磁場知識網路：
本章在介紹了磁現象的電本質的基礎上，主要討論了磁場的描述方法（定義了磁感應強度、磁通量等概念，引入了磁感線這個工具）和磁場產生的作用（對電流的安培力作用，對通電線圈的磁力矩作用和對運動電荷的洛侖茲力作用）及相關問題。其中磁感應強度、磁通量是電磁學的基本概念，應認真理解；載流導體在磁場中的平衡、加速運動，帶電粒子在洛侖茲力作用下的圓周運動等內容應熟練掌握；常見磁體周圍磁感線的空間分布觀念的建立，常是解決有關問題的關鍵，應注意這方面的訓練。
單元切塊：
按照考綱的要求，本章內容可以分成三部分，即：基本概念安培力；洛倫茲力帶電粒子在磁場中的運動；帶電粒子在復合場中的運動。其中重點是對安培力、洛倫茲力的理解、熟練解決通電直導線在復合場中的平衡和運動問題、帶電粒子在復合場中的運動問題。
難點是帶電粒子在復合場中的運動問題。
知識點、能力點提示
1.通過有關磁場知識的歸納，使學生對磁場有較全面的認識，並在此基礎上理解磁現象電本質；
2.介紹磁性材料及其運用，擴大學生的知識面，培養聯絡實際的能力；
3.磁感應強度b的引入，體會科學**方法；通過安培力的知識，理解電流錶的工作原理；通過安培力的公式f＝ilbsinθ的分析推理，開闊學生思路，培養學生思維能力；通過安培力在電流錶中的應用，培養學生運用所學知識解決實際問題的意識和能力；
4.通過洛侖茲力的引入，培養學生的邏輯推理能力；
5.通過帶電粒子在磁場中運動及迴旋加速器的介紹，調動學生思考的積極性及思維習慣的培養，並開闊思路。
基本概念安培力
教學目標：
1．掌握電流的磁場、安培定則；了解磁性材料，分子電流假說
2．掌握磁感應強度，磁感線，知道地磁場的特點
3．掌握磁場對通電直導線的作用，安培力，左手定則
4．了解磁電式電表的工作原理
5．能夠分析計算通電直導線在復合場中的平衡和運動問題。
教學重點：磁場對通電直導線的作用，安培力
教學難點：通電直導線在復合場中的平衡和運動問題
教學方法：講練結合，計算機輔助教學
教學過程：
一、基本概念
1.磁場的產生
⑴磁極周圍有磁場。
⑵電流周圍有磁場（奧斯特）。
安培提出分子電流假說（又叫磁性起源假說），認為磁極的磁場和電流的磁場都是由電荷的運動產生的。（但這並不等於說所有磁場都是由運動電荷產生的，因為麥克斯韋發現變化的電場也能產生磁場。）
⑶變化的電場在周圍空間產生磁場。
2.磁場的基本性質
磁場對放入其中的磁極和電流有磁場力的作用（對磁極一定有力的作用；對電流只是可能有力的作用，當電流和磁感線平行時不受磁場力作用）。這一點應該跟電場的基本性質相比較。
3.磁場力的方向的判定
磁極和電流之間的相互作用力（包括磁極與磁極、電流與電流、磁極與電流），都是運動電荷之間通過磁場發生的相互作用。因此在分析磁極和電流間的各種相互作用力的方向時，不要再沿用初中學過的「同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引」的結論（該結論只有在乙個磁體在另乙個磁體外部時才正確），而應該用更加普遍適用的：「同向電流互相吸引，反向電流互相排斥」，或用左手定則判定。
4.磁感線
⑴用來形象地描述磁場中各點的磁場方向和強弱的曲線。磁感線上每一點的切線方向就是該點的磁場方向，也就是在該點小磁針靜止時n極的指向。磁感線的疏密表示磁場的強弱。
⑵磁感線是封閉曲線（和靜電場的電場線不同）。
⑶要熟記常見的幾種磁場的磁感線：
⑷安培定則（右手螺旋定則）：對直導線，四指指磁感線方向；對環行電流，大拇指指中心軸線上的磁感線方向；對長直螺線管大拇指指螺線管內部的磁感線方向。
5.磁感應強度
（條件是勻強磁場中，或δl很小，並且l⊥b ）。
磁感應強度是向量。單位是特斯拉，符號為t，1t=1n/（am）=1kg/（as2）
6.磁通量
如果在磁感應強度為b的勻強磁場中有乙個與磁場方向垂直的平面，其面積為s，則定義b與s的乘積為穿過這個面的磁通量，用φ表示。φ是標量，但是有方向（進該面或出該面）。單位為韋伯，符號為wb。
1wb=1tm2=1vs=1kgm2/（as2）。
可以認為穿過某個面的磁感線條數就是磁通量。
在勻強磁場磁感線垂直於平面的情況下，b=φ/s，所以磁感應強度又叫磁通密度。在勻強磁場中，當b與s的夾角為α時，有φ=bssinα。
二、安培力 （磁場對電流的作用力）
1.安培力方向的判定
（1）用左手定則。
（2）用「同性相斥，異性相吸」（只適用於磁鐵之間或磁體位於螺線管外部時）。
（3）用「同向電流相吸，反向電流相斥」（反映了磁現象的電本質）。可以把條形磁鐵等效為長直螺線管（不要把長直螺線管等效為條形磁鐵）。
【例1】磁場對電流的作用力大小為f＝bil（注意：l為有效長度，電流與磁場方向應 ）．f的方向可用定則來判定．
試判斷下列通電導線的受力方向．
試分別判斷下列導線的電流方向或磁場方向或受力方向．
【例2】如圖所示，可以自由移動的豎直導線中通有向下的電流，不計通電導線的重力，僅在磁場力作用下，導線將如何移動？
解：先畫出導線所在處的磁感線，上下兩部分導線所受安培力的方向相反，使導線從左向右看順時針轉動；同時又受到豎直向上的磁場的作用而向右移動（不要說成先轉90°後平移）。分析的關鍵是畫出相關的磁感線。
【例3】 條形磁鐵放在粗糙水平面上，正中的正上方有一導線，通有圖示方向的電流後，磁鐵對水平面的壓力將會＿＿＿（增大、減小還是不變？）。水平面對磁鐵的摩擦力大小為＿＿＿。
解：本題有多種分析方法。⑴畫出通電導線中電流的磁場中通過兩極的那條磁感線（如圖中粗虛線所示），可看出兩極受的磁場力的合力豎直向上。
磁鐵對水平面的壓力減小，但不受摩擦力。⑵畫出條形磁鐵的磁感線中通過通電導線的那一條（如圖中細虛線所示），可看出導線受到的安培力豎直向下，因此條形磁鐵受的反作用力豎直向上。⑶把條形磁鐵等效為通電螺線管，上方的電流是向裡的，與通電導線中的電流是同向電流，所以互相吸引。
【例4】 如圖在條形磁鐵n極附近懸掛乙個線圈，當線圈中通有逆時針方向的電流時，線圈將向哪個方向偏轉？
解：用「同向電流互相吸引，反向電流互相排斥」最簡單：條形磁鐵的等效螺線管的電流在正面是向下的，與線圈中的電流方向相反，互相排斥，而左邊的線圈匝數多所以線圈向右偏轉。
（本題如果用「同名磁極相斥，異名磁極相吸」將出現判斷錯誤，因為那只適用於線圈位於磁鐵外部的情況。）
【例5】 電視機顯象管的偏轉線圈示意圖如右，即時電流方向如圖所示。該時刻由里向外射出的電子流將向哪個方向偏轉？
解：畫出偏轉線圈內側的電流，是左半線圈靠電子流的一側為向裡，右半線圈靠電子流的一側為向外。電子流的等效電流方向是向裡的，根據「同向電流互相吸引，反向電流互相排斥」，可判定電子流向左偏轉。
（本題用其它方法判斷也行，但不如這個方法簡潔）。
2.安培力大小的計算
f=blisinα（α為b、l間的夾角）高中只要求會計算α=0（不受安培力）和α=90°兩種情況。
【例6】 如圖所示，光滑導軌與水平面成α角，導軌寬l。勻強磁場磁感應強度為b。金屬桿長也為l ，質量為m，水平放在導軌上。
當迴路總電流為i1時，金屬桿正好能靜止。求：⑴b至少多大？
這時b的方向如何？⑵若保持b的大小不變而將b的方向改為豎直向上，應把迴路總電流i2調到多大才能使金屬桿保持靜止？
解：畫出金屬桿的截面圖。由三角形定則得，只有當安培力方向沿導軌平面向上時安培力才最小，b也最小。
根據左手定則，這時b應垂直於導軌平面向上，大小滿足：bi1l=mgsinα， b=mgsinα/i1l。
當b的方向改為豎直向上時，這時安培力的方向變為水平向右，沿導軌方向合力為零，得bi2lcosα=mgsinα，i2=i1/cosα。（在解這類題時必須畫出截面圖，只有在截面圖上才能正確表示各力的準確方向，從而弄清各向量方向間的關係）。
【例7】如圖所示，質量為m的銅棒搭在u形導線框右端，棒長和框寬均為l，磁感應強度為b的勻強磁場方向豎直向下。電鍵閉合後，在磁場力作用下銅棒被平丟擲去，下落h後的水平位移為s。求閉合電鍵後通過銅棒的電荷量q。
解：閉合電鍵後的極短時間內，銅棒受安培力向右的衝量fδt=mv0而被平丟擲去，其中f=bil，而瞬時電流和時間的乘積等於電荷量q=iδt，由平拋規律可算銅棒離開導線框時的初速度，最終可得。
【例8】如圖所示，半徑為r、單位長度電阻為的均勻導體環固定在水平面上，圓環中心為o，勻強磁場垂直於水平面方向向下，磁感應強度為b。平行於直徑mon的導體杆，沿垂直於杆的方向向右運動。杆的電阻可以忽略不計，桿於圓環接觸良好。
某時刻，杆的位置如圖，∠aob=2θ，速度為v，求此時刻作用在杆上的安培力的大小。
解：ab段切割磁感線產生的感應電動勢為e=vb2rsinθ，以a、b為端點的兩個弧上的電阻分別為2r（π-θ）和2rθ，迴路的總電阻為，總電流為i=e/r，安培力f=ib2rsinθ，由以上各式解得：。
【例9】如圖所示，兩根平行金屬導軌間的距離為0.4 m，導軌平面與水平面的夾角為37°，磁感應強度為0.5 t的勻強磁場垂直於導軌平面斜向上，兩根電阻均為1ω、重均為0.
1 n的金屬桿ab、cd水平地放在導軌上，杆與導軌間的動摩擦因數為0.3，導軌的電阻可以忽略.為使ab桿能靜止在導軌上，必須使cd桿以多大的速率沿斜面向上運動?
解：設必須使cd桿以v沿斜面向上運動，則有cd杆切割磁場線，將產生感應電動勢e=blv
在兩桿和軌道的閉合迴路中產生電流i=
ab杆受到沿斜面向上的安培力f安＝bil
ab杆靜止時，受力分析如圖
根據平衡條件，應有 gsinθ一μgcosθ≤f安≤gsinθ+μgcosθ
聯立以上各式，將數值代人，可解得 1.8 m/s≤v≤4.2 m/s
【例10】如圖所示是乙個可以用來測量磁感應強度的裝置：一長方體絕緣容器內部高為l，厚為d，左右兩管等高處裝有兩根完全相同的開口向上的管子a、b，上、下兩側裝有電極c（正極）和d（負極）並經開關s與電源連線，容器中注滿能導電的液體，液體的密度為ρ；將容器置於一勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向裡，當開關斷開時，豎直管子a、b中的液面高度相同，開關s閉合後，a、b管中液面將出現高度差。若當開關s閉合後，a、b管中液面將出現高度差為h，電路中電流錶的讀數為i，求磁感應強度b的大小。
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