的閉合曲線，在環形導線的中心軸線上，磁感線和環形導線的平面垂直。線上，磁感線和環形導線的平面垂直。讓右手彎曲的四指和環形電流讓右手彎曲的四指和環形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環形導線中心軸線的方向就是環形導線中心軸線上磁感線的方向。上磁感線的方向。（4）環形電流）環形電流側視圖側視圖IB立體圖立體圖B主視圖主視圖（縱剖）（縱剖）安培定

6、則：安培定則：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，大拇指所指的方向指的方向跟電流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管內部磁感線的方向。也就是說，大拇就是螺線管內部磁感線的方向。也就是說，大拇指指向通電螺線管的北極。指指向通電螺線管的北極。（5）通電螺線管）通電螺線管（6）地磁場）地磁場左手定則左手定則伸開左手，使大拇指伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，把都跟手掌在一個平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方

7、向，那么，指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的導線在磁場中所受安培力的方向。方向。安培力安培力判斷安培力的方向判斷安培力的方向（1）BI（2）BIIB（3）IB（4）IB（5）FF三、安培力1F垂直平面向內垂直平面向內F垂直平面向外垂直平面向外F垂直平面向外垂直平面向外安培力的方向與電流方向安培力的方向與電流方向垂直，也與磁場方向垂直，垂直，也與磁場方向垂直，即即垂直于電流方向與磁場垂直于電流方向與磁場方向確定的平面；方向確定的平面；但電流但電流方向與磁場方向不一定垂方向與磁場方向不一定垂直。直。兩根平行的輸電線請根據其上電流方向畫出

8、兩根平行的輸電線請根據其上電流方向畫出它們之間的相互作用力。它們之間的相互作用力。2平行導線(1)FFFF(2)ab R 金屬框架光滑金屬框架光滑,寬度寬度L=20cm,與水平面夾角與水平面夾角 =30 導體棒導體棒ab質量質量m=10g,電源電動勢電源電動勢E=12V, 內阻內阻r=1 , 電阻電阻R=11 .若使若使ab靜止靜止,求下列幾種情況勻強求下列幾種情況勻強磁場的磁場的B的大小的大小(1)B豎直向上豎直向上.(2)B水平向左水平向左.(3)若使若使B最小最小, 求求B的大小和方向的大小和方向.(4) 若磁場方向垂直斜面向上若磁場方向垂直斜面向上, ab棒與導軌之間的摩棒與導軌之間的

9、摩擦因數擦因數 =0.2, 為使為使ab棒保持靜止棒保持靜止, 求求B的取值范圍的取值范圍.GFNFFb GF b B bGFNFF把立體圖轉化為適當的平面圖磁電式電流表的構造磁電式電流表的構造 在一個很強的蹄形磁在一個很強的蹄形磁鐵的兩極間有一個固定的鐵的兩極間有一個固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個可以繞軸轉動的鋁有一個可以繞軸轉動的鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉軸上裝有兩個螺旋框的轉軸上裝有兩個螺旋彈簧和一個指針。線圈的彈簧和一個指針。線圈的兩端分別接在這兩個螺旋兩端分別接在這兩個螺旋彈簧上，被測電流經過這彈簧上，被測電流經過這兩個彈簧流入線圈

10、。兩個彈簧流入線圈。 磁電式電流表磁電式電流表磁電式電流表的工作原理磁電式電流表的工作原理蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布均勻地輻射分布的，這樣不管通的，這樣不管通電導線處于什么角度，它的平面均電導線處于什么角度，它的平面均與磁感線平行，從而保證受到的與磁感線平行，從而保證受到的磁磁力矩不隨轉動角度的變化而變化，力矩不隨轉動角度的變化而變化，始終有始終有M=nBIS（n為線圈的匝數）。為線圈的匝數）。當線圈轉到某一角度時，磁力矩與當線圈轉到某一角度時，磁力矩與彈簧產生的阻力矩彈簧產生的阻力矩M 相等時，線圈相等時，線圈就停止轉動，此時指針（指針隨線就停止轉動，此時

11、指針（指針隨線圈一起轉動）就停在某處，指向一圈一起轉動）就停在某處，指向一確定的讀數。確定的讀數。 磁電式電流表磁電式電流表磁電式電流表洛倫茲力洛倫茲力一一個陰極射線管的兩個陰極射線管的兩個電極之間加上電壓個電極之間加上電壓后，會有電子束從陰后，會有電子束從陰極極K射向陽極射向陽極A，并在，并在熒光屏上看到一條亮熒光屏上看到一條亮線。當把一個蹄形磁線。當把一個蹄形磁鐵放到陰極射線管的鐵放到陰極射線管的近旁時，會看到電子近旁時，會看到電子束發生偏轉，這表明束發生偏轉，這表明運動的電子受到了磁運動的電子受到了磁場的作用力。場的作用力。（磁場對運動電荷的作用）（磁場對運動電荷的作用） 初速度垂直于磁

12、場初速度垂直于磁場方向的帶電粒子的方向的帶電粒子的運動運動v B無限大磁場區域無限大磁場區域qBmvRTqBmEqBPqBmvRk222Bvfvffv,洛侖茲力一定不做功洛侖茲力一定不做功.Wf=0初速度垂直于磁場初速度垂直于磁場方向的帶電粒子的方向的帶電粒子的運動運動 OO AB ff 有界磁場有界磁場圓心圓心軌跡軌跡角度角度類型一：半有界磁場類型一：半有界磁場類型二：條形磁場類型二：條形磁場類型三：圓形磁場類型三：圓形磁場1 vvBO1、虛線所圍區域內有方向垂直紙面向里的勻強磁場，、虛線所圍區域內有方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為磁感應強度為B，一束電子流沿圓形磁場的直徑方向，一束

13、電子流沿圓形磁場的直徑方向以速度以速度v 射入磁場，電子束經過磁場區后，其運動方射入磁場，電子束經過磁場區后，其運動方向與原方向成向與原方向成 角。設電子質量為角。設電子質量為m，電荷量為，電荷量為e，求，求磁場區域圓半徑磁場區域圓半徑 r 為多少？為多少？ vvBOOff /2分析132、如圖所示，矩形勻強磁場區域的長為、如圖所示，矩形勻強磁場區域的長為L，寬為，寬為L/2。磁感應強度為磁感應強度為B，質量為，質量為m，電荷量為，電荷量為e 的電子沿著矩的電子沿著矩形磁場的上方邊界射入磁場，欲使該電子由下方邊界穿形磁場的上方邊界射入磁場，欲使該電子由下方邊界穿出磁場，求：出磁場，求：（1）電

14、子速率）電子速率v 的取的取值范圍？值范圍？（2）電子在磁場中）電子在磁場中運動時間運動時間t 的變化范的變化范圍？圍？LL/2abcdvffvO 3、三個質子、三個質子1、2和和3分別以大小相等、方向如圖分別以大小相等、方向如圖所示的初速率所示的初速率v1、v2和和v3，經過平板，經過平板MN上的小孔上的小孔O射入勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，整個裝射入勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，整個裝置放在真空中，且不計重力，這三個質子打到平置放在真空中，且不計重力，這三個質子打到平板板MN上的位置到小孔上的位置到小孔O的距離分別是的距離分別是s1、s2和和s3，則位移之間的大小關系如何？則位移之間

15、的大小關系如何？2v2v3v1O MNv3O O R分析2 v1v1v2v24、（、（11 北京）利用電場和磁場，可以將比荷不同的離子分開，北京）利用電場和磁場，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學分析和原子核技術等領域有重要的應用。這種方法在化學分析和原子核技術等領域有重要的應用。如圖所示的矩形區域如圖所示的矩形區域ACDG（AC邊足夠長）中存在著垂直于紙面邊足夠長）中存在著垂直于紙面的勻強磁場，的勻強磁場，A處有一狹縫。離子源產生的離子，經靜電場加速處有一狹縫。離子源產生的離子，經靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場，運動邊且垂直于磁場的方向射

16、入磁場，運動到到GA邊，被相應的收集器收集。整個裝置內部為真空。邊，被相應的收集器收集。整個裝置內部為真空。已知被加速的兩種正離子的質量分別是已知被加速的兩種正離子的質量分別是m1和和m2（m1m2）。電荷）。電荷量均為量均為q，加速電場的電勢差為，加速電場的電勢差為U，離子進入電場時的初速度可以，離子進入電場時的初速度可以忽略，不計重力，也不考慮離子間的相互作用。忽略，不計重力，也不考慮離子間的相互作用。（1）求質量為）求質量為m1的離子進入的離子進入磁場時的速率磁場時的速率 1；（2）當磁感應強度的大小當磁感應強度的大小為為B時，求兩種離子在時，求兩種離子在GA邊邊落點的間距落點的間距s；

17、離子源離子源狹縫狹縫加速加速電場電場ABqGDC3已知被加速的兩種正離子的質量分別是已知被加速的兩種正離子的質量分別是m1和和m2（m1m2）。電荷）。電荷量均為量均為q，加速電場的電勢差為，加速電場的電勢差為U，離子進入電場時的初速度可以，離子進入電場時的初速度可以忽略，不計重力，也不考慮離子間的相互作用。忽略，不計重力，也不考慮離子間的相互作用。（3）在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實際裝置中狹縫具）在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實際裝置中狹縫具有一定寬度。若狹縫過寬，可能使兩束離子在有一定寬度。若狹縫過寬，可能使兩束離子在GA邊上的落點區域邊上的落點區域離子源離子源狹縫狹縫加速

18、加速電場電場ABqGDC交疊，導致兩種離子無法完全分離。交疊，導致兩種離子無法完全分離。設磁感應強度大小可調，設磁感應強度大小可調，GA邊長為定值邊長為定值L，狹縫寬度為，狹縫寬度為d，狹縫右邊緣在狹縫右邊緣在A處。離子可以處。離子可以使狹縫各處射入磁場，入射方使狹縫各處射入磁場，入射方向仍垂直于向仍垂直于GA邊且垂直于磁邊且垂直于磁場。為保證上述兩種離子能落場。為保證上述兩種離子能落在在GA邊上并被完全分離，求邊上并被完全分離，求狹縫的最大寬度。狹縫的最大寬度。分析分析BGDCAd2R12R2d兩種離子能被完全分離兩種離子能被完全分離兩種離子能落在兩種離子能落在GA邊上邊上2R1m=Ld而而

19、22qBmUR 1212mmRR故故Ld21212mmmmLdm5、（、（05 全國）如圖所示，在一水平放置的平板全國）如圖所示，在一水平放置的平板MN的上的上方有一勻強磁場，磁感應強度的大小為方有一勻強磁場，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直，磁場方向垂直于紙面向里，許多質量為于紙面向里，許多質量為m、帶電量為、帶電量為+q的粒子，以相同的粒子，以相同的速率的速率 沿位于紙面內的各個方向由小孔沿位于紙面內的各個方向由小孔O射入磁場區域，射入磁場區域，不計重力，不計粒子間的相互影響，下列（乙）圖中陰影不計重力，不計粒子間的相互影響，下列（乙）圖中陰影部分帶電粒子可能經過的區域，其中部分帶電粒子

20、可能經過的區域，其中 。哪個圖。哪個圖是正確的？是正確的？qBmRMNO(A)(B)(C)(D)AMNOO1CO2O36 6、（00 全國）全國）如圖所示，兩個共軸的圓筒形金屬電如圖所示，兩個共軸的圓筒形金屬電極，外電極接地，其上均勻分布著平行于軸線的極，外電極接地，其上均勻分布著平行于軸線的四條狹縫四條狹縫a、b、c和和d，外筒的外半徑為，外筒的外半徑為r0，在圓，在圓筒之外的足夠大區域中平行于軸線方向的均勻磁筒之外的足夠大區域中平行于軸線方向的均勻磁場，磁感應強度的大小為場，磁感應強度的大小為B，在兩極間加上電壓，在兩極間加上電壓，使兩圓筒之間的區域內有沿半徑向外使兩圓筒之間的區域內有沿半

21、徑向外的電場，一質量為的電場，一質量為m，帶電量，帶電量為為+q 的粒子，從緊靠內筒且的粒子，從緊靠內筒且正對狹縫正對狹縫a的的S點出發，初速點出發，初速為零。如果該粒子經過一段為零。如果該粒子經過一段時間的運動之后恰好又回到時間的運動之后恰好又回到出發點出發點S，則兩電極之間的電，則兩電極之間的電壓壓U應是多少？（不計重力，應是多少？（不計重力，整個裝置在真空中）整個裝置在真空中）接地接地Oabcd+q S2接地接地Oabcd+q S分析27、正負電子對撞機的最后部分的簡化圖如圖（甲）所示（俯視、正負電子對撞機的最后部分的簡化圖如圖（甲）所示（俯視圖），位于水平面內的粗實線所示的圓環形真空管

22、道是正負電圖），位于水平面內的粗實線所示的圓環形真空管道是正負電子做圓運動的子做圓運動的“容器容器”，經過加速器加速后的正負電子被分別，經過加速器加速后的正負電子被分別引入該管道時，具有相同的速率引入該管道時，具有相同的速率v，它們沿管道向相反的方向運，它們沿管道向相反的方向運動。在管道內控制它們轉變的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的動。在管道內控制它們轉變的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的A1、A2、A3An，共，共n個，均勻分布在整個圓環上（圖中只示意個，均勻分布在整個圓環上（圖中只示意性地用細實線畫出了幾個，其余的用細虛線表示），每個電磁性地用細實線畫出了幾個，其余的用細虛線表示），每個電磁鐵內

23、的磁場都是勻強磁場，并且磁感應強度都相同，方向豎直鐵內的磁場都是勻強磁場，并且磁感應強度都相同，方向豎直向下，磁場區域的直徑為向下，磁場區域的直徑為d，改變電磁鐵內的電流的大小，就可，改變電磁鐵內的電流的大小，就可改變磁場的磁感應強度，從而改變電子偏轉角度。經過精確的改變磁場的磁感應強度，從而改變電子偏轉角度。經過精確的調整，首先實現電子在環形管道中沿圖中粗虛線所示的軌跡運調整，首先實現電子在環形管道中沿圖中粗虛線所示的軌跡運動，這時電子經過每個電磁鐵時射入點和射出點都在電磁鐵的動，這時電子經過每個電磁鐵時射入點和射出點都在電磁鐵的同一條直徑的兩端，如圖（乙）所示，這就為進一步實現正、同一條直

24、徑的兩端，如圖（乙）所示，這就為進一步實現正、負電子的對撞做好了準備。負電子的對撞做好了準備。（五）綜合1（難題解析225）A1AnAn-1A2A3 dvAiDCBOv（1）試確定正、負電子在管道內各是什么方向旋轉的；）試確定正、負電子在管道內各是什么方向旋轉的；（2）已知正、負電子的質量都是）已知正、負電子的質量都是m，所帶電荷都是元電荷，所帶電荷都是元電荷e，重力可不計，求電磁鐵內勻強磁場的磁感應強度重力可不計，求電磁鐵內勻強磁場的磁感應強度B的大小。的大小。 2 /n8、如圖所示，、如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，S1、S2為板上正對的

25、小孔，為板上正對的小孔，N板右側有兩個寬度均為板右側有兩個寬度均為d 的勻強磁場區的勻強磁場區域，磁感應強度大小均為域，磁感應強度大小均為B，方向分別垂直于紙面向外和向里，方向分別垂直于紙面向外和向里，磁場區域右側有一個熒光屏，取屏上與磁場區域右側有一個熒光屏，取屏上與S1、S2共線的共線的O點為原點，點為原點，向上為正方向建立向上為正方向建立 x 軸。軸。M板左側電子槍發射出的熱電子經小板左側電子槍發射出的熱電子經小孔孔S1進入兩板間，電子的質量為進入兩板間，電子的質量為m，電荷量為，電荷量為e，初速度可以忽，初速度可以忽略。略。KMNS1S2BBddOx熒熒光光屏屏當兩板間電勢差為當兩板間

26、電勢差為U0時，求從小孔時，求從小孔S2射出的電子的速度射出的電子的速度v0。求兩金屬板間電勢差求兩金屬板間電勢差U 在什么范圍內，電子不能穿過磁場區在什么范圍內，電子不能穿過磁場區域而打到熒光屏上。域而打到熒光屏上。若電子能夠穿過磁場區域而打到熒光屏上，試在答題卡的圖若電子能夠穿過磁場區域而打到熒光屏上，試在答題卡的圖上定性地畫出電子運動的軌跡。上定性地畫出電子運動的軌跡。求電子打到熒光屏上的位置坐標求電子打到熒光屏上的位置坐標x和金屬板間電勢差和金屬板間電勢差U的函數的函數關系。關系。KMNS1S2BBddOx熒熒光光屏屏OO KMNS1S2BBddOx熒熒光光屏屏求電子打到熒光屏上的位置

27、坐標求電子打到熒光屏上的位置坐標x和金屬板間電勢差和金屬板間電勢差U的函數關系。的函數關系。O x xP1P2P3Oxy450O 9、（04 全國）全國）如圖所示，在如圖所示，在y 0的空間中存在勻強電場，場強的空間中存在勻強電場，場強沿沿y軸負方向；在軸負方向；在y 0的空間中，存在勻強磁場，磁場方向垂直的空間中，存在勻強磁場，磁場方向垂直xy平面向外。一電量為平面向外。一電量為q、質量為、質量為m的帶正電的運動粒子，經過的帶正電的運動粒子，經過y軸上軸上y=h處的點處的點P1時速率為時速率為v0，方向沿，方向沿 x 軸正方向；然后，經軸正方向；然后，經過過x軸上軸上x=2h處的處的P2點進

28、入磁場，并經過點進入磁場，并經過 y 軸上軸上y= 2h處的處的P3點。點。不計重力。求：不計重力。求：（1）電場強度的大小；）電場強度的大小；（2）粒子到達）粒子到達P2時速度時速度的大小和方向；的大小和方向；（3）粒子做圓周運動的）粒子做圓周運動的圓心坐標及磁感應強度的圓心坐標及磁感應強度的大小。大小。4（優化161）（六）復合場帶電粒子在帶電粒子在復合場復合場中的運中的運動動速度選擇器速度選擇器正交的勻強磁場和勻強電場組成速度選擇器。帶電正交的勻強磁場和勻強電場組成速度選擇器。帶電粒子必須以唯一確定的速度（包括大小、方向）才粒子必須以唯一確定的速度（包括大小、方向）才能勻速（或者說沿直線

29、）通過速度選擇器。否則將能勻速（或者說沿直線）通過速度選擇器。否則將發生偏轉。這個速度的大小可以由洛倫茲力和電場發生偏轉。這個速度的大小可以由洛倫茲力和電場BEv v力的平衡得出：力的平衡得出：qvB=Eq，（1 1）帶電質點（無軌道約束）做勻速直線運動）帶電質點（無軌道約束）做勻速直線運動電場力、洛倫茲力和重力合力為零電場力、洛倫茲力和重力合力為零mgqEqvB三個力均在豎直平面內三個力均在豎直平面內1 1、（1996 全國）全國）設在地面上方的真空室內，存在設在地面上方的真空室內，存在勻強電場和勻強磁場。已知電場強度和磁感應勻強電場和勻強磁場。已知電場強度和磁感應強度的方向是相同的，電場強

30、度的大小強度的方向是相同的，電場強度的大小E=4.0V/m。磁感應強度的大小。磁感應強度的大小B=0.15T，今有，今有一個帶負電的質點以一個帶負電的質點以v =20m/s的的速度在此區域內沿垂直場強方速度在此區域內沿垂直場強方向做勻速直線運動，求此帶電向做勻速直線運動，求此帶電質點的電量與質量之比質點的電量與質量之比q/m以及以及磁場的所有可能方向。（角度磁場的所有可能方向。（角度可用反三角函數表示）可用反三角函數表示）mgEqEBqvB （2 2）帶電質點（無軌道約束）做勻速圓周運動）帶電質點（無軌道約束）做勻速圓周運動電場力和重力相平衡，洛倫茲力提供做向心力。電場力和重力相平衡，洛倫茲力

31、提供做向心力。2、如圖所示，在勻強電場和勻強磁場共存在區域如圖所示，在勻強電場和勻強磁場共存在區域里，電場方向豎直向下，磁場方向垂直紙面向里，里，電場方向豎直向下，磁場方向垂直紙面向里，有一電荷量為有一電荷量為 q1的微粒沿半徑為的微粒沿半徑為r1的圓周在豎直的圓周在豎直平面內做勻速圓周運動，與另一靜止在該圓周上電平面內做勻速圓周運動，與另一靜止在該圓周上電荷量荷量 q2的微粒相碰后，合在一起沿半徑為的微粒相碰后，合在一起沿半徑為r2的圓的圓周在豎直平面內做勻速圓周運動，求周在豎直平面內做勻速圓周運動，求r1: r2=?-q2q1BE洛倫茲力的洛倫茲力的應用應用回旋加速器回旋加速器動畫動畫回旋

32、加速器回旋加速器A0A1以正離子為例以正離子為例 0 1電場又變回電場又變回原來原來交變電場的周期與粒子的周期一致，交變電場的周期與粒子的周期一致，保證每次經過電場時被加速保證每次經過電場時被加速質譜儀質譜儀1、測定粒子荷質比的儀器，叫做、測定粒子荷質比的儀器，叫做質譜儀質譜儀。2、工作原理：、工作原理：帶電粒子在帶電粒子在S1、S2之間的電場加速后，進之間的電場加速后，進入速度選擇器（即入速度選擇器（即P1、P2之間的區域），之間的區域），保證進入磁場保證進入磁場B2的離子都具有相同的速度。的離子都具有相同的速度。最后通過最后通過S3進入勻強磁場區域，在洛倫茲進入勻強磁場區域，在洛倫茲力的作

33、用下運動半周后打到底片上。力的作用下運動半周后打到底片上。3、荷質比、荷質比S1P1S2P2S3照相底片照相底片E1B1B2RBBERBvmq2112基本原理 將高溫等離子體以高速將高溫等離子體以高速(約約1000m/s)送入發電通送入發電通道道,發電通道處于左右兩發電通道處于左右兩個磁極所產生的磁場之個磁極所產生的磁場之中中,在通道內上下放入兩在通道內上下放入兩塊金屬板極塊金屬板極A、B作為電作為電極極.氣體中自由電子和正氣體中自由電子和正離子在洛倫茲力作用下離子在洛倫茲力作用下分別運動到分別運動到A、B極板上極板上產生電勢差這就是磁產生電勢差這就是磁流體發電機的工作原流體發電機的工作原理理

34、磁流體發電機磁流體發電機電磁感應電磁感應 高考要求高考要求1. 電磁感應現象、磁通量、法拉第電磁感應定律、電磁感應現象、磁通量、法拉第電磁感應定律、楞次定律楞次定律 2. 導體切割磁感線時的感應電動勢、右手定則導體切割磁感線時的感應電動勢、右手定則 3. 反電動勢反電動勢 4. 自感電動勢、日光燈、渦流自感電動勢、日光燈、渦流 1、導體切割磁感線時感應電動勢的計算，只限于、導體切割磁感線時感應電動勢的計算，只限于l垂直于垂直于B與與 的情況的情況2、在電磁感應現象里不要求判斷內電路中各點電勢的高低、在電磁感應現象里不要求判斷內電路中各點電勢的高低3、根據、根據“能量的轉化和守恒定律能量的轉化和

35、守恒定律”，會處理不同形式能量之，會處理不同形式能量之間的轉化問題間的轉化問題電磁感應電磁感應1、產生感應電流的條件：、產生感應電流的條件：不論什么方法（不論什么方法（閉合電路的一部分導體切割磁感閉合電路的一部分導體切割磁感線，還是閉合電路中的磁場發生變化線，還是閉合電路中的磁場發生變化），），只要穿過閉只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就有電流產生。閉合電路中就有電流產生。這種利用磁場產生電流的現象叫做這種利用磁場產生電流的現象叫做產生的電流叫做產生的電流叫做。（1）楞次定律）楞次定律2、感應電流的方向、感應電流的方向感應電流具有這樣的方向，即感應電流具有這

36、樣的方向，即感應電流的感應電流的磁場磁場總要總要阻礙阻礙引起感應電流的磁通量的引起感應電流的磁通量的變化變化。對楞次定律的理解感應電流總是感應電流總是反抗反抗引起感應電流的引起感應電流的原因原因.1.阻礙原磁通量的變化阻礙原磁通量的變化(線圈面積線圈面積Sn或磁感應或磁感應強度強度B發生變化發生變化).2.阻礙物體間的相對運動阻礙物體間的相對運動(因相對運動而引起因相對運動而引起的感應電流的感應電流).3.阻礙原電流的變化阻礙原電流的變化(自感現象自感現象).4.從能量觀點來看從能量觀點來看:其它形式的能轉化為電能其它形式的能轉化為電能.右手定則：右手定則：伸出右手，伸出右手，使拇指和其余四指

37、垂直，使拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平并且都跟手掌在同一平面內，讓磁感線垂直穿面內，讓磁感線垂直穿入手心，拇指指向導體入手心，拇指指向導體運動方向，那么，其余運動方向，那么，其余四指所指的方向就是感四指所指的方向就是感應電流的方向。應電流的方向。（2）導體切割磁感線）導體切割磁感線2、感應電流的方向、感應電流的方向1、如圖所示，一水平放置的矩形線、如圖所示，一水平放置的矩形線圈圈abcd，在細長磁鐵的，在細長磁鐵的N極附近豎直極附近豎直下落，保持下落，保持bc邊在紙外，邊在紙外，ad邊在紙內，邊在紙內，從圖中位置從圖中位置經過位置經過位置到位置到位置，位置位置和和都很靠近都很靠近。在

38、這個過程。在這個過程中，線圈中感應電流（中，線圈中感應電流（ ）abcdN12AA、沿、沿abcd流動流動B、沿、沿dcda流動流動C、由、由到到是沿是沿abcd流動，由流動，由到到是沿是沿dcba流動流動D、由、由到到是沿是沿dcba流動，由流動，由到到是沿是沿abcd流動流動2、在勻強磁場中放一平行金屬導軌，導軌跟大線圈、在勻強磁場中放一平行金屬導軌，導軌跟大線圈M相接。導軌上放一根導線相接。導軌上放一根導線ab，磁感線垂直于導軌所，磁感線垂直于導軌所在平面，假定除在平面，假定除ab導線外其余部分電阻不計，欲使導線外其余部分電阻不計，欲使M 所包圍的小閉合線圈所包圍的小閉合線圈N產生順時針

39、方向感應電流，導產生順時針方向感應電流，導線線ab需（需（ ）MNab41A、勻速向右運動、勻速向右運動B、加速向右運動、加速向右運動C、減速向右運動、減速向右運動D、加速向左運動、加速向左運動CD法拉第電磁感應定律法拉第電磁感應定律tnE電路中感應電動勢的大小，跟穿電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的過這一電路的磁通量的變化率磁通量的變化率成正比。成正比。 E=Blva b +fvababRabvBRI導體切割磁感線導體切割磁感線r( 1 ) B、L、v三者互相垂直三者互相垂直電源的內電路和外電路電源的內電路和外電路. .（2）導線運動方向與導線本身垂直，但）導線運動方向與導線本身垂直，

40、但與磁場方向成與磁場方向成 角角v/v Bv E=Blv = Blvsin （3） L與與v不垂直，而不垂直，而v B，則應選取，則應選取導線的有效切割長度。導線的有效切割長度。導體切割磁感線產生的感應電動勢導體切割磁感線產生的感應電動勢vvv例例1：如圖所示有一均勻磁場，：如圖所示有一均勻磁場，B=210-3T，在垂直磁場的，在垂直磁場的平面內，有一金屬棒平面內，有一金屬棒AO繞平行于磁場的繞平行于磁場的O軸逆時針勻速轉軸逆時針勻速轉動。已知棒長動。已知棒長L=0.1m，轉速，轉速n=50r/s，求，求： （1）O、A哪一點的電勢高？哪一點的電勢高？（2）棒產生的感應電動勢為多大？）棒產生的

41、感應電動勢為多大？OAA （4） 導體轉動切割磁感線導體轉動切割磁感線tEtLLB21 = t)2(LBLBLE21電磁感應綜合問題電磁感應綜合問題1. 1.與閉合電路的歐姆定律、安培力的綜合與閉合電路的歐姆定律、安培力的綜合2. 2.與牛頓運動定律的綜合與牛頓運動定律的綜合3. 3.與功能關系和能量守恒定律的綜合與功能關系和能量守恒定律的綜合導體切割磁感線1、一個邊長為、一個邊長為L，匝數為，匝數為N的正方形線圈的總電阻為的正方形線圈的總電阻為R，以恒定的速率，以恒定的速率v通過磁感應強度為通過磁感應強度為B的勻強磁場區的勻強磁場區域，線圈平面與磁場方向垂直，磁場寬度為域，線圈平面與磁場方向

42、垂直，磁場寬度為b，如圖，如圖所示，整個線圈通過磁場。在下列兩種情況下所示，整個線圈通過磁場。在下列兩種情況下:（1）Lb 問線圈中產生的熱量各是多少？問線圈中產生的熱量各是多少？2（進修155）Lbv1、（1）Lb 問線圈中產生的熱量各是多少？問線圈中產生的熱量各是多少？2（分析二）Lbv8（07版五三243415）（1）ab邊剛進入磁場時邊剛進入磁場時ab邊的電邊的電勢差勢差Uab;（2）cd邊剛進入磁場時的速度；邊剛進入磁場時的速度；（3）線框進入磁場的過程中，）線框進入磁場的過程中，ab邊的發熱量。邊的發熱量。2、如圖所示，質量為、如圖所示，質量為m、邊長為、邊長為L的正方形導體框，從

43、有的正方形導體框，從有界的勻強磁場上方由靜止自由下落。線框每邊電阻為界的勻強磁場上方由靜止自由下落。線框每邊電阻為R。勻強磁場的寬度為勻強磁場的寬度為H（LH）。磁感應強度大小為）。磁感應強度大小為B，方向，方向垂直于紙面向內。已知垂直于紙面向內。已知ab邊剛進入磁場和剛穿出磁場時線邊剛進入磁場和剛穿出磁場時線框都做減速運動，加速度大小都是框都做減速運動，加速度大小都是 。求：。求：g31abcdLBH123 1 1 2自自 感感實驗一：實驗一：先閉合開關先閉合開關S,調節變阻器調節變阻器R的電阻，使同樣規格的兩個的電阻，使同樣規格的兩個燈泡燈泡A1和和A2的明亮程度相同。的明亮程度相同。再調

44、節變阻器再調節變阻器R1使兩個燈泡使兩個燈泡都正常發光，然后斷開開關都正常發光，然后斷開開關S，重新接通電路重新接通電路時可以看時可以看到，跟變阻器到，跟變阻器R串聯的燈泡串聯的燈泡A2立刻正常發光，而跟有鐵立刻正常發光，而跟有鐵芯的線圈芯的線圈L串聯的燈泡串聯的燈泡A1卻卻是逐漸亮起來的。是逐漸亮起來的。SR1A1A2LR后亮起來后亮起來實驗二：實驗二：把燈泡把燈泡A和帶鐵芯的線和帶鐵芯的線圈圈L并聯在直流電路中。并聯在直流電路中。接通電路，燈泡接通電路，燈泡A正常正常發光；發光；斷開電路斷開電路，這時，這時可以看到，燈泡可以看到，燈泡A沒有沒有立即熄滅，相反，它立即熄滅，相反，它會很亮地閃

45、一下。會很亮地閃一下。LAS斷開斷開自自 感感1、（、（11 北京）某同學為了驗證斷電自感現象，自己北京）某同學為了驗證斷電自感現象，自己找來帶貼心的線圈找來帶貼心的線圈L、小燈泡、小燈泡A、開關、開關S和電池組和電池組E，用導線將它們鏈接成如圖所示的電路。檢查電路后，用導線將它們鏈接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關閉合開關S，小燈泡發光；再斷開開關，小燈泡發光；再斷開開關S，小燈泡僅有，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現象。雖多次重復，仍未見老師演不顯著的延時熄滅現象。雖多次重復，仍未見老師演示時出現的小燈泡閃亮現象，他冥思苦想找不出原因。示時出現的小燈泡閃亮現象，他冥思苦想找不出原因。你認

46、為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是（你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是（ ）CA、電源的內阻較大、電源的內阻較大B、小燈泡電阻偏大、小燈泡電阻偏大C、線圈電阻偏大、線圈電阻偏大D、線圈的自感系數較大、線圈的自感系數較大渦渦 流流金屬塊中產生的渦流金屬塊中產生的渦流閉合回路中的磁通量發生閉合回路中的磁通量發生變化時有電磁感應現象產變化時有電磁感應現象產生，整塊的金屬放在變化生，整塊的金屬放在變化的磁場中時，也會有電磁的磁場中時，也會有電磁感應現象。這時，在金屬感應現象。這時，在金屬塊內部有自成閉合回路的塊內部有自成閉合回路的感應電流，很像水的漩渦，感應電流，很像水的漩渦，人們把它叫做人們把它

47、叫做渦流渦流。感應加熱感應加熱高頻冶煉爐高頻冶煉爐把待冶煉的金屬放在陶瓷把待冶煉的金屬放在陶瓷坩堝中，坩堝外面繞著線坩堝中，坩堝外面繞著線圈，當給線圈通入高頻交圈，當給線圈通入高頻交變電流時，坩堝內的金屬變電流時，坩堝內的金屬在變化的磁場中感應出很在變化的磁場中感應出很強的渦流，產生的熱量足強的渦流，產生的熱量足以使它自己熔化。這種冶以使它自己熔化。這種冶煉方法速度快，效率高，煉方法速度快，效率高，容易控制，還可以在真空容易控制，還可以在真空的條件下進行，避免金屬的條件下進行，避免金屬的氧化，保證純度，因此，的氧化，保證純度，因此，特別適用于冶煉特種合金。特別適用于冶煉特種合金。渦流的應用渦流

48、的應用2、渦流的防止、渦流的防止金屬塊中產生的渦流金屬塊中產生的渦流硅鋼片疊成的鐵心中渦流硅鋼片疊成的鐵心中渦流減小減小交交 變變 電電 流流 高考要求高考要求1. 交流發電機及其產生正弦式電流的原理；正弦式交流發電機及其產生正弦式電流的原理；正弦式電流的圖像和三角函數表達，最大值與有效值，周電流的圖像和三角函數表達，最大值與有效值，周期與頻率期與頻率 2. 電阻、電感和電容對交變電流的作用電阻、電感和電容對交變電流的作用 3. 變壓器的原理，原、副線圈電壓、電流的關系變壓器的原理，原、副線圈電壓、電流的關系 4. 電能的輸送電能的輸送 說明：對變壓器只要求討論單相理想情況說明：對變壓器只要求

49、討論單相理想情況矩形線圈矩形線圈abcd在勻強磁場中勻速轉動，與線圈兩端滑在勻強磁場中勻速轉動，與線圈兩端滑環環K、L連接的電流表指針就會有規律的左右擺動一次。連接的電流表指針就會有規律的左右擺動一次。這說明矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時，線圈里產這說明矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時，線圈里產生大小和方向隨時間做周期性變化的電流。我們把大生大小和方向隨時間做周期性變化的電流。我們把大小和方向隨時間做周期性變化的電流叫小和方向隨時間做周期性變化的電流叫交變電流交變電流。KL交流發電交流發電機模型圖機模型圖交變電流的產生及其變化規律交變電流的產生及其變化規律S/BBabcdOO5（分析一）Bavd

50、俯視圖俯視圖vO+nBSlBlnBlnEm222211S B5（分析二）B俯視圖俯視圖OadvvE = 0BabcdOO l1l2設勻強磁場磁感應強度為設勻強磁場磁感應強度為B，線，線圈切割磁感線的兩個邊圈切割磁感線的兩個邊ab和和cd邊長為邊長為L1，ad 和和bc邊長為邊長為L2，線，線圈匝數為圈匝數為n，線圈從線圈平面線圈從線圈平面和磁場方向垂直的平面和磁場方向垂直的平面（這（這個面叫做個面叫做中性面中性面）開始開始 以角以角速度速度 沿逆時針方向勻速轉動，沿逆時針方向勻速轉動，經過時間經過時間t線圈平面和中性面夾線圈平面和中性面夾角為角為 t，如圖所示。，如圖所示。v t0:0te12

51、1:2sin 2sin2 sintt enBLvLnBLtnBSt表征交流電的物理量表征交流電的物理量最大值最大值有效值有效值平均值平均值 交流電的有效值交流電的有效值 是根據電流的熱效應規定的。是根據電流的熱效應規定的。即在相同時間內，跟某一交流電能使同一電阻即在相同時間內，跟某一交流電能使同一電阻產生相等熱量的直流電的數值，叫做該交流電產生相等熱量的直流電的數值，叫做該交流電的有效值。的有效值。【現象現象】把一個電感線圈和把一個電感線圈和一個小燈泡串聯起來，通過一個小燈泡串聯起來，通過雙刀雙擲開關讓它們可以和雙刀雙擲開關讓它們可以和直流電源相接，也可以和電直流電源相接，也可以和電壓相同的交

52、流電源相接，如壓相同的交流電源相接，如圖所示。比較在這兩種連接圖所示。比較在這兩種連接中燈泡的亮度，可以看到，中燈泡的亮度，可以看到，與交流電源連接時燈泡暗些，與交流電源連接時燈泡暗些，即通過它的電流弱些。即通過它的電流弱些。【分析分析】電感線圈對交流電有阻礙作用，電感線圈對交流電的電感線圈對交流電有阻礙作用，電感線圈對交流電的阻礙作用來源于它的自感。阻礙作用來源于它的自感。電感、電容對交變電流的影響電感、電容對交變電流的影響 【分析分析】電容器內部有不導電的電介質，電流是不能通過的。電容器內部有不導電的電介質，電流是不能通過的。但是，在交變電流的作用下，電容器的兩個極板被交替地充電但是，在交

53、變電流的作用下，電容器的兩個極板被交替地充電和放電，就一個極板來看，充電時電流流向極板，放電時電流和放電，就一個極板來看，充電時電流流向極板，放電時電流從極板流出，所以電路中就有方向交替變化的電流通過，就好從極板流出，所以電路中就有方向交替變化的電流通過，就好像電流像電流“通過通過”電容器似的。電容器似的。【現象現象】把一個電容器和一個小把一個電容器和一個小燈泡串聯起來通過雙刀雙擲開關燈泡串聯起來通過雙刀雙擲開關依次和直流電源及交流電源相接。依次和直流電源及交流電源相接。當它們和直流電源相接時，燈泡當它們和直流電源相接時，燈泡不亮，說明電路中沒有電流；當不亮，說明電路中沒有電流；當它們和交流電源相接時，燈泡亮它們和交流電源相接時，燈泡亮了，說明電路中有電流。了，說明電路中有