磁场对电流带电粒子的作用专项练习题

磁场对电流带电粒子的作用专项练习题
磁场对电流带电粒子的作用专项练习题

1A

习题十二 磁场对电流、带电粒子的作用

要求:1、掌握安培力的计算公式和物理意义,能用安培定律分析和计算载流导体在磁

场中的受力。

2、掌握载流平面线圈磁矩的概念,掌握载流平面线圈在匀强磁场中所受磁力矩的

计算方法。

3、掌握磁力和磁力矩做功的计算方法。

4、掌握洛仑兹力公式及其物理意义,会计算运动电荷在磁场中的受力及其在匀强

磁场中的运动规律。

一、选择题

1、如图所示,三条长度相同的长直导线共面平行放置,依次载有电流为1A 、2A 、3A ,由于磁力相互作用,分别受力

为1F

、2F 、3F 。则321::F F F 为( )

A 、5∶4∶6

B 、5∶8∶6

C 、7∶6∶13

D 、7∶8∶15

2、同一平面内有两条相互垂直的导线1L 和2L ,1L 为无限

长直导线,2L 为长为a 2的直导线,两者位置如图,当1

L 和2L 同时通以电流I ,则作用在2L 上对于O 点的磁力矩大小为( )

A 、πμa I 20

B 、

3ln 20πμa I C 、)12ln 2(20-πμa I D 、)13ln 2(20-π

μa

I 二、填空题:

1、一质量为m ,带电量为q 的粒子以速度0v

射入匀强磁场B

中,若0v

与B

的夹角

为θ

,则该粒子在磁场中作螺线运动的半径为 ,周期

为 ,螺矩为 。

2、质量为m ,带电量为q 的粒子在半径为r 的电子回旋加速器中所能获得的最大动

能为 (回旋加速器中的磁感应强度为B )

3、两根相距为a 的无限长平行直导线中分别通以电流1I 和2I ,则这两根导线单位

长度上的作用力为 。

4、一半径为R ,均匀带有电量Q 的圆盘面绕其中心垂直轴以ω的角速度转动时,

产生的磁矩为

,若将该圆盘面放在与盘面成θ角的匀将磁场B

中时,圆盘面所受到的磁力矩为 。

三、计算题:

1、 载有电流1I 的无限长直导线旁边有一共面的、载有电流2I 的圆形线圈,线圈半

径为R ,圆心与直导线相距d (R d >),求两者的相互作用力。

2、如图所示,一根无限长载流直导线1L 中有电流1I ,另有一根与1L 垂直且共面的

导体棒2L ,其长为a ,质量为M ,若2L 的A 端固定,导体棒可在该平面内自由转动,则要使导体棒在该位置稳定放置,则导体棒中应通以多大的电流2I ?

I

磁场对运动电荷的作用

课题:3.6磁场对运动电荷的作用(3) 编印 审核高二物理组 课时安排: 课时 总第 课时 执教时间 【学习目标】理解几种仪器的工作原理。. 【重难点】速度选择器、回旋加速器 【自主学习】 一、速度选择器 如图所示,由于电子等基本粒子所受重力可忽略不计,运动方向相同而速率不同的正离子组成的离子束射入相互正交的匀强电场和匀强磁场所组成的场区,已知电场强度大小为E 、方向向下,磁场的磁感强度为B ,方向垂直于纸面向里,若粒子的运动轨迹不发生偏转(重力不计),必须满足平衡条件:Bqv =qE ,故v=E/B ,这样就把满足v=E/B 的粒子从速度选择器中选择了出来。带电粒子不发生偏转的条件跟粒子的质量、所带电荷量、电荷的性质均无关,只跟粒子的速 度有关,且对速度的方向进行选择。若粒子从图中右侧入射则不能穿出场区。 二、质谱仪 容器A 中含有电荷量相同而质量有微小差别的粒子,这些粒子从小孔S 1飘入下方电势差为U 的加速电场中,经加速电场后从小孔S 2进入速度选择器的带 电粒子,只有速度大小为v =1 B E 的粒子能做匀速直线运动,从小孔S 3进入磁感应强度为B 的匀磁场中做匀速圆周运动, 在经半个周期后,打在照相底片D 上,在底片上形成谱线 状的细条,叫做质谱线,根据质谱线的位置可以算出粒子的 质量。粒子进入加速电场时的速度很小,可以认为等于零。 粒子通过加速电场,根据动能定理在:2 1m v 2=q U , 粒子通过速度选择器,根据匀速运动条件有:v =1 B E 若测出粒子在偏转磁场中的轨道直径为d ,则又有:d =2r = 2qB mv 2=21B qB mE 2 所以,同位素的荷质比和质量分别为:m q =21B dB E 2;m =E 2B qdB 21。 三、回旋加速器 D 形盒状电极装在真空室中,整个真空室放在磁极之间,磁场方向 垂直于D 形盒,两个D 形盒之间留一个窄缝,两极分别与高频电源的 两极相连。当粒子经过D 形电极之间的窄缝处的电场时,得到高频电压 的加速,在D 形盒内,由于屏蔽作用,盒内只有磁场分布,这样带电粒 子在D 形盒内沿螺线轨道运动,达到预期的速率后,用引出装置引出。

磁场对电流的作用说课教案

《磁场对电流的作用》说课稿 张家口煤机技校李占飞 一、教材分析: 本节教材是劳动出版社第四版《物理》第八章第三节内容,是第八章中的一个重点。这一节主要内容是:讲述在匀强磁场中当通电导线与磁场方向垂直时通电导线所受的力的大小——即安培定则和力的方向的判定——即左手定则,再在此基础上对磁感强度做了一个定义。 本课的是:教学目的是: 知识目标: 1、知道什么是安培力,知道电流放置在磁场中的方向不同,受到的安培力也不同。掌握安培定律及公式F=BIL。 2、会用左手定则熟练地判定安培力的方向。 3、理解磁感(应)强度这一物理量。 能力目标: 1、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. 2、通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想象能力. 情感目标: 通过对本课的学习,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. 本节课的重点是:安培定律、左手定则及磁感强度,难点是左手定则的应用及磁感强度这一物理量的理解 修订的劳动出版社第四版《物理》的主要指导思想为:遵循够用、实用,适用的原则,遵从中专职业学生的认知规律,由浅入深,循序渐进的让学生掌握基础知识和基本技能。强调以学生为主体的教学理念,注重教学的互动性。在本节的教材安排上,充分体现了这一特点,如安培定律中安培力的公式也仅讲当通电导线垂直于磁场方向这一特殊位置时所受的力:F=BIL;如在引进磁感强度定义时,在前边章节中已经介绍了磁感强度的概念,做好了铺垫,后来在分析电流受到磁场作用力后,才又对它做了定义,使学生有一个由浅入深,循序渐进的过程;降低了学科难度,使学生即能够掌握基础知识,又不影响对后续课程如《电工学》的学习。教学中一定要牢牢把握这一点,不要画蛇添足,增加学生的负担。这节课的实验研究——通电线圈在磁场中的作用及阅读材料――电流表的工作原理等栏目,即能够增加学生兴趣,又能拓展他们的知识面,与生产实践联系起来,使他们切实感受到《物理》这门文化课所起的基础作用。强调了以学生为主体的教学理念及教学的互动性。在教学中应该得以贯彻执行 二、学生分析: 中职的学生一般来说基础参差不齐,大部分学生基础不太扎实,好玩,爱动,动手能

带电粒子在均匀电磁场中的运动

目 录 一、引言 ........................................................................................ 1 二、认识等离子体 ........................................................................ 1 三、单粒子轨道运动 .................................................................... 5 3.1带电粒子在均匀电场中的运动学特性 .. (5) 3.1.10v 与E 垂直或平行时带电粒子的运动轨迹 (5) 3.1.20v 与E 成任一夹角时带电粒子的运动轨迹 (5) 3.2带电粒子在均匀磁场中的运动学特性 .......................... 6 3.2.1洛伦兹力 .. (6) 3.2.2粒子的初速度0v 垂直于B ...................................... 7 3.2.3粒子的初速度0v 与B 成任一夹角时 (8) 3.3带电粒子在均匀电磁场中的运动学特性 (10) 3.3.10v 、E 和B 两两相互垂直 (10) 3.3.20v 与E 成任一夹角,B 垂直它们构成的平面 (12) 四、小结 ...................................................................................... 16 参考文献 .. (16)

探究磁场对电流的作用 说课稿

《磁场》 说 课 设 计 姓名: 班级: 学号: 教材:鲁科版选修3-1

《探究磁场对电流的作用》说课稿 各位老师,你们好! 今天我要进行说课的内容是鲁科版教材选修3-1第六章第1节内容《探究磁场对电流的作用》 首先,我对本次课程内容进行分析。 一、教材分析 1、教材的特点、地位与作用 这是普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1(司南版),第六章第一节《探究磁场对电流的作用》。 本节内容不仅是与上章知识(磁场性质)的联系点,而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础,在教材中承上启下作用。反应与电学知识、力学知识之间密切联系,是高中物理电磁学的重点部分。安培力与哪些因素有关的科学探究是采用控制变量法探究物理基本规律的一节课,涵盖了科学探究的基本因素,让学生在认知过程中体验领悟科学探究的意义,掌握研究问题的科学方法。 由于电流周围存在磁场,而磁场间存在相互作用,于是磁场对通电的导体存在的作用力便成了本节研究的话题。本节借助定量的研究,主要得到安培力与电流的大小成正比、与垂直磁场方向的导体长度成正比的结论,并为下一节的磁感应强度的定义做了先期准备,实验是这节课的教学重点。 2、教学目标 根据本教材的结构和内容分析,结合高二年级学生他们的认知结构及其心理特征,我制定了以下的教学目标。 ①知识与技能: 通过实验认识安培力,知道影响安培力大小和方向的因素;熟练应用左手定则判断安培力的方向,知道电动机和磁电式电流表的工作原理。 ②过程与方法: 通过实验,培养学生利用“控制变量法”总结归纳物理规律的能力;通过学习左手定则,培养学生的空间想象能力;通过自主探究,培养学生实验、探究的能力及相互协作、实事求是的精神。 ③情感、态度与价值观: 通过学习安培力,使学生领悟自然界的奇妙与和谐,激发学生对科学的好奇心与求知欲,培养学生的科学猜想能力;通过实验探究安培力的定量关系,将学生获得的对安培力定性的感性认识转移到定量的研究上,引导学生将探究的层次推向精神研究的层面。 3、教学的重、难点 结合课程标准的要求,在用教材教的基础上,我确定了以下的教学重点和难点 1. 教学重点:实验探究安培力的大小和方向 2. 教学难点:探究影响安培力大小的因素,找出其定量关系;对左手定则涉及到的空间关系的理解。 重难点的解决:以学生实验为突破口,引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素;反复地借助实验来理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景。 为了讲清教材的重、难点,使学生能够达到本节内容设定的教学目标,我再从学生和教法两方面进行说明。

磁场对电流的作用

《磁场对电流的作用》教案 教学目标 知识与能力 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方 向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。 5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 过程与方法 培养学生理论联系实际的意识 感态度与价值观 通过了解物理知识如何转化成实际技术应用,进一步提高学习科学技术知识的兴趣。

教学重点、难点 重点 1磁场对通电的导体有力的作用 2通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关 难点 左手定则的运用 (二)教具 小型直流电动机一台,学生用电源一台,大蹄形磁铁一块,干电池一节,用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不 多),两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接),支架 (吊铝箔筒用),如课本图12—10的挂图,线圈(参见图12 —2),抄有题目的小黑板一块(也可用幻灯片代替)。 (三)教学过程 1复习相关知识并提问: 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生()作用, 磁体间的相互作用就是通过()发生的。 2.将一根导线平行地放在静止的小磁针上方,当导线通电时, 发现小磁针(),说明电流周围存在()。

2.引入新课 本章主要研究电能:第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法,第三节我们研究了电能的输送,电能输送到用电单位,要使用电能,这就涉及到用电器,以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器,今天我们要研究另一种用电器一电动机。 出示电动机,给它通电,学生看到电动机转动,提高了学习兴趣。 提问:电动机是根据什么原理工作的呢? 讲述:要回答这个问题,还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场,电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的,电流对磁体施加力时,磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。 3.进行新课 (1)通电导体在磁场里受到力的作用 板书课题:〈第四节磁场对电流的作用〉

磁场对运动电荷的作用

磁场对运动电荷的作用 Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

磁场对运动电荷的作用 对点训练:对洛伦兹力的理解 1.(多选)(2017·广东六校联考)有关电荷所受电场力和磁场力的说法中,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的电场方向一致 D.电荷若受磁场力,则受力方向与该处的磁场方向垂直 解析:选BD带电粒子受洛伦兹力的条件:运动电荷且速度方向与磁场方向不平行,故电荷在磁场中不一定受磁场力作用,A项错误;电场具有对放入其中的电荷有力的作用的性质,B项正确;正电荷受力方向与电场方向一致,而负电荷受力方向与电场方向相反,C项错误;磁场对运动电荷的作用力垂直磁场方向且垂直速度方向,D项正确。 2.(多选)(2017·南昌调研)空间有一磁感应强度为B的水平匀强磁场,质量为m、电荷量为q的质点以垂直于磁场方向的速度v0水平进入该磁场,在飞出磁场时高度下降了h,重力加速度为g,则下列说法正确的是() A.带电质点进入磁场时所受洛伦兹力可能向上 B.带电质点进入磁场时所受洛伦兹力一定向下 C.带电质点飞出磁场时速度的大小为v0 D.带电质点飞出磁场时速度的大小为v02+2gh 解析:选AD因为磁场为水平方向,带电质点水平且垂直于磁场方向飞入该磁场,若磁感应强度方向为垂直纸面向里,利用左手定则,可以知

道若质点带正电,从左向右飞入瞬间洛伦兹力方向向上,若质点带负电,飞入瞬间洛伦兹力方向向下,A 对,B 错;利用动能定理mgh =12m v 2-12 m v 02,得v =v 02+2gh ,C 错,D 对。 对点训练:带电粒子在匀强磁场中的运动 3.如图所示,匀强磁场中有一电荷量为q 的正离子,由 a 点沿半圆轨道运动,当它运动到 b 点时,突然吸收了附近 若干电子,接着沿另一半圆轨道运动到c 点,已知a 、b 、c 在同一直线上,且ac =12 ab ,电子的电荷量为e ,电子质量可忽略不计,则该离子吸收的电子个数为( ) 解析:选D 正离子由a 到b 的过程,轨迹半径r 1= ab 2,此过程有q v B =m v 2 r 1 ,正离子在b 点附近吸收n 个电子,因电子质量不计,所以正离子的速度不变,电荷量变为q -ne ,正离子从b 到c 的过程中,轨迹半径r 2 =bc 2=34ab ,且(q -ne )v B =m v 2r 2,解得n =q 3e ,D 正确。 4.(2017·深圳二调)一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场,在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动。则下列能表示运动周期T 与半径R 之间的关系图像的是( ) 解析:选D 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,q v B =m v 2 R R =m v qB ,由圆周运动规律,T =2πR v =2πm qB ,可见粒子运动周期与半径无关,

《2.磁场对电流的作用》教案新部编本1

精品教学教案设计| Excellent teaching plan 教师学科教案 [20 -20学年度第—学期] 任教学科:________________ 任教年级:________________ 任教老师:________________ xx市实验学校 r \?

《2. 磁场对电流的作用》教案 一、教学目标 (一)知识与能力 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。 5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 (二)过程与方法培养学生理论联系实际的意识。 (三)情感态度与价值观通过了解物理知识如何转化成实际技术应用,进一步提高学习科学技术知识的兴趣。 二、教学重难点 (一)教学重点 1. 磁场对通电的导体有力的作用。 2. 通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关。 (二)教学难点左手定则的运用。 三、教学用具 小型直流电动机一台,学生用电源一台,大蹄形磁铁一块,干电池一节,用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多),两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接),支架(吊铝箔筒用), 如课本图的挂图,线圈,抄有题目的小黑板一块(也可用幻灯片代替) 四、教学过程 (一)引入新课 本章主要研究电能:第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法,第三节我们研究了电能的输送,电能输送到用电单位,要使用电能,这就涉及到用电器,以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器,今天我们要研究另一种用电器一电动机。 出示电动机,给它通电,学生看到电动机转动,提高了学习兴趣。

高考物理习题精选 磁场对运动电荷的作用1

高考物理习题精选 磁场对运动电荷的作用1 1.一圆筒处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示。图中直径MN 的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内,一带电粒子从小孔M 射入筒内,射入时的运动方向与MN 成30°角。当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N 飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为( ) A.ω3B B.ω2B C.ωB D.2ωB 2.平面OM 和平面ON 之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM 上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m ,电荷量为q (q >0)。粒子沿纸面以大小为v 的速度从OM 的某点向左上方射入磁场,速度与OM 成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON 只有一个交点,并从OM 上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O 的距离为( ) A.m v 2qB B. 3m v qB C.2m v qB D.4m v qB 3.两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的( ) A .轨道半径减小,角速度增大 B .轨道半径减小,角速度减小 C .轨道半径增大,角速度增大 D .轨道半径增大,角速度减小 4.(多选)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k 倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与Ⅰ中运动的电子相比,Ⅱ中的电子( ) A .运动轨迹的半径是Ⅰ中的k 倍 B .加速度的大小是Ⅰ中的k 倍 C .做圆周运动的周期是Ⅰ中的k 倍 D .做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等 5.如图,MN 为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P 点垂直于铝板向上射出,从Q 点穿越铝板后到达PQ 的中点O ,已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变,不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( ) A .2 B. 2 C .1 D.22

磁场磁场对电流的作用

第十章磁场 考纲预览 71.电流的磁场 (I) 72.磁感应强度、磁感线、地磁场 (Ⅱ) 73.磁性材料、分子电流假说 (Ⅱ) 74.磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则 (Ⅱ) 75.磁电式电表原理 (I) 76.磁场对运动电荷的作用,洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动 (Ⅱ) 77.质谱仪,回旋加速器 (I) 说明: 1.安培力计算限于直导线跟B平行或垂直的两种情况 2.洛伦兹力的计算限于v跟B平行或垂直的两种情况 热点提示 1.电流的磁场 2.磁感应强度、磁感线 3.安培力、左手定则 4.洛伦兹力,粒子在磁场中的运动 5.对安培定则和左手定则的考查,以定性分析为主,如对电流产生磁场的判断、安培力作 用下的运动、运动电荷在磁场中的受力等 6.带电粒子在有界磁场中的运动,是高考的热点和重点之一,此类问题很好地体现了“数 理结合”思想,综合性强,能力要求高 7.带电粒子在复合场中的运动,是力学和电学的综合点,涉及的知识较多,解决时要注意 力学知识及三大方法的渗透 8.理论联系实际,对一些应用类模型,如速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电 机等,应灵活应用所学知识、分析工作原理、推导相关物理量 磁场磁场对电流的作用 一、磁场 1.磁场:磁极、电流和运动电荷周围存在的一种_______,其最基本的性质是对放入其中 的_______、_______有力的作用. 2.磁场的方向:在磁场中的任一点,小磁针_____极受磁场力的方向,就是那一点的磁场 方向(或小磁场静止时_____极所指方向). 3.磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,曲线的_______表示该位置的磁场方向,曲 线的_______能定性地描述磁场的强弱,这一系列曲线称为磁感线.磁感线不_______、不 _______;磁感线是_______曲线(磁体外部由N→S,内部由S→N). 条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管形成的磁场的磁感线分布各有何 特点?你能画一画吗? 4.地球本身也会在附近的空间产生磁场,叫做地磁场.地球的磁场与条形磁体的磁场相似, 其主要特点有三个: (1)地磁场的N极在地球_______附近。S极在地球_______附近. (2)地磁场B的水平位置Bx总是从地球_______指向地球_______;而竖直分量By在南半 球垂直地面_______,在北半球垂直地面_______。 (3)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度相等,且方向水平_______. 4.电流的磁场安培定则

磁场对运动电荷的作用

年级:高复班授课时间:2015.01.14-15 授课教师:科目:物理课题磁场对运动电荷的作用 教学目标1.熟练掌握磁场对运动电荷的作用,理解洛伦兹力的特点,会计算洛伦兹力的大小,能用左手定则判断洛伦兹力的方向 2.熟练掌握带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的规律,能对实际问题进行分析和计算 教学重点与难点 1.带电粒子在匀强磁场中运动的特点 2.带电粒子在匀强磁场中运动的极值问题 教学过程一、洛伦兹力 1.洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力. 2.洛伦兹力的方向 (1)判定方法 左手定则:掌心——磁感线穿过掌心; 四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向; 拇指——指向洛伦兹力的方向. (2)方向特点:F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v决定的平面(注意:洛伦兹力不做功).3.洛伦兹力的大小 (1)v∥B时,洛伦兹力F=0.(θ=0°或180°) (2)v⊥B时,洛伦兹力F=q v B.(θ=90°) 二、带电粒子在匀强磁场中的运动 1.若v∥B,带电粒子不受洛伦兹力,在匀强磁场中做匀速直线运动. 2.若v⊥B,带电粒子仅受洛伦兹力作用,在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动. (1)向心力由洛伦兹力提供:q v B= R v m 2 =2 ω mR; (2)轨道半径公式:R= m v qB; (3)周期:T= 2πR v= 2πm qB;(周期T与速度v、轨道半径R无关) (4)频率:f= R v π2 = m qB π2 ; (5)角速度:ω= 2π T=m qB . 三、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径、运动时间的确定 1.圆心的确定 (1)已知入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心,如图1所示,P为入射点,M为出射点,O 为轨道圆心.

磁场对运动电荷的作用试题

磁场对运动电荷的作用试题

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磁场对运动电荷的作用练习题 1.带电荷量为+q 的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是( ) 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 .洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D .粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变 答案 B 2.如图1所示,匀强磁场的磁感应强度均为B ,带电粒子的速率均为v ,带电荷量均为q . 试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并指出洛伦兹力的方向. 3.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v 0垂直于磁场方向射入磁场中,并从B 点射出,若∠AOB =120°,则该带电粒子在磁场中运动的时间为( ) A.2πr 3v 0 B.23πr 3v 0 C.πr 3v 0 D.3πr 3v 0 答案 D 4.如图4所示,质量为m ,电荷量为+q 的带电粒子,以不同的初速度两次从O 点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场,在洛伦兹力作用下分别从M 、N 两点射出磁场,测得OM ∶ON =3∶4,则下列说法中错误的是 ( ) A .两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为3∶4 B .两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为3∶4 C .两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为3∶4 D .两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为4∶3 答案 AD

磁场对电流的作用教学设计

磁场对电流的作用教学设计 教学目标: 知识与技能知道磁场对通电导线有力的作用. 知道磁场对通电导线的作用力方向跟磁场方向和电流方向有关. 过程与方法培养学生理论联系实际的意识. 情感、态度与价值观通过了解物理知识如何转化成实际技术应用,进一步提高学习科学技术知识的兴趣。 教学重点: 通电导线在磁场中要受到力的作用。 教学过程 复习相关知识并提问: 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生( ) 作用,磁体间的相互作用就是通过() 发生的。 2. 将一根导线平行地放在静止的小磁针上方,当导线通电时,发现小磁针( ) ,说明电流周围存在( ) 。 演示实验: 演示直流电动机通电转动 提出问题: 1. 电动机为什么会转动呢? 2. 奥斯特实验证明了什么? 通电导体周围存在磁场,并通过磁场使小磁针偏转,即电流对磁体有力的作用。

启发学生: 磁场对电流有没有力的作用呢? 实验: (1) 介绍实验装置,并连接好。渗透设计思想,明确实验研究对象是铜棒。 (2) 让学生明确实验目的,即磁场能否让通电后的铜棒运动。 (3) 实验条件逐步演示并观察实验现象,完成记录表格。 1 静止的铜棒通电后发生什么现象?原因是什么?运动受力 2 铜棒的运动方向、电流的方向和磁感线方向的角度关系? 互相垂直 3 不改变磁场方向而改变电流的方向,铜棒运动方向如何? 改变方向 4 不改变电流的方向,而改变磁场方向,铜棒运动方向怎样?改变方向 (4) 学生根据实验现象,分析得出结论。 通电导体在磁场中受到力的作用。力的方向,电流的方向和磁场线的方向互相垂直。通电导体在磁场里受力的方向跟电流的方向和磁感线的方向有关。 左手定则 伸开左手,使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使四指指向电流方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁力的方向。

磁场对电荷的作用

磁场对电荷的作用 1.初速度为v 0的电子沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电 流方向与电子初始运动方向如图所示,则( ) A.电子将向右偏转,速率不变 B.电子将向左偏转,速率改变 C.电子将向左偏转,速率不变 D.电子将向右偏转,速率改变 2.如图所示,水平绝缘面上一个带电荷量为+q 的小带电体处 于垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B ,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 =mg qB 向上移动 C.使磁场以速率v =mg 向右移动 D.使磁场以速率v =mg 向左移动 3.一m 1∶m 2=1A.B.C.D.4.A.B.C.D.5.磁场中(中,圆环运动的速度图象可能是下图中的( ) 6.一个带电粒子沿垂直于匀强磁场的方向射入云室中.粒子的一段径迹如 图所示,径迹上的每一小段都可近似看成圆弧.由于带电粒子使沿途的气体电 离,因而粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变).从图中情况可以确定粒子的运动 方向和带电情况分别为( ) A.粒子从a 运动到b ,带正电 B.粒子从a 运动到b ,带负电 C.粒子从b 运动到a ,带正电 D.粒子从b 运动到a ,带负电 7.如图甲所示,在屏MN 的上方有磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场方向垂 直纸面向里,P 为屏上的一小孔,PC 与MN 垂直.一群质量为m 、带 电荷量为-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,粒子的入射方向在与磁场B 垂直的平面 内,且散开在与PC 夹角为θ的范围内.求在屏MN 上被粒子打中 的区域的长度.

磁场对电流的作用教学设计示例一

磁场对电流的作用教学设计 林福州 (一)教学目的 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的原理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。 5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 (二)教学重难点 1、重点: (1)、安培力的大小和方向 (2)、安培定则的应用 2、难点: (1)、安培定则 (2)、通电线圈在磁场中转动的原理 (三)教学方法 实验演示法、学生分组讨论法、讲授法 (四)教具 小型直流电动机一台,学生用电源一台,大蹄形磁铁一块,干电池一节,用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多),两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接),支架(吊铝箔筒用),如课本图12—10的挂图,线圈(参见图12—2),抄有题目的小黑板一块(也可用幻灯片代替)。 (五)教学过程 1.引入新课 本章主要研究电能:第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法,第三节我们研究了电能的输送,电能输送到用电单位,要使用电能,这就涉及到用电器,以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器,今天我们要研究另一种用电器一电动机。 出示电动机,给它通电,学生看到电动机转动,提高了学习兴趣。 提问:电动机是根据什么原理工作的呢 讲述:要回答这个问题,还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场,电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体

间力的作用是相互的,电流对磁体施加力时,磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。 2.进行新课 (1)通电导体在磁场里受到力的作用 板书课题:〈第四节磁场对电流的作用〉 介绍实验装置,将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上,使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图12—9)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻,受力后容易运动,以便我们观察。 演示实验1:用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路),让学生观察铝箔筒的运动情况,并回答小黑板上的题1:给静止在磁场中的铝箔筒通电时,铝箔筒会______,这说明______。 板书:<1.通电导体在磁场中受到力的作用。〉 (2)通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关 教师说明:下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。 演示实验2:先使电流方向相反,再使磁感线方向相反,让学生观察铝箔筒运动后回答小黑板上的题2:保持磁感线方向不变,交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向,铝箔筒运动方向会 _________,这说明_________。保持铝箔筒中电流方向不变,交换磁极以改变磁感线方向,铝箔筒运动方向会______,这说明______。 归纳实验2的结论并板书:〈2.通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。〉 (3)磁场对通电线圈的作用 提问:应用上面的实验结论,我们来分析一个问题:如果把直导线弯成线圈,放入磁场中并通电,它的受力情况是怎样的呢 出示方框线圈在磁场中的直观模型(磁极用两堆书代替),并出示如课本上图12—10的挂图(此时,图中还没有标出受力方向)。 引导学生分析:通电时,图甲中ab边和cd边都在磁场中,都要受力,因为电流方向相反,所以受力方向也肯定相反。提问:你们想想看,线圈会怎样运动呢 演示实验3:将电动机上的电刷、换向器拆下(实质是线圈)后通电,让学生观察线圈的运动情况。” 教师指明:线圈转动正是因为两条边受力方向相反,边说边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。 提问:线圈为什么会停下来呢

新课标鲁科版3-1选修三6.1《探究磁场对电流的作用》WORD教案1

第一节探究磁场对电流的作用(2课时) 【教学目的】 通过实验,认识到通电导线在磁场中受到力的作用,这种力就叫安培力;知道影响安培 力大小和方向的因素;知道左手定则和安培力大小的计算公式;用左手定则判断安培力的方 向,能计算在匀强磁场中,当通电导线所受安培力的大小。通过安培力了解磁感应强度的比 值定义法。 【教学重点】 使学生掌握电流在匀强磁场中所受安培力大小的决定因素、计算公式以及安培力方向的判定;使学生熟练的利用三视图来分析磁场、电流以及安培力之间的关系。并能扩展到线 框受力。 【教学难点】 在掌握磁感应强度定义的基础上,掌握磁场对电流作用的计算方法,并能熟练地运用 左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向 【教学媒体】 实验:马蹄形磁铁、干电池、导线、通电直导线研究仪等。课件:磁电式多用电表的 内部结构FLASH电动机的原理FLASH 【教学安排】 第1课时 【新课导入】 (1)将粉笔放置在蹄形磁铁两极之间,粉笔受力吗?如果把粉笔换成是小磁针呢? 生:粉笔不受力.小磁针受力(磁体T磁场T磁体) (2 )我们上一章学过的奥斯特的实验我们看到了什么现象呢?为什么?生:看到了小磁针发生了偏转。因为通电导线产生的磁场对它施的力. (电流T磁场T磁体) 师:我们同样也知道运动的电荷也会产生磁场同样也会让小磁针发生偏转。 (运动电荷T磁场T磁体) (3 )既然通电导线周围存在的磁场对小磁针有力的作用,那么小磁针也会产生磁场,小磁针的磁场对通电导线是否也有力的作用呢?(磁体_________ 【新课内容】 1、安培力的定义及力的作用点: 讲述:“上面的这个问题来自一位我们不得不提到的伟大的物理学家一一安培。他出身于一个富裕的家庭,不过在他身上历了各种不幸:父亲在法国大革命中被杀害,妻子过早的就离开了他,他一度沉浸在悲痛中,后来是卢梭关于植物学的著作燃起了他对科学的热情,他开始潜心研究学问。 他主要的贡献集中在电磁学方面:发现了电流产生磁场的规律---安培定律;提出 了著名的分子环流假说,阐述了磁现象的电本质;第一个把研究动电的理论称为“电动力学” ” 为了纪念安培,我们以其名字来命名电流的单位。符号为A。这是 物理7个基本单位之一。一p 讲述:在上个世纪,许多物理学家就提出通电导体在磁场里是否受力的问题,并着手研究?其中安培也在进行这方面的研究,并且他提出

磁场对运动电荷的作用

磁场对运动电荷的作用 1.洛伦兹力的方向:用左手定则判定 (1)让磁感线穿过左手的手心,四指指向正电荷的运动方向(或负电荷运动的相反方向),则拇指指的方向就是洛伦兹力的方向。 (2)洛伦兹力的方向既垂直于磁感应强度方向,同时也垂直于电荷运动的方向。 (3)洛伦兹力永远与电荷速度方向垂直,故洛伦兹力对电荷永远不做功。 2.洛伦兹力的大小; (1)当电荷运动速度v的方向与磁感应强度B的方向垂直时,f=qvB。 (2)当电荷运动速度v的方向与孩感应强度B的方向平行时,f=0。 (3)当电荷相对磁场静止时,f=0 (二)带电粒子的圆周运动 1.若带电粒子以一定的速度与磁场方向垂直进人匀强磁场,洛伦兹力f充当向心力,它一定做匀速圆周运动。 2.轨道半径 (l)由qvB=mv2/R(=mω2R=m(2πm/T)2R)得轨迢半径为: R=mv/qB (ω=qB/m,T=2πm/q B) (2)由运动轨迹确定轨道半径的方法;带电粒子在射入和射出匀强磁场两处所受洛伦兹力的延长线一定交于圆心,由圆心和轨迹运用几何知识来确定半径。 (3)运动周期: T=2πmR/v=2πm/qB 带电粒子的运动周期跟粒子的质荷比m/q成正比,跟兹感应强度B成反比,与粒子运动的速率和轨道半径无关。 (一)选择题 1.关于洛伦兹力的下列说法中正确的是 A洛伦兹力的方向总是垂直于磁场方向和电荷运动方向所在的平面。 B.洛伦兹力的方向总是垂直于电荷速度方向,所以它对电荷永远不做功。 C.在磁场中,静止的电荷不受洛伦兹力,运动的电荷一定受洛伦兹力。 D运动电行在某处不受洛伦兹力,则该处的磁感应强度一定为零。 2.如图7-27所示,有一磁感应强度为B,方向竖直向上的匀强磁 场,一束电子流以速度V从水平方向射入,为了使电子流经过磁场时 不发生偏转(不计重力),则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和方向是 A.B/v,竖直向上B.B/v,水平向左 C.B/v,垂直纸面向里D.Bv,垂直纸面向外 图7-27 3.一带电粒子(不计重力)以初速度v0。垂直进入匀强磁场中,则 A磁场对带电粒子的作用力是恒力B.磁场对带电粒子的作用力不做功 C.带电粒子的动能不变化 D.带电粒子的动量不发生变化 4.在长直螺线管中,通以交流电,一个电子沿螺线管的轴线方向以初速度v射入长螺线管中,电子在螺线管中的运动情况是 A.做匀速直线运动 B. 沿螺线管轴线做匀加速直线运动 C.沿螺线管轴线做往复运动D.可能沿螺线管轴线做匀减速运动

磁场对电流的作用 电动机_教案

磁场对电流的作用电动机 【教学目标】 1.知道直流电动机的原理和主要构造。 2.理解换向器在直流电动机中的作用。 3.了解直流电动机的优点及其应用。 4.培养学生把物理理论应用于实际的能力。 【教学重点】 直流电动机的原理和主要构造。 【教学难点】 理解换向器在直流电动机中的作用。 【教学准备】 电源、导体、磁铁、电动机模型 【教学过程】 一、复习引入新课 提问:上节课我们做实验给磁场中的导体通电,发现了什么?(通电导体在磁场中受力的作用开始运动)。 提问:这个力的方向与哪两个因素有关?(电流方向和磁感线方向) 提问:通电线圈在磁场中怎样运动?(线圈会转动) 提问:这个现象中能量是怎样转化的?(电能转化为机械能) 引入新课:电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动的现象制成的,它将电能转化成机械能。下面我们来研究电动机是如何利用上述现象制成的,先讨论最简单的一种直流电动机。 二、进行新课教学 首先要解决的问题,如何使线圈连续转动起来? (1)使磁场中的通电线圈能连续转动的办法 很多同学可能马上想到通电线圈在磁场中不能连续转动(转到平衡位置要停下来),而实际的电动机要连续转动。怎样解决这个问题呢?(此处可告诉学生把理论用于实际需要再

付出很多劳动,以培养学生对应用科学的兴趣)要解决这个问题,我们还得进行深入研究。 提问:在上节课的演示实验中,线圈转到平衡位置时是立即停止吗?为什么它不立即停止?(由于惯性线圈会稍转过平衡位置) 提问:转过平衡位置后,为什么它又转回来呢?(利用模型分析:转过平衡位置后,ab 边受力仍向里,cd边受力仍向外,正是这一对力使线圈转回来的) 提问:要使线圈不转回来,应该在线圈刚转过平衡位置时就改变线圈的受力方向,即使线圈刚转过平衡位置就使ab边受力变为向外,cd边受力变为向里。怎样才能使线圈受力方向发生这样的改变呢? 引导学生回忆影响受力方向的两个因素,从而得出:应该在此时改变电流方向,或者改变磁感线方向。进一步引导学生分析:改变磁感线方向就是要及时交换磁极,显然这不容易做到;实际的直流电动机是靠及时改变电流方向来改变受力方向的。 板书:使磁场中的通电线圈连续转动,就要每当线圈刚转过平衡位置,就改变一次电流方向。 (2)换向器 提问:怎样才能使线圈刚转过平衡位置时就及时改变电流方向呢? 让学生想办法并开展讨论,教师下去了解学生的情况并鼓励和指导。 教师引导:出示电动机模型,要求学生观察两个半圆铜环和电刷,指出:靠这两样东西就可以解决问题。引出换向器的作用。 提问:“换向器”是怎样实现“换向”的?利用电动机课件或课本图相似的模型演示。 ①“换向器”由两个半铜环组成。 ②两个半铜环的开口处(即绝缘处)安装。 ③当线圈由于惯性稍稍转过平衡位置时,能交换电刷与换向器的半铜环的接触,从而改变了线圈中的电流方向和受力方向,使线圈仍能按原来的绕向转动,从而实现线圈连续转动。 (3)直流电动机的构造 出示直流电动机模型:主要构造由磁体、线圈、换向器和电刷组成。 介绍实际的电动机由转子和定子两个基本部分组成 演示:给直流电动机模型通电转动,提高学生兴趣。 告诉学生:下节课同学们将自己装一台小直流电动机,进一步弄清楚它的有关知识。 (4)交流电动机 让学生阅读课文最后一个自然段,了解交流电动机和电动机的优点和应用。

热点六电场、磁场的性质及对带电粒子的作用

热点六 电场、磁场的性质及对带电粒子的作用 近几年高考对电场的性质,磁场对电荷的作用,带电粒子在电磁场中的运动一直是考查热点,既可单独考查带电粒子在电场中的偏转或在磁场中的偏转,也可以带电粒子在组合场或叠加场中的运动分析为考查内容,有时也以带电体的形式进行考查,近几年高考试卷中选择题出现的很多,在复习时应引起足够的重视。 考向一 电场力的性质 在光滑绝缘的水平面的A 、B 、C 三点上固定有a 、b 、c 三个带电小 球,彼此相距为L ,质量分别为m 、m 、2m ,带电荷量分别为+q 、+q 、-2q ,则下列说法正确的是 图1 A .a 球受到的合力沿∠CA B 的角平分线方向 B .b 球受到的合力与AB 垂直水平向右 C .若只释放c 球,则c 球释放瞬间的加速度大小为3kq 2 2mL 2 D .若同时释放a 、b 球,则此后的运动中a 、b 、c 三球距离始终相等 [解析] 本题考查力的合成与库仑定律,意在考查考生的分析综合能力。对a 受力分析,如图甲所示,受到b 对a 的库仑力F BA 与c 对a 的库仑力F CA ,F BA =kq 2L 2,F CA =2kq 2 L 2,根据力的合成可知,F BA 与F CA 的合力F A 方向水平向右,且F A =3kq 2 L 2,故选项A 错误;同理,对b 受力分析,如图乙所示,可知选项B 正确;对c 受力分析,如图丙所示,受到F BC 、F AC 两个力作用,F AC =F BC =2kq 2 L 2,夹角为60°,故合力F C =23kq 2L 2,c 球释放瞬间的加速度a c =3kq 2 mL 2 ,选项C 错误;释放a 、b 球后,两球将向右运动,三球距离不可能始终相等,选项D 错误。

磁场对电流的作用 教学设计示例一

磁场对电流的作用教学设计示例一 磁场对电流的作用教学设计示例一 磁场对电流的作用教学设计示例一 (一)教学目的 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。 5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 (二)教具 小型直流电动机一台,学生用电源一台,大蹄形磁铁一块,干电池一节,用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多),两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接),支架(吊铝箔筒用),如课本图12—10的挂图,线圈(参见图12—2),抄有题目的小黑板一块(也可用幻灯片代替)。 (三)教学过程 1.引入新课

本章主要研究电能:第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法,第三节我们研究了电能的输送,电能输送到用电单位,要使用电能,这就涉及到用电器,以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器,今天我们要研究另一种用电器一电动机。 出示电动机,给它通电,学生看到电动机转动,提高了学习兴趣。 提问:电动机是根据什么原理工作的呢? 讲述:要回答这个问题,还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场,电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的,电流对磁体施加力时,磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。 2.进行新课 (1)通电导体在磁场里受到力的作用 板书课题:〈第四节磁场对电流的作用〉 介绍实验装置,将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上,使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图12—9)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻,受力后容易运动,以便我们观察。 演示实验1:用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路),让学生观察铝箔筒的运动情况,并回答小黑板上的题1:给静止在磁场中的`铝箔筒通电时,铝箔筒会______,这说明______。 板书:<1.通电导体在磁场中受到力的作用。〉

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