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2013年9月《开学第一课》观后感-开始

 

磁       场

姓 名 _______

一.磁场和磁感线

1磁场的产生：磁体,电流和地球.但由_______假说知,所有的磁场都是由___________产生的.磁体的磁场是由无数的______产生的, 这就揭示了磁现象的____本质. 运动的电荷产生磁场也由________实验得到了证实.

2磁感线 用来形象描述磁场的大小和方向的一系列_____（闭合.不闭合）的_____(相交.不相交)曲线.用______表示大小,用____________表示方向。

例题1:首先发现电流产生磁场的科学家是________,首先提出磁体产生的磁场也和电流产生的磁场一样是由_____电荷产生的科学家是________.

例题2:正确说法是: A磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质 B 磁感线总是从磁体的N 极出发,终止于磁体的S极  C不同的磁场形成的磁感线可以相交 D 磁感线是肉眼看不见的客观存在的物质

3电流产生的磁场方向判断:安培定则(又叫____________定则):当电流用______表示时磁场可用______表示；当电流用______表示时磁场可用______表示。

例题:一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过静止的小磁针正上方,这时磁针的N极向纸外方向偏转,这一束带电粒子可能是向左飞行的____离子束或向右飞行的____离子束.

4有关电流和磁场方向的规定画法:

	向上	向下	向左	向右	向内	向外
电流
磁场

5常见磁场的磁感线:

                   

 

 

 

             

 

 

 

                                                                      

 

 

 

 

                                                                           

例题1:在北京的上空,地球磁场的磁感线方向是_________________.

例题2:两根非常接近且互相垂直的长直导线,当通以如图所示的电流时,图中磁        

场方向向外且最大的是第______区域.

二.磁感应强度和安培力

1磁感应强度 定义式:B=_______,B的单位:________是___(矢.标)量,方向:是小磁针____极受力的方向,是静止的小磁针____极所指的方向.与电流的受力方向_____.对直线电流产生的磁场,有B = kI/r，注意：某处的磁场与__________________有关,与_____________________无关.

例题1 垂直于磁场长为0.2米的导线,通以3A的电流时,在与磁场方向垂直的情况下,它受到磁场的作用力是6×10^-2N,则磁场的磁感应强度B是_______T,当导线的长度在原位         

置的缩短为原来的一半时,磁感应强度为_______T.                                   

例题2 互相垂直的两个金属圆环,环心重合,若它们通以相同的电流,且每个圆           

环在圆心处产生的磁感应强度都为B,则圆心处实际磁感应强度大小是________             

例题3 如图,AB是两根通有大小相等,方向相反电流的直导线,则它们中垂线上C处的磁场方向为___ D处磁场方向为_____,若B也为方向向内的电流,则C处的磁场方向为_____D处磁场方向为______。

2安培力:F=________,如果I与B成θ角,则F=___________ F的方向:F___B;F___I,具体判断方法:左手定则:伸开左手,让磁感线穿过掌心,四指沿着__________方向,大姆指指向_____________方向.

常见结论:①同向电流相互______反向电流相互_______;由此推出通电的螺线管有______的趋势,环形电流有________的趋势.②通电线圈在磁场中受到的安培力的力矩(磁力矩):M =_______COSθ,其中θ为____________的夹角.注意:M的大小与轴的位置选取____关.

例题1在北京上空,放置一根通以由西水平向东的电流的直导线受到的地磁场  

的安培力方向_______

例题2如图,U型通电导线附近正上方一通电直导线受力情况是___________________

例题3如右图,当条形磁铁的斜上方的直线电流的强度增大时,

磁铁对地的压力变_____对地的摩擦力大小变________

例题4如左图,直线电流固定不动,则在一平面内的通电线圈受                      

力方向______,环形电流的受力方向_________                                       

例题5两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受到的磁场力变为F₂,则b受到的磁场力大小变为____                

例题6 如图,导体杆ab质量为m,电阻为R,静止在光滑倾角为θ斜金属导轨上,    

导轨间距为d,电阻不计,匀强磁场的磁感强度大小为B,方向竖直向上,电源内                     　

阻不计,则电源的电动势为______,欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力,则B        　 　  　

的方向为____________.                                                     

例题7 如图,长1米的水平直杆重6牛,在匀强磁场中通以2安的电流后, 悬线

与竖直方向成37⁰的角,求该匀强磁场的最小值大小__________  ××××××     

例题8如左图,一匝数为n面积为S的线圈中通过的电流为I,  ××××××

存在于水平方向的匀强磁场B中,线圈截面与水平方向夹角为    ××××××

30^o,则线圈受到的磁力矩为_____________                   ××××××

3磁通量(简称_____):定义式:φ=____,单位:_____定

性理解为穿过某一面积的磁感线的_______.如果B与S成θ角,则φ=_________,由定义式还可推出B =______,即得磁感应强度又叫__________.注意:磁通量有正负之分,当规定穿过某一面的磁通量为正时,则反向穿过该面的磁通量为负.

例题1 下列说法中正确的是: A穿过平面的磁通量为零,则该平面所在的磁感强度为零 B放入磁场中的线圈面积越大,磁通量越大  C 磁通量就是穿过线圈的磁感线的条数  D 磁通密度就是磁感应强度

例题2有一截面为S,匝数为N的线圈,置于磁感强度为B的匀强磁场中,              

磁场方向与线圈平面垂直,则穿过线圈的磁通量为______,穿过线圈截面       

的磁通量为_____

例题3 如图,有两个线圈套在条形磁铁的中间,面积大小是S_a>S_b,则有φ_{a_____}φ_b        

 例题4 如图,一面积为S的长方形线圈有一半垂直处在磁感强度为B的匀强磁        

场中,当线圈绕ab边转过60⁰时,穿过线圈的磁通量为_________,_当线圈绕ef       

边转过60⁰时,穿过线圈的磁通量为___________.  

 

例题5如图,面积为S的水平矩形线框abcd,处在磁感强度为B的匀强磁场中,        

  磁场方向与线框面成θ角,当线框以ab为轴顺时针转过90⁰时,穿过abcd的磁通    

量的变化量为________________                                       

三.带电粒子在磁场中的运动

1洛伦兹力的大小：当电荷运动的方向与磁场方向垂直时，f_洛=______;当电荷运动的方向与磁场方向平行时,f_洛=____;当电荷运动的方向与磁场方向成θ角时,f_洛=_____

2 带电粒子在磁场中的运动规律: 当电荷运动的方向与磁场方向垂直时,电荷的运动轨迹为_____;其运动的向心力由________提供, 即F_向=______=________=___________可得带电粒子做圆周运动的半径为R=_________;周期为T=__________;可见,运动周期T与______和_________无关.当电荷运动的方向与磁场方向成θ角时，电荷运动的轨迹为__________

3洛伦兹力的方向:用_____手定则来判断:用四指指向_____电荷的运动方向或负电荷运动的反方向,则大姆指所指的方向即为_________________方向.

4 注意点:①洛伦兹力不做功 ②安培力为导体中无数运动电荷所受洛伦兹力之和 ③带电粒子在磁场中作匀速圆周运动所受的洛伦兹力大小不变,但方向时刻改变:f__v,f__B因而不是恒力 ④带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的周期与电荷的运动速度无关,与电荷的正负无关,只与电荷的荷质比有关.

5 相关数学知识:圆与圆的位置关系有:相___,相___,相___;圆与直线的位置关系有:相___,相___,相___.圆心角的度数等于所对圆弧度数的___倍.弦切角大小等于________________.

例题1下列说法中正确的是: A 运动电荷在磁场中一定受磁场力作用,在电场中一定受电场力作用

B 当运动电荷在某处不受磁场力作用时,该处的磁感应强度一定为零  C 电荷与磁场没有相对运动,则一定不会受到磁场的作用力  D 当电荷运动的方向与磁场的方向成θ时,洛伦兹力的方向仍与磁场方向垂直.

例题2 如图,在直线电流的下方,一个向右运动的正电荷所受的洛伦兹力方向为______         

例题3 质子与a粒子以相同的动能垂直进入同一匀强磁场,则所受的洛伦兹力之比

f_质:fa=______;运动的轨道半径之比R_质:R_a=_______;周期之比T_质:T_a=_________                   

例题4 如图,一电量为2×10^-6库质量为4mg的电荷以10m/s的速度垂直

一边进入长为4米宽为2米的匀强磁场区域的一顶点,并刚好从另一顶点

区域射出,则该区域的匀强磁场大小为__________.

例题5如图，质量为m电量为q的带电粒子以速度V垂直射入宽度范围为d

的匀强磁场,并偏转30⁰后射出,则该区域的磁感强度大小为________                                                                          

例题6如图，带电液滴从高h处自由下落，进入一个匀强电场和匀强

磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为E，磁感强度      

为B，已知液滴在此区域中正好作匀速圆周运动，则半径为________

四.常见的磁现象及应用

1 磁电式电流表

工作原理:表内弹簧的扭转力矩M=kθ等于线圈的磁力矩M=_____与电流I成正比,可见,指针转过的角度θ与电流I的大小成正比,即电流表面的刻度_____(是.不是)均匀的.

电流表的内阻一般几十欧左右,允许通过的电流一般很小(约几十微安到几毫安)

注意:线圈中磁力矩M=NBIS是一定的,只与电流I有关,与线圈转过的角度无关.

例题1一只电流表,发现读数偏小,可行的措施是: (    ) A 减少表头线圈的匝数  B 减小永久磁铁的磁性  C  增大分流电阻的阻值   D  换比较硬些的弹簧

例题2一只磁电式电表,线圈长为2厘米,宽为1厘米,匝数为250匝,线圈所在处的均匀辐向分布磁场的磁感应强度为0.2特,当通入电流为0.1毫安时,作用在线圈上的安培力的力矩为__________,若弹簧的旋转力矩M=kθ,其中k=3.3×10^-8牛.米/度,则线圈偏转的角度为___

2 速度选择器 在右图所示的相互垂直的匀强电场E和磁场B中,从

左边进入的运动电荷,正电荷受电场力方向向____,受磁场力方向向             

____,负电荷受电场力方向向____,受磁场力方向向____,当f_洛=F_电              

时,即__________,有速度V=______的带电粒子能飞出速度选择器.               

当速度偏大时,正离子将向____极板偏,负离子将向____极板偏.可

见,出射速度的大小与__________有关,与___________无关.

例题1如右图的一速度选择器,带电粒子必须从______端射入才能正确使用.

例题2已知氕氘氚三种原子核以相同的动能射入速度选择器,结果发现只有

氘核能飞出,则可推知,偏向正极扳的是_____核,动能增大的是______核.

例题3如图,一束质量,电量和速度不同的正离子垂直射入匀强磁场B和匀强

电场E正交的区域里,结果发现有些离子未发生偏转便飞出该区域,接着同样

进入另一匀强磁场中,发现这些离子又分成几束,对进入后一磁场的这些离子,

可得出结论:   A 它们的动能一定各不相同   B 它们的动量一定各不相同

C 它们的质量一定各不相同   D  它们的电量和质量的比一定各不相同

3质谱仪:测定带电粒子荷质比的仪器.

如图，已知带电粒子从磁场为B₁,电场为E的速度选择器中飞出后,     

垂直进入磁感强度为B₂匀强磁场,作圆周运动的半径为R,则该粒子               

的荷质比为_____________                                                 

例题1以上图为例,发现不同的离子经同一速度选择器射出后,作圆周运动的半径不等,

且R₁>R₂,则对应离子的  A q₁>q₂ B m₁>m₂ C 动量p₁>p₂  D动能E_K1>E_K2 E q₁m₂<q₂m₁

例题2如图,在y<0的区域里存在垂直于纸面向外大小为B的匀强磁场,                       

一带正电的粒子以速度V_O从O点射入磁场,入射方向在xoy平面内,与          

x轴正向的夹角为θ,若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L,则该粒　　　　

子的电量和质量之比为______.

4回旋加速器  由于带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的周期T=________

与运动速率和轨道半径无关,故我们可在匀强磁场中用频率f=________的交变电场对运动电荷进行反复加速.这样可将运动电荷加速到几十兆电子伏的能量,要进一步提高运动电荷的能量,可再用电子感应加速器,同步加速器,直线加速器等进行加速.

5磁流体发电机:可将气体的能量直接转化成电能的装置.

等离子体: 电离后的高温气体中,含正负电荷数____等,整体对外___         V   B      U

(显,不显)电性.如图,带电粒子的速率为V,磁感强度为B,板间距离

为d，则该磁流体发电机的输出电压为U=__________

6霍尔效应: 将通电导体放入磁场中,会在导体的两侧面形成电势差的现象.

注意:金属导体中只有____电荷实际参与移动.                             

如图,厚度为h,宽度为d的导体放在垂直于它的磁感强度为B的    

匀强磁场中,当通以电流I时,在磁场不太大的情况下,电势差U,   

电流I和B的关系为U=KIB/d,式中K为霍尔系数,若电子的平均

定向移动速度为v,电量为e,n表示导体中单位体积中参与移动的电子个数,则霍尔系数k=______,导体中上极板的电势_____(高.低)于下极板的电势,其电势大小为_______.

补充：如图所示,ab和cd两侧有相同的匀强磁场,甲、乙两个带电体分别从A、B两点以大小不同的初速度水平进入磁场后,经虚线轨迹恰好Q点相遇,并结为一体向右运动。不计重力则（   ） A甲动量一定比乙动量小  B 甲的电量一定比乙的电量多  C 它们结合后运动轨迹与原轨迹重合  D 它们结合后运动轨迹与原轨迹不重合。