第13章 磁力
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磁场磁感线【教学目标】1.列举磁现象在生活、生产中的应用,了解磁现象。
2.知道奥斯特的实验—通电导线周围存在磁场。
3.知道常见的几种磁场的特点。
4.掌握安培定则,会用安培定则判断磁场的方向。
【教学重难点】掌握安培定则,会用安培定则判断磁场的方向。
【教学过程】一、复习提问、新课导入教师:我国古代对磁最早的应用是什么?日常生活中有哪些是磁知识的运用?一起回顾初中九年级的知识:1.磁性:把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。
2.磁体:具有磁性的物体叫磁体。
3.磁极:磁体中磁性最强的区域。
规定:小磁针静止时指南的磁极叫南极,指北的磁极叫北极。
4.磁化:一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫做磁化。
5.消磁:当磁化后的材料,受到了外来的能量的影响,比如加热、冲击,其中的各磁畴的磁矩方向会变得不一致,磁性就会减弱或消失,此过程称为消磁。
6.磁性材料:(1)软磁体:电磁铁(2)硬磁体(永久磁体):条形磁铁7.磁体间的相互作用:同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。
我们发现电和磁现象有相似之处电现象磁现象自然界中存在磁体上存在正电荷和负电荷南极和北极同种电荷相互排斥同名磁极相互排斥异种电荷相互吸引异名磁极相互吸引教师列举事例:1731 年,一英国商人发现雷击后的刀叉竟具有了磁性。
1751 年,富兰克林发现莱顿瓶放电可使缝衣针磁化。
提问:电现象和磁现象间的相似是偶然的吗?那些磁化现象又说明了什么呢?电现象和磁现象存在某种联系吗?引出本节课的知识。
二、新课教学(一)电和磁的联系1.磁场磁体周围空间存在的一种特殊物质问题:是否只有磁铁周围才存在磁场?引导学生进行实验一。
实验一:电流对磁体的作用(奥斯特实验)通电时小磁针会发生偏转。
断电时小磁针转回到指南北的方向。
说明:通电直导线周围存在磁场。
通电电流方向相反,小磁针偏转方向也相反。
说明:磁场方向与电流方向有关。
问题:电流对磁体是通过什么作用的呢?学生回答:磁场。
第13章 磁 力13.1 某一粒子的质量为0.5 g ,带有2.5×10-8C的电荷。
这一粒子获得一初始水平速度6.0×104m/s ,若利用磁场使这粒子仍沿水平方向运动,则应加的磁场的磁感应强度的大小和方向各如何?解:粒子仍沿水平方向运动时,它受的重力应被磁力平衡,即由此得此磁场方向应垂直于速度,水平向左。
13.2 如图13-1,一电子经过A 点时,具有速率v0=1×107m/s 。
(1)欲使这电子沿半圆自A 至C 运动,试求所需的磁场大小和方向;(2)求电子自A 运动到C所需的时间。
图13-1解:(1)对电子的圆运动用牛顿第二定律由此得(2)所需时间应为13.3 把2.0×103eV的一个正电子,射入磁感应强度B=0.1 T的匀强磁场中,其速度矢量与B成89°角,路径成螺旋线,其轴在B的方向。
试求这螺旋线运动的周期T、螺距h和半径r。
解:正电子的速率为作螺旋运动的周期为螺距为半径为13.4 估算地球磁场对电视机显像管中电子束的影响。
假设加速电势差为2.0×104V,如电子枪到屏的距离为0.2 m,试计算电子束在大小为0.5×10-4T的横向地磁场作用下约偏转多少?假定没有其他偏转磁场,这偏转是否显著?解:电子离开电子枪的速度为如图13-2所示,电子的偏转距离为此偏转比较大,但由于全画面电子束均有此偏转,故对图像无影响。
图13-213.5 北京正负电子对撞机中电子在周长为240 m的储存环中作轨道运动。
已知电子的动量是1.49×10-18kg·m/s,求偏转磁场的磁感应强度。
解:由R=mv/(eB)=p/(eB)可得13.6 蟹状星云中电子的动量可达10-16kg·m/s,星云中磁场约为10-8T,这些电子的回转半径多大?如果这些电子落到星云中心的中子星表面附近,该处磁场约为108T,它们的回转半径又是多少?解:13.7 在一汽泡室中,磁场为20 T,一高能质子垂直于磁场飞过时留下一半径为3.5 m的圆弧径迹。