基本概念 安培力

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时间:2018-10-28

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1、第十一章磁场考纲要求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Ⅰ4、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Ⅰ6、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知识网络:本章在介绍了磁现象的电本质的基础上,主要讨论了磁场的描述方法(16定义了磁感应强度、磁通量等概念,引入了磁感线这个工具)和磁场产生的作用(对电流的安培力作用,对通电线圈的磁力矩作用和对运动电荷的洛仑兹力作用)及相关问题。其中磁感应强度、磁通量是电磁学的基本概念,应认真理解;载流导体在磁场中的平衡、加速运动,带电粒子在洛仑兹力

2、作用下的圆周运动等内容应熟练掌握;常见磁体周围磁感线的空间分布观念的建立,常是解决有关问题的关键,应注意这方面的训练。单元切块:按照考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即:基本概念安培力;洛伦兹力带电粒子在磁场中的运动;带电粒子在复合场中的运动。其中重点是对安培力、洛伦兹力的理解、熟练解决通电直导线在复合场中的平衡和运动问题、带电粒子在复合场中的运动问题。难点是带电粒子在复合场中的运动问题。知识点、能力点提示1.通过有关磁场知识的归纳,使学生对磁场有较全面的认识,并在此基础上理解磁现象电本质;2.介绍磁性材料及其运用,扩大学生的知识面,培养联系实际的能力;3.磁感应强度B的引入,

3、体会科学探究方法;通过安培力的知识,理解电流表的工作原理;通过安培力的公式F=IlBsinθ的分析推理,开阔学生思路,培养学生思维能力;通过安培力在电流表中的应用,培养学生运用所学知识解决实际问题的意识和能力;4.通过洛仑兹力的引入,培养学生的逻辑推理能力;5.通过带电粒子在磁场中运动及回旋加速器的介绍,调动学生思考的积极性及思维习惯的培养,并开阔思路。§1基本概念安培力教学目标:1.掌握电流的磁场、安培定则;了解磁性材料,分子电流假说2.掌握磁感应强度,磁感线,知道地磁场的特点3.掌握磁场对通电直导线的作用,安培力,左手定则4.了解磁电式电表的工作原理5.能够分析计算通电直导线

4、在复合场中的平衡和运动问题。16教学重点:磁场对通电直导线的作用,安培力教学难点:通电直导线在复合场中的平衡和运动问题教学方法:讲练结合,计算机辅助教学教学过程:一、基本概念1.磁场的产生⑴磁极周围有磁场。⑵电流周围有磁场(奥斯特)。安培提出分子电流假说(又叫磁性起源假说),认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。(但这并不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的,因为麦克斯韦发现变化的电场也能产生磁场。)⑶变化的电场在周围空间产生磁场。2.磁场的基本性质磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用;对电流只是可能有力的作用,当电流和磁感线平行时不受磁场力作

5、用)。这一点应该跟电场的基本性质相比较。3.磁场力的方向的判定磁极和电流之间的相互作用力(包括磁极与磁极、电流与电流、磁极与电流),都是运动电荷之间通过磁场发生的相互作用。因此在分析磁极和电流间的各种相互作用力的方向时,不要再沿用初中学过的“同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引”的结论(该结论只有在一个磁体在另一个磁体外部时才正确),而应该用更加普遍适用的:“同向电流互相吸引,反向电流互相排斥”,或用左手定则判定。4.磁感线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向,也就是在该点小磁针静止时N极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。⑵

6、磁感线是封闭曲线(和静电场的电场线不同)。16⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线:地球磁场通电直导线周围磁场通电环行导线周围磁场⑷安培定则(右手螺旋定则):对直导线,四指指磁感线方向;对环行电流,大拇指指中心轴线上的磁感线方向;对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。5.磁感应强度(条件是匀强磁场中,或ΔL很小,并且L⊥B)。磁感应强度是矢量。单位是特斯拉,符号为T,1T=1N/(Am)=1kg/(As2)6.磁通量如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,其面积为S,则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量,用Φ表示。Φ是标量,但是有方向(进该面或出该面)。单位

7、为韦伯,符号为Wb。1Wb=1Tm2=1Vs=1kgm2/(As2)。可以认为穿过某个面的磁感线条数就是磁通量。在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下,B=Φ/S,所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中,当B与S的夹角为α时,有Φ=BSsinα。二、安培力(磁场对电流的作用力)161.安培力方向的判定⑴用左手定则。⑵用“同性相斥,异性相吸”(只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时)。⑶用“同向电流相吸,反向电流相斥”(反映了磁现象的电本质)。可以把条形磁铁等效为长直螺线管(不要把长

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