高中物理人教版选修3-1全册学案：第三章磁场第5讲习题课：安培力的综合应用

本章整合知识网络专题归纳专题一安培力与其他知识的综合运用1．通电导线在磁场中会受到安培力作用，由于安培力的方向与电流的方向、磁场的方向之间存在着较复杂的空间方位关系，因此要求学生有较强的空间想象力，并且善于把立体图改画成平面图．将此类题目处理好要注意两点：(1)分析安培力的方向应牢记安培力方向既跟磁感应强度方向垂直又跟电流方向垂直；(2)画出导体受力的平面图．2．安培力与以前各章节知识均能综合到一起，其分析与解决问题的方法与力学方法相同，只是在分析受力时再加一种安培力．【例1】如图所示，电源电动势E＝2 V，内阻r＝0.5 Ω，竖直导轨宽L＝0.2 m，导轨电阻不计．另有一金属棒质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，靠在导轨的外面．为使金属棒不滑动，施加一与纸面夹角为30°且与导体棒垂直指向纸里的匀强磁场(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2)．求：(1)此磁场的方向；(2)磁感应强度B的取值范围．解析：(1)要使金属棒静止，安培力应斜向上指向纸里，画出由a→b的侧视图，并对棒ab受力分析如图所示，经分析知磁场的方向斜向下指向纸里．(2)如图所示，当ab棒有向下滑的趋势时，受摩擦力向上为F f，则F sin30°＋F f－mg＝0，F＝B1IL，F f＝μF cos30°，I＝E/(R＋r)，联立四式并代入数值得，B1＝3.0 T.当ab棒有向上滑的趋势时，受摩擦力向下为F f′，则：F′sin30°－F f′－mg＝0，F f′＝μF′cos30°F′＝B2ILI＝E R r解得，B2＝16.3 T.所以若保持金属棒静止不滑动，磁感应强度应满足3.0 T≤B≤16.3 T.答案：(1)斜向下指向纸里(2)3.0 T≤B≤16.3 T专题二“磁偏转”与“电偏转”的区别“电偏转”和“磁偏转”分别是利用电场和磁场对运动电荷施加作用力，从而控制其运动方向，由于磁场和电场对电荷的作用具有不同的特征，使得两种偏转存在着差别.抛物线圆或圆的一部分横向偏移y 和偏转角φ要通过类平横向偏移y 和偏转角φ要结合圆的几何关系通过圆周运动的讨论求解0的某种正离子偏转θ角．在同样宽度范围内，若改用方向垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过该区域，并使偏转角也为θ，(不计离子的重力)求：(1)匀强磁场磁感应强度的大小； (2)离子穿过电场和磁场的时间之比． 解析：(1)离子在电场中做类平抛运动有 v y ＝v 0tan θ ① v y ＝qEm t ② 且t ＝dυ ③其中d 为匀强电场的宽度．当改用匀强磁场时，离子做匀速圆周运动的轨道半径r ＝sin d m qBυθ= ④ 联立①②③④得，B ＝cos E θυ.(2)离子在电场中运动的时间t 1＝dυ ⑤离子在磁场中运动的时间t 2＝0r θυ＝0sin d θυθ⑥由⑤⑥得，t 1∶t 2＝sin θ∶θ. 答案：(1)cos E θυ (2)sin θ∶θ专题三 带电粒子在磁场中运动的多解问题带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由于某些条件不确定，使问题出现多解． 1．带电粒子电性不确定形成多解带电粒子由于电性不确定，在初速度相同的条件下，正、负带电粒子在磁场中运动轨迹不同，形成双解．2．磁场方向不确定形成多解带电粒子在磁场方向不同的磁场中，所受洛伦兹力的方向是不同的，在磁场中运动的轨迹就不同，若题目中只告诉磁感应强度的大小，而未具体指出磁感应强度的方向，此时必须考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解．3．临界状态不唯一形成多解带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，可能会从不同的位置穿越边界，临界状态不唯一形成多解．【例3】 如图甲所示，M 、N 为竖直放置、彼此平行的两块平板，板间距离为d ，两板中央各有一个小孔O 、O ′且正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示．有一束正离子在t ＝0时垂直于M 板从小孔O 射入磁场．已知正离子的质量为m ，电荷量为q ，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T 0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力．求：(1)磁感应强度B 0的大小；(2)要使正离子从O ′孔垂直于N 板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v 0的可能值． 点拨：先分析正离子在变化的磁场中的运动性质，明确物理过程，然后判断出要使正离子垂直于N 板射出磁场，必须让正离子从O 孔垂直于M 板射入磁场，且在磁场中运动的时间正好是磁场变化周期的整数倍．解析：设垂直于纸面向里的磁场方向为正方向． (1)正离子射入磁场，洛伦兹力提供向心力：B 0q v 0＝m 20rυ①做匀速圆周运动的周期T 0＝2πrυ②联立①②两式得磁感应强度B 0＝2πmqT . (2)要使正离子从O ′孔垂直于N 板射出磁场，v 0的方向应如图所示，两板之间正离子只运动一个周期即T 0时，有r ＝4d .当两板之间正离子运动n 个周期即nT 0时，有r ＝4d n(n ＝1,2,3，…)．联立求解，得正离子的速度的可能值为 v 0＝00π2B qr dm nT = (n ＝1,2,3，…)． 答案：(1)02πm qT (2)0π2dnT (n ＝1,2,3，…) 题后反思 ：解题中，除了要灵活运用圆周运动的规律外，还要注意到电荷受各种因素的制约，往往不是唯一的解，这就要求同学们必须深刻理解题意，挖掘隐含条件，分析不确定因素，力求解答准确、完整．专题四 带电体在复合场中的运动复合场是指电场、磁场和重力场并存，或其中某两场并存，或分区域存在的某一空间．粒子经过该空间时可能受到的力有重力、静电力和洛伦兹力．处理带电粒子(带电体)在复合场中运动问题的方法：1．正确分析带电粒子(带电体)的受力特征带电粒子(带电体)在复合场中做什么运动，取决于带电粒子(带电体)所受的合外力及其初始速度．带电粒子(带电体)在磁场中所受的洛伦兹力还会随速度的变化而变化，而洛伦兹力的变化可能会引起带电粒子(带电体)所受的其他力的变化，因此应把带电粒子(带电体)的运动情况和受力情况结合起来分析，注意分析带电粒子(带电体)的受力和运动的相互关系，通过正确的受力分析和运动情况分析，明确带电粒子(带电体)的运动过程和运动性质，选择恰当的运动规律解决问题．2．灵活选用力学规律(1)当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速运动时，根据平衡条件列方程求解．(2)当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程求解．(3)当带电粒子(带电体)在复合场中做非匀变速曲线运动时，常选用动能定理或能量守恒定律列方程求解．【例4】如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有沿－y方向的匀强电场，在第四象限内有垂直于平面向外的匀强磁场．现有一质量为m，电荷量为＋q的粒子(重力不计)以初速度v0沿－x方向从坐标为(3l，l)的P点开始运动，进入磁场后由坐标原点O射出，射出时速度方向与y轴正方向夹角为45°，求：(1)粒子从O点射出时的速度v和电场强度E；(2)粒子从P点运动到O点过程所用的时间．解析：根据题意可推知：带电粒子在电场中做类平抛运动，由Q点进入磁场，在磁场中做匀速圆周运动，最终由O点射出(轨迹如图所示)．(1)根据对称性可知，粒子在Q点时速度大小为v，方向与－y轴方向成45°，则v cos45°＝v0在P到Q过程中，由动能定理得，qEl＝12m v2－122mυ解得，E＝22mql υ.(2)粒子在Q点时沿－y方向速度大小v y＝v sin45°P到Q的运动时间t 1＝002ym laqE υυυ==. P 到Q 沿－x 方向的位移：s ＝v 0t 1 则OQ 之间的距离：OQ ＝3l －s粒子在磁场中的运动半径为r＝OQ 粒子在磁场中的运动时间t 2＝12ππ×444T r lυυ==粒子由P 到O 的过程中的总时间T ＝t 1＋t 2， 解得，T ＝(2＋π4)0lυ. 答案：(1)0 202m ql υ (2)(2＋π4)0lυ。

第5节洛伦兹力的应用1．带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用，利用磁场可以控制带电粒子的运动方向,但不能改变带电粒子的速度大小.2．回旋加速器由两个D形盒组成，带电粒子在D形盒中做圆周运动，每次在两D形盒之间的窄缝区域被电场加速，加速电场的周期与粒子圆周运动周期相同。

回旋加速器是由劳伦斯发明的。

3．质谱仪把比荷不相等的粒子分开，并按比荷顺序的大小排列，故称之为“质谱”。

质谱仪是阿斯顿发明的。

一、利用磁场控制带电粒子运动1．实例如图3。

5。

1所示为一具有圆形边界、半径为r的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一个初速度大小为v0的带电粒子(m，q)沿该磁场的直径方向从P点射入，在洛伦兹力作用下从Q 点离开磁场.图3­5。

1(1)可以证明，该粒子离开磁场时速度方向的反向延长线必过圆心.(2）设粒子离开磁场时的速度方向与进入磁场时相比偏转了θ角，则由图中几何关系可以看出tan 错误!＝错误!＝错误!。

可见，对于一定的带电粒子（m ,q 一定），可以通过调节B 和v 0的大小来控制粒子的偏转角度θ。

2．特点利用磁场控制带电粒子的运动，只能改变粒子的运动方向而不能改变粒子的速度大小。

二、质谱仪 1．比荷带电粒子的电荷量与质量之比，也叫荷质比。

2．质谱仪测定带电粒子比荷的仪器. 3．构造如图3。

5。

2所示，主要由离子源（S 1上方，图中未画出）、加速电场(狭缝S 1与S 2之间的电场)、速度选择器(S 2与S 3之间的装置）、偏转磁场B 2和照相底片等组成。

图3。

5。

24．工作原理（1)速度选择器的工作原理:速度选择器是由P 1和P 2两平行金属板产生的场强为E 的匀强电场及与电场方向垂直、磁感应强度为B 1的匀强磁场区域组成，通过速度选择器的粒子满足：qvB 1＝qE 即v ＝EB 1.(2）质谱仪的工作原理：速度为v ＝错误!的带电粒子通过狭缝S 3垂直进入磁感应强度为B 2的匀强磁场区域,在洛伦兹力的作用下做半个圆周运动后打在底片上并被接收，形成一个细条纹，测出条纹到狭缝S 3的距离L ，就得出了粒子做圆周运动的半径R ＝错误!,再由R ＝错误!以及v 和B 2即可得出粒子的比荷错误!＝错误!。

普通高中课程标准实验教科书—物理选修3－1[人教版]第三章磁场3.5 磁场对运动电荷的作用力★新课标要求（一）知识与技能1、知道什么是洛伦兹力。

2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。

3、知道洛伦兹力大小的推理过程。

4、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子,受到洛伦兹力大小的计算。

5、理解洛伦兹力对电荷不做功。

6、了解电视机显像管的工作原理。

（二）过程与方法通过洛伦兹力大小的推导过程进一步培养学生的分析推理能力。

（三）情感、态度与价值观让学生认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理—假设—实验验证”★教学重点1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。

2、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子,受到洛伦兹力大小的计算。

★教学难点1、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。

2、洛伦兹力方向的判断。

★教学方法实验观察法、讲述法、分析推理法★教学用具:电子射线管、电源、磁铁、投影仪、投影片★教学过程（一）引入新课教师:（复习提问）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,判定安培力的方向学生上黑板做,解答如下: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: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）电流是如何形成的？学生:电荷的定向移动形成电流。

教师:磁场对电流有力的作用,电流是由电荷的定向移动形成的,大家会想到什么？学生: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］用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。

如图3.5-1教师:说明电子射线管的原理:从阴极发射出来电子,在阴阳两极间的高压作用下,使电子加速,形成电子束,轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光,可以显示电子束的运动轨迹。

学生:观察实验现象。

人教版高中物理-选修3-1-优秀教案《磁场》全章本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第三章磁场全章教学设计全章教学内容分析我们生活在磁的世界里，但是磁对我们来说，依然相当神秘。

本章从磁现象和电流磁效应导入磁场，首先介绍了磁场的性质及描述，进而研究磁场对通电导线和运动电荷的作用力。

最后介绍带电粒子在磁场中的运动。

全章的知识结构始终遵循“从充满问题的现象入手，从实验中发现本质，从本质中体会应用”这一思路。

磁场对电流的作用——安培力在本章中起着承上启下的作用，它不仅是磁场性质的重要体现，而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础，还是电磁感应动态分析的重要组成部分。

在洛伦兹力公式的处理上，教材从“磁场对电流有力的作用”和“电流是由电荷的定向移动形成的”这两个事实出发，提出磁场对运动电荷有作用力的设想，然后用实验来验证，在此基础上引入洛伦兹力概念，并借助电流的微观模型推导洛伦兹力。

一般情况下，带电粒子在磁场中的运动比较复杂，它被广泛运用于探索物质的微观结构图相互作用并且在现代科技中有着广泛的应用。

教材结合显像管、质谱仪、回旋加速器应用实例主要介绍了带电粒子垂直进入匀强磁场中的匀速圆周运动，旨在让学生掌握粒子运动与控制的研究方法。

课标要求1．内容标准(1)列举磁现象在生活和生产中的应用。

了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。

关注与磁相关的现代技术发展。

例1：观察计算机磁盘驱动器的结构，大致了解其工作原理。

(2)了解磁场，知道磁感应强度和磁通量。

会用磁感线描述磁场。

例2：了解地磁场的分布、变化，及其对人类生活的影响。

(3)会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。

(4)通过实验认识安培力，会判断安培力的方向。

会计算匀强磁场中安培力的大小。

例3：利用电流天平或其他简易装置，测量或比较磁场力。

选修 3-1 第三章磁场教案第一节磁现象和磁场（1 课时）一．教学目标（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二．重点与难点：重点：电流的磁效应和磁场概念的形成难点：磁现象的应用三、教具：多媒体、条形磁铁、直导线、小磁针若干、投影仪四、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。

【板书】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。

2．电流的磁效应（1）介绍人类认识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。

选修3-1 第三章磁场第一节磁场及磁场对电流的作用班别姓名学号学习目标：1.掌握磁场、磁感应强度、磁通量的基本概念，会用磁感线描述磁场.2.掌握安培定则、左手定则的应用.3.掌握安培力的概念及在匀强磁场中的应用.学习重难点：安培定则、左手定则的应用；解决与安培力有关的实际问题。

复习交流1．磁感应强度是一个矢量．磁场中某点磁感应强度的方向是()A．正电荷在该点所受力方向B．沿磁感线由N极指向S极C．小磁针N极或S极在该点的受力方向D．在该点的小磁针静止时N极所指方向2、关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是A、磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线B、磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C、磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D、磁感线和电场线都能分别表示磁场和电场的方向和大小，都是客观存在的。

3、下列说法中正确的是( )A.电荷在某处不受到电场力的作用，则该处的电场强度为零B.一小段通电导线在某处不受到磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C.把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D.把一小段通电导线放在磁场中某处，它受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱小结：（1）磁场的方向：小磁针静止时________所指的方向．（2）磁感线的疏密表示，磁感线的切线方向表示。

以条线磁体为例，外部的磁感线从到，内部的磁感线从到，因此磁感线是曲线。

（3）磁感应强度是一个用来描述磁场的_______________的物理量，大小：B＝________(通电导线垂直于磁场)．4．在图1—1中，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方时，磁针的S极向纸内偏转．这一带电粒子束可能是A．向右飞行的正离子束B．向纸内飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．向纸内飞行的负离子束图1--15、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（）A、全向里B、全向外C、a向里，b、c向外D、a、c向外，b向里小结：电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场____与____磁铁的磁场相似，管内为____磁场且磁场____，管外为______磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场____安培定则立体图横截面图6.一根有质量的金属棒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7.磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B bC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小小结：（1）安培力的大小：当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝______，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：(1)当磁场与电流________时，安培力最大，F max＝BIL.(2)当磁场与电流________时，安培力等于零．（2）判断安培力的方向根据定则：伸开左手，使拇指与其余四指________，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________的方向，这时________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．巩固练习任务一、安培定则的应用和磁场的叠加1.通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图所示( )A.螺线管的P端为N极，a接电源的正极B.螺线管的P端为N极，a接电源的负极C.螺线管的P端为S极，a接电源的正极D.螺线管的P端为S极，a接电源的负极2、如图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的（）A、区域ⅠB、区域ⅡC、区域ⅢD、区域Ⅳ3.如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。

高二物理 第三章磁场专题——安培力问题归纳 人教新课标版选修3-1一、学习目标：1. 理解左手定则，会用左手定则处理相关问题。

2. 掌握安培力作用下的平衡问题的解题方法。

3. 理解磁感应强度的定义，知道其定义式，理解磁感应强度的矢量性。

二、重点、难点：重点：熟练运用左手定则进行相关的判断难点：磁感应强度的矢量性及安培力公式的理解。

三、考点分析：内容和要求 考点细目出题方式 磁感应强度磁感应强度的定义选择、填空题磁感应强度的物理意义及单位 矢量性特点磁通量 磁通量的定义及公式 选择、填空题 合磁通及磁通量变化量的计算 左手定则 左手定则的内容及理解要点 选择题 安培力 安培力的定义及大小选择、计算题安培力作用下的物体运动方向的判断 安培力作用下的物体的平衡或运动分析⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⋅==m A N 1T 1L I F ILFB N B ，单位：特斯拉，简称特是导线长度是电流，的磁场力，是通电导线所受垂直时），其中（通电导线与磁场方向大小：点的磁感应强度的方向极所指的方向规定为该方向：小磁针静止时表示物理量，用定义：描述磁场强弱的强度磁感应⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧Φ==Φ⊥⊥S B BS S B S B 磁感应强度：磁通量的计算：积的磁通量的乘积叫做穿过这个面与，我们把面，面积为与磁场方向垂直的平的匀强磁场中，有一个应强度为磁通量的概念：在磁感磁通量⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=θ=θ=⊥⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧强磁场为有效长度，磁场为匀上述表达式中时，当角时，成与当时，当安培力的大小决定的平面和于推论：安培力总是垂直就是左手定则受安培力的方向，这是通电导线在磁场中所这时拇指所指的方向就四指指向电流的方向，感线从掌心进入，并使在同一个平面内，让磁垂直，并且都与手掌使拇指与其余四个手指判断方法：伸开左手，安培力的方向场中受的力安培力：通电导线在磁力用作的线导电通对场磁L 0F I //B sin BIL F I B BIL F I B I B知识点一：磁感应强度概念的理解：例1：关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）。

第一节 磁场 磁感线生活中我们常常遇到电现象，与电现象密不可分是磁现象，其实用到电的地方，几乎都有磁现象相伴.从本章开始我们将在初中所学知识的基础上，进一步学习有关磁现象以及电磁联系方面的知识.一、几个基本概念：1、 磁性：物体具有的吸引铁、钴、镍等物质的性质.2、 磁体：具有磁性的物体叫做磁体，生活中常见的磁体为条形磁铁、小磁针、蹄形磁铁.3、 磁极：磁体上磁性较强的部分叫磁极.4、 磁极间的相互作用：同名磁极相斥，异名磁极相吸.二、磁场的概念及其性质两个异种电荷靠近时，它们之间有相互作用的吸引力产生.相互间的吸引力是这样产生的：带电体在其周围空间产生电场，电场对处于其中的电荷有电场力的作用；B 处于A 产生的电场中，该电场给B 一个向左的作用力，同时A 处于B 产生的电场中，该电场给A 一个向右的反作用力.电荷间的相互作用力是通过电场来传递的.两个条形磁铁的异名磁极靠近时，它们之间也有相互作用的吸引力产生，这两个磁极并没有直接接触，它们之BA间的相互作用力是怎样产生的呢？将磁体与带电体进行类比：磁体之间的相互作用力是这样产生的：A在周围空间产生磁场，B处于A产生的磁场中，该磁场给B一个向左的作用力；同时B也会在其周围空间产生磁场，A处于B产生的磁场中，该磁场给A一个向右的反作用力.该现象说明了NO1、磁体能在其周围空间产生磁场;NO2、磁场对磁体有力的作用;NO3、磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场来传递的.磁场对其它物体的作用力叫做磁场力.在图3-1-3（a）中，当导线中有电流时，小磁针发生偏转，说明小磁针受到了磁场力作用，该区域一定存在磁场，该磁场只能由电流产生，即电流对磁体有磁场力作用.根据牛顿第三定律，小磁针一定对电流有反作用力，即小磁针产生的磁场对电流也有磁场力作用.该实验叫做奥斯特实验，它说明了NO1、电流也能产生磁场；NO2、磁场对电流有磁场力作用；NO3、电流与磁体之间的相互作用也是通过磁场来传递的.由奥斯特实验的结论可以从理论上推出；NO4、电流与电流之间也有相互作用的磁场力；NO5、电流与电流之间的相互作用也是通过磁场来传递的.生活中我们可以看到平行同向电流相互吸引，平行异向电流相互排斥.在图3-1-3（a ）中，让向右定向移动的正电荷代替电流，小磁针发生相同的偏转，说明了定向移动的电荷也能产生磁场，定向移动的电荷对磁体有磁场力作用.根据牛顿第三定律，小磁针一定对定向移动的电荷有反作用力，即小磁针产生的磁场对定向移动的电荷也有磁场力作用.该实验说明了 NO1、 定向移动的电荷也能产生磁场；NO2、 磁场对定向移动的电荷有磁场力作用；NO3、 定向移动的电荷与磁体之间的相互作用力也是通过磁场来传递的.由此，我们可以总结出哪些物质能产生磁场.1、磁场的产生：磁体或电流或定向移动的电荷在其周围空间产生的一种（看不见，摸不着的）特殊物质.其中我们把电流产生磁场的现象叫做电流的磁效应.2、磁场的性质：磁场对处于其中的磁体、电流、定向移动的电荷有磁场力作用.3、磁场的作用：磁体、电流、定向移动电荷之间的相互作用力都是通过磁场来传递的. 可见，磁场是一种非常重要的物质，我们必须把它认识清楚.运动电荷电流磁场磁体三、对常见磁场的认识在研究电场的时候，由于电场是一种看不见，摸不着的物质，不可能直接研究，但电场对处于其中的电荷有力的作用，根据电场对处于其中的电荷有力的作用的特点，在电场中引入试探电荷，根据试探电荷在电场中的受力情况来间接研究电场.而对于磁场来说，由于磁场对磁体和电流以及定向移动的电荷有磁场力作用，也可以在磁场中引入磁体或电流或定向移动的电荷，根据它们在磁场中的受力情况来间接研究磁场.1、研究磁场的方法：引入磁体或电流或定向移动的电荷.如图3-1-7所示，把很多相同的小磁针放在条形磁铁的磁场中，在磁场中的不同点，小磁针静止时N极所指的方向一般并不相同.这个事实说明了小磁针在不同点受到的磁场力的方向一般并不相同，也说明了磁场在不同点的方向一般并不相同，即磁场是有方向性的.物理学中规定：2、磁场方向的规定：在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向.在图3-1-7中，画出各点的磁场方向，再将小磁针所在的位置用曲线连接起来，发现曲线各点的切线方向正好是该点的磁场方向，在条形磁铁的N极和S极附近，曲线的分布更密集，显示了条形磁铁的N极和S极附近的磁场更强.这样的曲线可以形象、简洁的描述磁场的方向和强弱，我们把这样的曲线叫做磁感线.3、磁感线：在磁场中假想出来的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上，曲线的疏密表示磁场的强弱.4、确定磁场方向的方法归纳：1）、小磁针北极受到的磁场力方向（适用于动态分析）2）、小磁针静止时北极所指的方向（适用于静态分析）3）、磁感线在该点的切线方向5、用实验模拟各种磁场磁感线的分布1）、符号系统：⨯磁场方向远离观察者；磁场方向指向观察者；⊗电流方向远离观察者；电流方向指向观察者；⨯磁场力方向远离观察者；磁场力方向指向观察者.2）、磁体的磁场：条形磁铁和蹄形磁铁（1）、磁感线是闭合曲线；（2）、磁铁外部的磁感线由北极指向南极，磁铁内部的磁感线由南极指向北极；（3）、 两磁极附近的磁感线更密集，磁场也更强.蹄形磁铁中间部分的磁感线平行且间距相等.••••••••横截面图N3）、 电流的磁场：（1）、 通电直导线磁场的磁感线分布：A 、 通电直导线的电流方向跟它的磁感线环绕方向之间的关系可以用安培定则来判定：如教材82页图3-1-10（d ）右图所示，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.B 、 一些以直导线为轴线的同心圆柱面； C 、 某一小段通电直导线的磁感线分布为一些以该小段直导线为圆心的同心圆环，这些同心圆环都在跟直导线垂直的平面上，越靠近通电直导线的地方，磁感线分布越密集，磁场越强.D 、 磁场磁感线分布的立体图和截面图（2）、 环形电流磁场的磁感线分布：A 、 环形导线的中心轴线上：如教材82页图3-1-10（d ）左图所示，磁感线与环形电流所在的平面垂直；可用安培定则来判定：让右手弯曲的四指所指的方向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 I I 立体图I 纵截面图I 横截面图B 、 环形导线附近：如教材82页图3-1-10（b ）所示，环形电流磁场的磁感线为一些围绕导线的闭合曲线，越靠近环形导线的地方，磁感线的分布密集.可把环形导线分成很多小段，每一小段可用判断直线电流磁场的磁感线分布的方法来判断其附近的磁感线分布.C 、 磁场磁感线分布的立体图和截面图（3）、 通电螺线管磁场的磁感线分布：A 、 通电螺线管内部的磁感线分布：如教材82页图3-1-10（c ）所示，通电螺线管内部的磁感线均匀分布，其方向可用右手定则判定：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向.B 、 外部的磁感线的分布情况和条形磁铁磁场的分布情况相同.•I N S 立体图•••••••••I横截面图I I N S 纵截面图C 、 磁场磁感线分布立体图和截面图D 、 通电螺旋管可以等效成很多个电流绕行方向一致的通电圆环串联.（4）、 电流的磁场相比于天然磁铁的磁场的优点：电流磁场的强弱和有无容易调节和控制.（5）、 磁场的等效：由图可知，条形磁铁，通电圆环，通电螺线管的磁感线分布情况近似，它们的磁场可以相互等价.5、（了解）磁感线的相关知识1）、 磁感线是假想出来的，并不真实存在于磁场中2）、 磁感线不相交，不相切.3）、 磁感线是封闭曲线4）、 磁感线的切线表示磁场方向5）、 磁感线的疏密程度定性地反映了磁场的强弱：在同一幅磁感线分布图中，磁感线越密集的地方磁场越强，磁感线N S N S N S II 横截面图立体图N SI纵截面图越稀疏的地方，磁场越弱.四、磁现象的电本质如教材83页图3-1-14所示，原子的每个核外电子都在不停地绕核旋转，形成环形电流，称为分子电流，产生磁场，该磁场可以等价成小磁针产生的磁场.原子内多个电子的分子电流的磁场取向一致时，原子就等价成大一点的小磁体，产生的磁场称为原子磁场.1、磁体具有磁性的原因：物体内原子磁场的取向较一致时，整体对外显示出磁性，取向的一致性越好，显示出的磁性越强.由此总结出：一切磁场均来源于电荷的运动.2、磁现象的电本质：一切磁场均来源于电荷的运动.3、磁化：教材83页图3-1-15第1、2、3幅图，在外界因素影响下，物体内原子磁场的取向更加一致时，显示出的磁性增强，该过程叫做磁化.实验室常用通电螺线管产生的磁场磁化钢胚制作条形磁铁.4、退磁：在外界因素影响下，物体内原子磁场的取向更加不一致时，显示出的磁性减弱，该过程叫做退磁.温度升高，电子无规则的热运动加剧，原子磁场的取向变得不一致，磁体磁性减弱.剧烈振动磁体，也可能使得原子磁场的取向变得不一致，使得磁性减弱.所以在做有关条形磁铁的实验时，对条形磁铁要轻拿轻放，不得对条形磁铁进行剧烈加温.5、 无论磁体大小和形状如何，必定只有N 极和S 极两个磁极.一块磁铁被摔成两半后，变成两块新磁铁，每块各有一个N 极和S 极.第二节 磁场对通电导线的作用——安培力最简单、最特殊的磁场：一、匀强磁场：1、 定义：磁场的强弱和方向都相同的磁场2、 特点：磁感线平行且间距相等；3、 生活中可以近似看着匀强磁场的磁场：条形磁铁的相互靠近的N极和S 极之间的区域；蹄形磁铁中间的区域，通电螺旋管内部的磁场（除边缘部分外）.物理学中，把磁场对通电导线的磁场力叫做安培力.二、安培力：磁场对通电导线的磁场力.安培力方向远离观察者；安培力与哪些因素有关呢？通过猜想并分析，影响安培力的因素有电流I 的大小，磁场的强弱，磁场中通电导线的长度L 等.应该用控制变量法进行探究.我们通过教材85页3-2-1的实验来探究.N三、探究影响安培力的因素探究一：磁场强弱不变，处于磁场中的导线长度L 不变的情况下，探究安培力F 与电流I 之间的关系.一）、 电流方向与磁场方向平行时在接通电路前，弹簧测力计的读数等于导线框的重力，即0F mg =，接通电路后，无论如何调节滑动变阻器改变电流，弹簧测力计的读数始终等于导线框的重力.结论：电流方向与磁场方向平行时，通电导线不受安培力；二）、 电流方向与磁场方向垂直时1、 保持导线框的竖直边在磁场区外.2、 在接通电路前，弹簧测力计的读数等于导线框的重力，即0F mg =3、 接通电路后，调节滑动变阻器使电流表的读数为1I ，记录此时弹簧测力计的读数为1F ，10F F -就是导线框受到的安培力. 4、 继续调节滑动变阻器使电流表的读数为2I ，3I n I ，观察并记录弹簧测力计相应的读数为2F ，3F n F ；5、 分别计算出安培力10F F -，20F F -，30F F -0n F F -N6、 在表格中列出i I 与安培力0i F F -的对应关系结论：当通电导线与磁场方向垂直时，在磁场强弱不变，处于磁场中的导线长度L 不变的情况下，通电导线所受安培力F 安与电流I 成正比.探究二：当通电导线与磁场方向垂直时，在磁场强弱不变，电流I 大小不变的情况下，保持导线框的竖直边在磁场区外，探究安培力F 安与处于磁场中的导线长度L 之间的关系调节滑动变阻器使电流表的读数为一个合适的读数I ，记下此时测力计的读数并算出此时的安培力为0I F F -；紧挨着蹄形磁铁再并排放上一个相同的蹄形磁铁（相同极性在同一侧），这就使得处于磁场中的导线长度为原来的2倍，记下此时测力计的读数并算出此时的安培力为0II F F -；使处于磁场中的导线长度为原来的3倍，记下测力计的读数并算出相应的安培力为0III F F -.N结论：当通电导线与磁场方向垂直时，在磁场强弱不变，电流I 大小不变的情况下，通电导线所受安培力F 安与处于磁场中的导线长度L 成正比.探究三：当通电导线与磁场方向垂直时，在电流I 大小不变，处于磁场中的导线长度L 不变的情况下，保持导线框的竖直边在磁场区外，探究安培力F 安与磁场强弱的关系.用充磁机对蹄形磁铁进行充磁，重新试验，磁场越强时，导线框受到的安培力越大 结论：当通电导线与磁场方向垂直时，在电流I 大小不变，处于磁场中的导线长度L 不变的情况下，通电导线所受安培力F 安与磁场强弱正相N'N 'S0F关.总结：精确的实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，与处于磁场中的导线长度L和电流通电导线所受安培力F安大小I成正比，即F I L∝⋅，比列系数用符号B表示,其大小与导线所在位置的磁场强弱有关，磁场越强，比列系数B越大.四、安培力的定性认识1、安培力：磁场对通电导线的磁场力.安培：法国物理学家（1775~1836）2、表达式：F B I L=⋅⋅，比列系数B是一个与磁场强弱有关的物理量，磁场越强，B越大.3、方向：1）、左手定则：伸开左手，使大拇指更其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让（原磁场的）磁感线穿入手心，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在磁场中所受安培力的方向.举一些例子以巩固左手定则：2）、安培力方向的特点：安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直；也就是说，安培力的方向总是垂直于磁场方向和通电导线所在的平面.3）、左手定则的推论：磁场方向和电流方向以及安培力方向三个方向中，保持一个方向不变，改变第二个方向，则第三个方向必然相反；改变三个方向中的任意两个，第三个方向不变.4、 安培力是性质力.以后对物体做受力分析时，要注意考虑物体是否受到安培力.5、 安培力的等效作用点：导体的中间位置活动：分析平行电流之间安培力结论：平行同向电流相互吸引，平行反向电流相互排斥.五、安培力的运用1、 直流电动机的工作原理：如图3-2-6所示（结合88页图3-2-11、图3-2-9进行说明）2、 磁电式电流表（结合88页图3-2-10进行说明）1）、 工作原理 （1）、 没有电流流过线圈时，两根绕向相反的螺旋弹簧使指针停在零点，指针的零点位置可以通过机械调零旋钮来调节.（2）、 线圈中有电流时，安培力使线圈旋转的效果与螺旋F B弹簧阻碍线圈旋转的效果抵消，指针指在一个确定位置.2）、 工作特点：指针偏角与电流成正比，即I θ∝3）、 指针偏转方向与电流流向之间的关系：“0”刻度在刻度盘正中间的电流表，没有正负极之分，电流从那一侧进，指针就往哪一侧偏转，如图所示. “0”刻度在刻度盘最左端的电流表，有正负极之分，电流只能从正极进入，指针只能向右偏转.4）、 磁电式电流表性能的优缺点：（1）、 优点：灵敏度高，可以测出很小的电流；（2）、 缺点：对过载很敏感，容易被烧毁.第三节 磁感应强度 磁通量巨大的电磁铁能够吸起成吨的钢铁，小的磁铁只能吸起小铁钉.这些现象说明了磁场不仅有方向性还有强弱的不同，引入一个什么样的物理量来定量地描述磁场的强弱呢？电场对其中的电荷有电场力的作用，研究电场强弱的时候，我们从分析电荷在电场中的受力情况着手，找到了定量表示电场强弱的物理量——电场强度.类似地，磁场对处于其中的通电导线有安培力，大小与电流I 成正比，而且电流大小容易测量.所以，研究磁场的强弱，我们可以从分析通电导线在磁场中的安培力着手，找出定量描述磁场强弱的物理量.为了研究空间中某一点磁场的强弱，引入的通电直导线应该足够短，为了使通电直导线产生的磁场不对要研究的磁场产生大的影响，通电直导线中的电流应足够小，满足这两个条件的通电直导线叫做试探电流或者电流元.一、（了解）电流元：长度足够短，电流足够小的通电直导线.在89页图3-3-1的磁场中，在各点放入电流元，得出安培力F 、电流I 的大小，电流元的长度L 等物理量的具体数值.对这些数值分析后发现，在磁场中某一点（如B 点），无论怎样改变电流I 和导线长度L ，安培力与电流和导线长度乘积的比值2222B F F F B I L I L I L ===⋅⋅⋅是一个定值，与导线长度L 、电流I 的大小无关；而在磁场中的不同点（A 、B 、C 点），安培力与电流和导线长度乘积的比值不相等3A F B I L =⋅，B FB I L =⋅，0.5C F B I L =⋅，说明该比值只由磁场本身确定，比值越大的点，磁场对同一电流元的安培力越大，反映了该点的磁场越强.所以该比值能反映磁场中某点磁场的强弱，描述了磁场在力方面的性质.在物理学中，该比值叫做磁感应强度，用符号B 表示.二、磁感应强度1、 定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，所受的安培力F 跟电流I 和处于磁场中的导线长度L 的乘积IL 的比值叫做磁感应强度.这个物理量之所以叫做磁感应强度，而没有叫做磁场强度，是由于历史上“磁场强度”这一物理量更早由H 表示了.2、 定义式：F B I L=⋅ 3、 物理意义：反映磁场强弱和方向的物理量，表征了磁场在力方面的性质.4、 决定因素：由磁场本身和研究点的位置决定，与电流元和安培力无关.5、 性质：矢量1）、 大小：可以由定义式确定2）、 方向：该点的磁场方向（小磁针北极受到磁场力的方向；小磁针静止时北极所指的方向；磁感线的切线方向.）3）、 表示：有向线段表示，线段长度表示大小，箭头指向表示方向.4）、 磁感应强度的合成与分解（如同电场强度的合成与分解）（1）、 方法：平行四边形定则.（2）、 空间中某一点的实际磁感应强度等于各磁场单独在该点的磁感应强度的矢量和.6、 单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T ，特斯拉是一个较大的单位.由11N T A m=得1T 的定义：通有1A 电流的1m 长的导线，在与电流垂直的磁场中受到的安培力如果为1N ，则该磁场的磁感应强度为1T.通过表3-3-1了解一些磁场的磁感应强度的大小7、 磁场的简单分类：1）、 匀强磁场：磁感应强度B 的大小和方向处处相同的磁场.2）、 非匀强磁场：磁感应强度B 的大小或方向并不处处相同的磁场.在非匀强磁场中，当通电导线很短时，仍然可以用F B IL=来定义某点的磁感应强度. 三、安培力的定量计算1、 物理量介绍：L ：磁场中通电导线（不一定为直导线）的有效长度，根据微元法可知其大小为连接磁I I ⇒L场中通电导线两端的线段长度.2、 大小计算：1）、 在通电导线与磁场方向垂直的前提下（1）、 在匀强磁场中，F B I L =⋅⋅；（2）、 在非匀强磁场中，F B I L =⋅⋅仅适用于一段很短的导线，因为导线很短时，它所在区域各点磁感应强度的变化很小，可以近似认为磁场是均匀的.2）、 在通电导线与磁场方向不垂直且磁场为匀强磁场的前提下际磁（1）、 分解磁场：F B IL ⊥=，B ⊥为实感应强B 在与电流垂直方向上的分量. （2）、 形式上分解导线长度：场垂F BIL ⊥=，L ⊥为导线的有效长度在与磁直方向上的分量.3、 安培力大小的范围当θ为通电导线的有效长度与磁感应强度B 之间的夹角时：sin F ILB θ=1）、 当电流与磁场方向平行时，即000180θθ==或，安培力为零；2）、 当电流与磁场的方向垂直时，即090θ=，安培力最大max F B I L =⋅⋅；B3）、 当电流与磁场方向斜交时，即00009090180θθ<<<<或，安培力间于零和最大值(max F B I L =⋅⋅)之间.4、 安培力方向的特点：安培力垂直于磁感应强度和通电导线所在的平面，但磁感应强度不一定与通电导线的方向垂直. 四、教材上的例题：五、 通电导体在安培力作用下的运动.Notice ：在画截面图的时候，选择的视角要能看到研究对象的全貌.1、 电流元受力分析法：即把整段电流等效为多个电流元，先用左手定则判断出每个电流元所受安培力方向，进而判断整段电流所受安培力的合力方向，最后确定运动方向.例题、蹄形磁铁正上方有一根通有水平向右电流的直导线（不计重力）.求导线在安培力作用下的运动情况.解答：从上往下看，一边逆时针旋转，一边向蹄形磁铁靠拢2、 特殊位置分析法：把电流或磁体旋转一个特定角度（通常为090）到便于分析的特殊位置后再判断所受培力方向，进而确定运动方向. 例题、竖直放置的直导线AB 与导电圆环的平面垂直且隔有BN S I 1I 2一小段距离，直导线固定，圆环可以自由运动，但通以如图所示方向的电流时（同时通电），从左向右看，线圈将（C ）A 、 顺时针转动，同时靠近直导线ABB 、 顺时针转动，同时离开直导线ABC 、 逆时针转动，同时靠近直导线ABD 、 不动解答：以最外侧和最里侧的电流元为研究对象，分析它们受到的安培力，它们使线圈从左往右看逆时针旋转.假设线圈转过900时，以最左侧和最右侧的电流元为研究对象，分析它们受到的安培力，它们使线圈向左运动.线圈从开始旋转到转过900的过程中，4个电流元同时受到安培力，故从左往右看，线圈一边逆时针旋转，一边靠近直导线AB.3、 等效分析法：条形磁铁、环形电流、通电螺线管的磁场在一定条件下可以相互等效.例题：如图所示，在条形永磁体右边有一闭合铝圆环，当圆环通过如图所示的电流时，受到永磁铁磁场力方向是？解答：铝圆环有缩小的趋势，水平向右运动.4、 推论分析法：（１）、两直线电流相互平行时无转动趋势，方向相同时相互吸引，方向相反时相互排斥；（２）、两直线电流不平行时有转动到相互平行且方向相同的趋势.例题、如图所示，导线ａｂ固定，导线ｃｄ与ａｂ垂直且与ａｂ相隔一段距离，ｃｄ可以自由移动，试分析ｃｄ运动情况.解答：一边顺时针旋转，一边向ab 靠拢.5、 牛顿第三定律法：例题：如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以由外向内的电流时（A ）A 、 磁铁受到向左的摩擦力，磁铁对桌面的压力减小B 、 磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力减小C 、 磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大D 、 磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变分析与解答：画出长直导线所在位置的磁感线，由左手定则判断出磁铁磁场对长直导线的安培力斜向左下，由牛顿第三定律判断出长直导线对磁铁的反作用力斜向右上，磁铁处于平衡状态，磁铁受到桌面施加的水平向左的摩擦力和竖直向上的支持力，根据牛顿第三定律，磁铁对桌面的压力大于重力.ａ b ｃ d。

2020--2021人教物理选修3—1第三章磁场含解析人教选修3—1第三章磁场1、如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极附近的磁极上方，那么小磁针的N极将()A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下2、磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙星体，小到电子、质子等微观粒子，几乎都会有磁性，地球就是一个巨大的磁体。

在一些生物体内也会含有微量磁性物质，鸽子就是利用这种体内外磁性的相互作用来辨别方向的。

若在鸽子身上绑一块永久磁铁，且其产生的磁场比附近的地磁场强的多，则在长距离飞行中()A．鸽子仍能如平时一样辨别方向B．鸽子会比平时更容易的辨别方向C．鸽子会迷失方向D．不能确定鸽子是否会迷失方向3、磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是()A．NA·mB．N·AmC．N·Am2D．NA·m24、如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。

a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN 的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。

关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同5、(双选)关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法正确的是()A．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同B．该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等C．使线圈平面始终与磁感线平行D．该磁场中距轴线等距离处的磁感应强度大小都相等6、有一个通入交变电流的螺线管如图所示，当电子以速度v沿着螺线管的轴线方向飞入螺线管后，它的运动情况将是()A．做匀速直线运动B．做匀加速直线运动C．做匀减速直线运动D．做往复的周期运动7、在直角坐标系xOy的第一象限内，存在一垂直于xOy平面、磁感应强度大小为2 T的匀强磁场，如图所示，一带电粒子(重力不计)在x轴上的A点沿着y轴正方向以大小为2 m/s的速度射入第一象限，并从y轴上的B点穿出。

磁场复习学案姓名班级主题内容要求考点磁场及描述1．电流的磁场Ⅰ2．磁感应强度，磁感线，地磁场Ⅱ3．磁性材料，分子电流假说Ⅰ磁场对电流的作用力4．磁场对通电直导线的作用，安培力，左手定则Ⅱ5．磁电式电表原理Ⅰ磁场对运动电荷的作用力6．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Ⅱ7．质谱仪，回旋加速器Ⅰ重点本章的重点是：描述磁场特性的基本物理量——磁感应强度，表达磁场对电流和运动电荷作用规律的基本公式和基本定则——安培力公式、洛伦兹力公式和左手定则．难点本章的难点是：磁感应强度的定义、洛伦兹力公式的导出、带电粒子在匀强磁场中的运动以及带电粒子在复合场中运动问题的分析方法等等，是教学中的难点，在教学中要十分注意讨论问题的逻辑和思想方法．热点纵观近几年高考，涉及本章知识点的题目年年都有，考查次数最多的是与洛伦兹力有关的带电粒子在匀强磁场或复合场中的运动，其次是与安培力有关的通电导体在磁场中的加速或平衡问题．一、磁现象天然磁石和人造磁铁都叫做永磁体，它们能吸引铁质物体的性质-叫磁性．如磁铁能吸引铁屑、铁钉等物质．磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极．能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫做南极(S极)，指北的磁极叫做北极(N极)．自然界中的磁体总存在着两个磁极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．二、电流的磁效应丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的磁效应．著名的奥斯特实验是把导线沿南北方向放置在指南的磁针上方，通电时磁针转动．三、磁场磁体与磁体之间、磁体与通电导线之间，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．磁体的周围、电流的周围存在磁场．四、地球的磁场地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指向南北，其间有一个夹角，这就是地磁偏角，简称磁偏角．一、磁感应强度的意义描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量．二、磁感应强度的方向1．磁感应强度的定义：描述磁场强弱的物理量．2．磁感应强度的方向：小磁针静止时N 所指的方向规定为该点的磁感应强度方向，简称为磁场方向．3．磁感应强度是矢量．三、磁感应强度的大小1．电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元．2．定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度，用B来表示．3．定义式：B＝F IL．单位：特斯拉，简称特，符号是T ．1 T＝1N A·m．一、磁感线1．在磁场中画出的一些曲线，曲线上每一点的切线都跟这点的磁感应强度的方向一致．2．在磁体的两极附近，磁场较强，磁感线较密．二、几种常见的磁场1．直线电流的磁场(1)磁感线是围绕电流的一圈圈的外疏内密的同心圆．(2)判断方法：磁感线的方向可以用安培定制（右手螺旋定则）确定．(3)安培定则：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致，弯曲四指所指的方向就是磁感线环绕的方向．2．环形电流和通电螺线管的磁场环形电流安培定则的用法：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向．三、安培分子电流假说1．内容：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 ．如图甲所示．2．对有关磁现象的解释(1)磁化：软铁棒未被磁化前，内部分子电流取向 杂乱无章 ，磁场相互抵消，对外界不显磁性，在外界磁铁的磁化下，内部各分子电流 取向一致 ，形成磁极．如图乙所示．(2)失磁：由于激烈的分子热运动或机械运动使分子电流取向变得 杂乱无章 的结果． 四、匀强磁场1．定义：磁感应强度的 大小 、 方向 处处相同的磁场． 2．磁感线特点：匀强磁场的磁感线是一些 间隔相同的平行 直线． 五、磁通量1．定义：设在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S ，则B 与S 的乘积叫做穿过这个面积的 磁通量 ，简称磁通．用字母Φ表示磁通量． 2．定义式： Φ＝BS3．单位： 韦伯 ，简称韦 ，符号Wb ,1 Wb ＝1 T·m 2 ．比较项目磁感线电场线相 似 点意义形象地描述磁场方向和相对强弱而假想的线 形象地描述电场方向和相对强弱而假想的线方向线上各点的切线方向即该点的磁场方向，是磁针N 极受力方向 线上各点的切线方向即该点的电场方向，是正电荷受电场力的方向疏密 表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交、不中断 在空间不相交不中断不同点 是闭合曲线静电场中，电场线始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处，是不闭合的曲线一、安培力的方向1．安培力：磁场对 通电导线 的作用力． 2．方向——遵守左手定则二、几种常见的磁场的分布特点及安培定则 1．常见永磁体的磁场(如图)3．安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于__B和I 决定的平面．安培力大小的计算1．当B与I垂直时，F＝BIL．2．当B与I在同一直线上时，F＝0．电场力安培力研究对象点电荷电流元受力特点正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷相反安培力方向与磁场方向和电流方向都垂直判断方法结合电场线方向和电荷正、负判断用左手定则判断一、洛伦兹力1．概念：运动电荷在磁场中受到的力．2．洛伦兹力的方向(1)左手定则：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．(2)负电荷受力方向与正电荷受力方向相反．3．洛伦兹力的大小一般公式：F＝qvB sinθ，其中θ是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角．①当θ＝90°时，即v的方向与B的方向垂直时，F＝qvB，洛伦兹力最大．②当θ＝0°，即v的方向与B的方向平行时，F＝0，洛伦兹力最小．．洛伦兹力的作用效果特点由于洛伦兹力总是垂直于电荷运动方向，因此洛伦兹力总是不做功．它只能改变运动电荷的速度(即动量)的方向，不能改变运动电荷的速度(或动能)的大小电场力洛伦兹力作用对象静止或运动的电荷运动的电荷力的大小F电＝qE，与v无关F洛＝qvB sinα，与v有关，当B与v平行时，F洛＝0力的方向平行于电场方向同时垂直于速度方向和磁场方向对运动电荷的作用效果改变速度大小、方向，对运动电荷做功(除非初、末状态位于同一等势面)只改变运动电荷的速度方向，对运动电荷不做功一、带电粒子在匀强磁场中的运动1．实验探究(1)不加磁场时，电子束的径迹是一条直线(1)洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小，或者说洛伦兹力对带电粒子不做功．(2)沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做圆周运动．洛伦兹力方向总与速度方向垂直，正好起到了提供向心力的作用．一、速度选择器如图所示，粒子所受的电场力FE＝qE，所受的洛伦兹力FB＝qvB，则由匀速运动的条件FE＝FB可得，v＝E/B，即满足比值的粒子都沿直线通过，与粒子的正负无关．除此之外，还应注意以下两点：1．若v＞EB或v＜EB，粒子都将偏离直线运动．粒子若从右侧射入，则不可能匀速通过电磁场，这说明速度选择器不仅对粒子速度的大小有选择，而且对速度的方向也有选择．2．要想使F E与F B始终相反，应将v、B、E三者中任意两个量的方向同时改变，但不能同时改变三个或者任一个方向，否则将破坏速度选择功能．2．加速：带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得：qU ＝12m v2．①二、质谱仪1．原理图：如图所示：3．偏转：带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：Bqv ＝mv2r．②4．半径与质量关系：由①②两式可以求出粒子的半径r、质量m、比荷qm等．其中由r＝1B2mU质量变化．1．构造图：如图所示．回旋加速器的核心部件是两个 D 型盒 ．2．周期：高频交流电的周期与带电粒子在D 形盒中的运动周期 相同．粒子每经过一次加速，其轨道半径就大一些，粒子绕圆周运动的周期 不变 ． 3．最大动能：由qvB ＝mv 2r 和E K ＝12mv 2得E K ＝q 2B 2r 22m ，当r ＝R 时，有最大动能E km ＝q 2B 2R 22m (R 为D 形盒的半径)，即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q 、m 、B 、R 有关，与加速电压无关．(1)磁场的作用带电粒子以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场后，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，周期T ＝2πmqB ，由此看出其周期与速率、半径均无关，带电粒子每次进入金属盒都运动相等的时间(半个周期)后平行电场方向进入电场，(2)电场的作用回旋加速器两个半圆形金属盒之间的缝隙区域存在周期性变化的并且垂直于两金属盒正对截面的匀强电场，带电粒子经过该区域时被加速． (3)交变电压的周期为保证带电粒子每次经过缝隙时都被加速，使之能量不断提高，需在缝隙两侧加上跟带电粒子在半圆形金属盒中运动周期相同的交变电压． 三、磁流体发电机如图是磁流体发电机，其原理是：等离子体喷入磁场B ，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A 、B 板上，产生电势差．设板间距离为l ，当等离子体以速度v 匀速通过A 、B 板间时，A 、B 板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势．此时离子受力平衡：E 场q ＝Bqv ，即E 场＝Bv ，故电源电动势E ＝E 场l ＝Blv ．三、电磁流量计如图所示，一圆形导管直径为d ，用非磁性材料制成，其中可以导电的液体向左流动，导电流体中的自由电荷(正负离子)在洛伦兹力作用下横向偏转，a 、b 间出现电势差，当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a 、b 间的电势差就保持稳定，由Bqv ＝U d q ，可得v ＝U Bd ，流量Q ＝Sv ＝πd 24·U Bd ＝πdU4B．、霍尔效应如图所示，厚度为h ，宽度为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中．当电流按如图方向通过导体板时，在导体板的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U 、电流I 和B 的关系为U ＝k IBd，式中的比例系数k 称为霍尔系数．一、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的分析1．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径和周期 (1)带电粒子做匀速圆周运动的受力特征： F 洛＝F 向，即qvB ＝m v 2r ，所以轨迹半径r ＝mvqB ．(2)运动的周期：T ＝2πr v ＝2πmqB2．带电粒子在匀强磁场中做圆周(或部分圆周)运动的圆心、半径及时间的确定 (1)圆心的确定．带电粒子进入有界磁场后，其轨迹是一段圆弧，确定圆弧的圆心是解决问题的关键．在解决实际问题中，确定圆心的位置通常有如下两种方法：①已知带电粒子的入射方向和出射方向时，通过入射点和出射点作入射方向和出射方向的垂线，两条垂线的交点即粒子轨迹的圆心，如左下图所示．②已知入射方向和出射点的位置，可以通过入射点作入射方向的垂线，再做入射点和出射点连线的中垂线，两条垂线的交点就是粒子运动轨迹的圆心．如右上图所示． (2)运动半径的确定．做入射点、出射点对应的半径(或圆周上的其他点)，并作适当的辅助线建立直角三角形，利用直角三角形的边角关系结合r ＝mvqB 求解．(3)运动时间的确定．粒子在磁场中运动一周的时间为周期T ＝2πm /qB ，当粒子在有界磁场中运动的圆弧对的圆心角为α时，粒子在有界磁场中运动时间为t＝α360°T或t＝α2π公式t＝α360°T中的α以“度”为单位，公式t＝α2πT中的α以“弧度”为单位，两式中的T为粒子在无界磁场中运动的周期．由以上两式可知，带电粒子在有界磁场中运动的时间随转过的圆心角的增大而增大，与轨迹的长度无关．如图所示，带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向间的夹角φ叫做粒子的偏向角．偏向角φ等于入射点与出射点间的圆弧所对应的圆心角α，即φ＝α，如图所示．同时，入射点与出射点间的圆弧对应的圆心角α等于入射点与出射点间的弦与入射速度方向间夹角θ的2倍，即2θ＝α．3．有界磁场的径迹问题．(1)磁场边界的类型如图所示．(2)与磁场边界的关系．①刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切．②当速度v一定时，弧长(或弦长)越长，圆周角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长．③当速率v变化时，圆周角越大的，运动的时间越长．(3)有界磁场中运动的对称性．①从某一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等；②在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出．垂直电场线进入匀强电场(不计重力)垂直磁感线进入匀强磁场(不计重力)受力情况恒力F＝Eq；大小、方向不变洛伦兹力F＝Bqv；大小不变，方向随v的改变而改变运动类型类平抛运动匀速圆周运动或其一部分运动轨迹抛物线圆或圆的一部分垂直电场线进入匀强电场(不计重力)垂直磁感线进入匀强磁场(不计重力)轨迹图象求解方法处理横向偏移y 和偏转角φ要通过类平抛运动的规律求解 横向偏移y 和偏转角φ要结合圆的几何关系通过圆周运动的讨论求解 决电磁场问题把握三点：(1)明确电磁场偏转知识及磁场中做圆周运动的对称性知识； (2)画轨迹示意图，明确运动性质； (3)注意两个场中运动的联系．例一、在平面直角坐标xOy 中，第Ⅰ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B ．一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子从y 轴正半轴上的M 点以速度v 0垂直于y 轴射入电场，经x 轴上的N 点与x 轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y 轴负半轴上的P 点垂直于y 轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求(1)M 、N 两点间的电势差UMN ；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r ； (3)粒子从M 点运动到P 点的总时间t ．如图1所示，套在很长的绝缘直棒上带电的小球，其质量为m 、带电荷量为Q ，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放在匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E ，磁感应强度是B ，小球与棒的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和最大速度．【答案】(1)3m v 22q(2)2m v 0qB(3)(33＋2π)m3qB答案：a max ＝g v max ＝mg ＋μQEμQB。

普通高中课程标准实验教科书—物理选修3－1[人教版]第三章磁场全章概述本章的内容，特别是对磁场性质的定量描述，是以后学习电磁学的基础。

本章的内容按照这样的线索展开。

磁场的性质——磁场性质的定性和定量描述——磁场对电流和运动电荷的作用——安培力和洛伦兹力的应用。

本章的重点内容是磁感应强度、磁场对电流的作用和磁场对运动电荷的作用。

磁感应强度描述了磁场的性质，它比较抽象，同时也是学习中的一个难点。

掌握左手定则，熟练掌握安培力和洛伦兹力方向的判断以及安培力和洛伦兹力的计算，这是学好后续课程的基础。

由于高中阶段有关磁场的知识大都是通过分析、逻辑推理和理论推导得出的结论，抽象思维上的难度比较大；而电流（运动电荷）方向，磁感应强度方向及磁场对电流（运动电荷）作用力的方向分布在三维空间，这就要求大家要具备较强的空间想象能力。

因此，除了掌握重点知识，突破难点知识，还要在学习的过程中自觉地提高自己的抽象思维能力、逻辑推理能力和空间想象能力。

新课标要求1、列举磁现象在生活、生产中的应用。

了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。

关注与磁相关的现代技术发展。

例1 观察计算机磁盘驱动器的结构，大致了解其工作原理。

2、了解磁场，知道磁感应强度和磁通量。

会用磁感线描述磁场。

例2 了解地磁场的分布、变化，以及对人类生活的影响。

3、会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。

4、通过实验，认识安培力。

会判断安培力的方向。

会计算匀强磁场中安培力的大小。

例3 利用电流天平或其他简易装置，测量或比较磁场力。

例4 了解磁电式电表的结构和工作原理。

5、通过实验，认识洛仑兹力。

会判断洛仑兹力的方向，会计算洛仑兹力的大小。

了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。

例5 观察阴极射线在磁场中的偏转。

例6 了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。

6、认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。

新课程学习3.1 磁现象和磁场★新课标要求（一）知识与技能1、列举磁现象在生活、生产中的应用。

〔情景切入〕我们的祖先在磁现象的发现及应用方面写下了灿烂的一页。

早在战国时期就有“慈石召铁”的记载，讲的是天然磁石对铁块的吸引。

指南针是我国古代的四大发明之一，对世界文明有重大影响。

磁到底是什么？指南针为什么能指明方向？磁对人类有什么作用？这一章我们就来探究磁的奥秘。

〔知识导航〕本章研究有关磁场的产生、描述及磁场对电流和运动电荷作用的知识，安培力、洛伦兹力是磁场性质的具体体现，磁电式电流表、质谱仪和回旋加速器是安培力和洛伦兹力的具体应用。

本章在知识结构上可以分为三个单元：1～3节是第一单元，这个单元主要学习磁场基本知识、描述磁场力的性质的物理量——磁感应强度、用磁感线对几种常见磁场进行描述；第4节是第二单元，主要学习电流在磁场中受到的安培力大小的表达，和安培力方向的判断方法——左手定则，同时还有与电流受力有关的电流表的组成和工作原理。

5～6节是第三单元，主要讨论磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力的大小和方向，了解电视机显像管的工作原理。

本章学习的重点：磁感应强度的概念，磁现象的电本质；磁场对电流的作用力—安培力；磁场对运动电荷的作用力—洛伦兹力。

本章难点：带电粒子在磁场中运动的基本规律以及带电粒子在电场、磁场、重力场中的运动规律的综合应用。

〔学法指导〕1．本章的学习可以通过与前面学过的电场类比从而更好地理解，例如磁场与电场类比，磁感应强度与电场强度类比，磁感线与电场线类比，安培力、洛伦兹力与电场力类比等。

2．要注意培养空间想象能力。

磁感应强度、电流、安培力和洛伦兹力分布在一个立体空间，在头脑中对它们的方向构成的立体关系要清晰，层次分明，并且还要根据需要转化为平面内的关系。

3．要分清左右手的用法。

用左手判断安培力的方向，洛伦兹力的方向，用右手判断电流方向，还要注意研究正负粒子在磁场中运动的问题时，四个手指指向的区别。

4．善于利用几何关系。

带电粒子的圆周运动，关键是确定圆周的圆心，再利用洛伦兹力提供向心力这一条件，确定圆周运动的半径和周期，再进一步确定运动时间、偏转角度等物理量。

选修3-1第三章3.4 磁场对通电导线的作用力课前预习学案一、预习目标1、知道什么是安培力，写出安培力公式2、知道左手定则的内容3、了解磁电式电流表的工作原理。

二、预习内容1．磁场对的作用力通常称为安培力。

2．磁场方向的通电直导线，受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长作用力；导线短，作用力。

用公式表示为。

3．如果磁场方向与电流方向夹角为θ时，安培力的大小，方向仍可用定则判定。

4．左手定则：让磁感线垂直穿入，四指指向方向，拇指所指的方向。

5．在磁电式电流表中，蹄形磁铁和铁心间的磁场是的。

三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。

2、掌握洛伦兹力大小的推理过程。

3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。

4、了解电视机显像管的工作原理。

二、学习过程例1．如图2所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（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，同时上升解答：两个磁极对电流的安培力方向不同，把电流分为两部分，左半部分受力方向向外，右半部分受力向里。

从上往下看，通电导线图2将沿着逆时针方向转动。

当导线转到垂直于纸面的方向时，电流受力向下，导线将向下运动。

所以C选项正确。

例2．如图4所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。

当金属杆中通有方向a→b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T。

当金属杆通有方向b→a的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T。

求磁场的磁感应强度B的大小。

例3．如图5两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 ． 边吸引边转动解答：两个线圈内的电流产生的磁场方向相同，互相吸引。

人教版高中物理选修3-1 全册导学案目录1.1电荷守恒定律1.2 库仑定律1.3 电场强度1.4 电势能和电势1.5 电势差1.6 电势差与场强的关系1.7 静电现象的应用1.8 电容器的电容1.9 带电粒子的运动2.10实验：测定电池的电动势和内阻2.11简单的逻辑电路2.1电源和电流2.2电动势2.3欧姆定律2.4串并联2.5焦耳定律2.6导体的电阻2.7闭合电路的欧姆定律2.8多用电表的原理2.9实验：练习使用多用电表3.1、3.2磁场磁感应强度3.3几种常见的磁场3.4通电导线在磁场中受到的力3.5运动电荷在磁场中受到的力3.6带电粒子在匀强磁场中的运动1.1 《电荷及其守恒定律》导学案【学习目标】1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念。

2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开。

3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开。

4．知道电荷守恒定律。

5．知道什么是元电荷。

【重点难点】利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。

【学法指导】认真阅读教材，观察实验，体会起电的方式和实质，体会电荷守恒定律的内涵【知识链接】1、初中学过自然界有几种电荷，两种电荷是怎样定义的？它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？2、电荷的基本性质是什么呢？【学习过程】一．电荷1.电荷的种类：自然界中有_________种电荷①.用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷，叫_________电荷；②.用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷，叫_______电荷。

2.电荷间相互作用的规律：同种电荷相互____________，异种电荷相互_________。

二．使物体带电的三种方法问题一：思考a：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？物质的微观结构是怎样的？思考b：什么是摩擦起电，为什么摩擦能够使物体带电呢？实质是什么呢？（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释（原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子。