物理選修1-12.2電流的磁場(chǎng)

1、指南針與遠(yuǎn)洋航海指南針與遠(yuǎn)洋航海鄭和下西洋鄭和下西洋歐洲人的遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)歐洲人的遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁感線磁感線磁感線與電場(chǎng)線異同磁感線與電場(chǎng)線異同磁性的地球磁性的地球地磁場(chǎng)地磁場(chǎng)磁偏角磁偏角知識(shí)回顧知識(shí)回顧導(dǎo)入新課磁懸浮列車磁懸浮列車 上海的磁懸浮列車上海的磁懸浮列車是全球唯一的一條商業(yè)是全球唯一的一條商業(yè)運(yùn)營磁懸浮列車運(yùn)營磁懸浮列車 。能自動(dòng)關(guān)門的能自動(dòng)關(guān)門的冰箱通常中鉸鏈有冰箱通常中鉸鏈有一定的傾斜度，或一定的傾斜度，或者有一個(gè)叫做自動(dòng)者有一個(gè)叫做自動(dòng)關(guān)門扣及其托架的關(guān)門扣及其托架的裝置，加上門封磁裝置，加上門封磁條的吸力門體在一條的吸力門體在一定的角度就會(huì)自動(dòng)定的角度就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。關(guān)閉

2、。 普通的水雷或者地雷只能在接觸目標(biāo)時(shí)爆炸，普通的水雷或者地雷只能在接觸目標(biāo)時(shí)爆炸，因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性傳感器，由于坦克或者軍艦都是鋼鐵制造的，在傳感器，由于坦克或者軍艦都是鋼鐵制造的，在它們接近（無須接觸目標(biāo)）時(shí)，傳感器就可以探它們接近（無須接觸目標(biāo)）時(shí)，傳感器就可以探測(cè)到磁場(chǎng)的變化使水雷或地雷爆炸，提高了殺傷測(cè)到磁場(chǎng)的變化使水雷或地雷爆炸，提高了殺傷力。力。 帶電體和磁體有一些相似的性質(zhì)，這帶電體和磁體有一些相似的性質(zhì)，這些相似是一種巧合呢？還是它們之間存在些相似是一種巧合呢？還是它們之間存在著某些聯(lián)系呢？著某些聯(lián)系呢？ 想一

3、想想一想教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與能力知識(shí)與能力1知道什么是安培力，掌握分析安培力的知道什么是安培力，掌握分析安培力的方法。方法。2理解磁感應(yīng)強(qiáng)度理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式物理意義，知的定義式物理意義，知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉。知道用磁感線的道磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉。知道用磁感線的疏密程度可以形象地表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。疏密程度可以形象地表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 3會(huì)用會(huì)用FBIL進(jìn)行安培力的簡(jiǎn)單計(jì)算。進(jìn)行安培力的簡(jiǎn)單計(jì)算。4了解電動(dòng)機(jī)的工作原理。了解電動(dòng)機(jī)的工作原理。過程與方法過程與方法通過實(shí)驗(yàn)探究直線電流、環(huán)形電流及通通過實(shí)驗(yàn)探究直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁感線特點(diǎn)，并判斷磁場(chǎng)方向。電螺線管的

4、磁感線特點(diǎn)，并判斷磁場(chǎng)方向。 情感態(tài)度與價(jià)值觀情感態(tài)度與價(jià)值觀了解奧斯特、安培等科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究了解奧斯特、安培等科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)人們認(rèn)識(shí)電磁場(chǎng)現(xiàn)象所引起的重要作用。對(duì)人們認(rèn)識(shí)電磁場(chǎng)現(xiàn)象所引起的重要作用。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn)1直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)特點(diǎn)。磁場(chǎng)特點(diǎn)。2磁感線方向的判斷。磁感線方向的判斷。3安培定則。安培定則。難點(diǎn)難點(diǎn)1磁感線方向的判斷。磁感線方向的判斷。2安培定則。安培定則。本章導(dǎo)航一電流的磁效應(yīng)一電流的磁效應(yīng)二電流磁場(chǎng)的方向二電流磁場(chǎng)的方向一電流的磁效應(yīng)一電流的磁效應(yīng)我們知道，靜止的電荷只能產(chǎn)生電場(chǎng)，不我們知道，靜止的電荷只能產(chǎn)生電

5、場(chǎng)，不能產(chǎn)生磁場(chǎng)。那么運(yùn)動(dòng)的電荷，也就是電流，能產(chǎn)生磁場(chǎng)。那么運(yùn)動(dòng)的電荷，也就是電流，能不能產(chǎn)生磁場(chǎng)呢？能不能產(chǎn)生磁場(chǎng)呢？18世紀(jì)，一些有趣的現(xiàn)象已經(jīng)引起了科學(xué)世紀(jì)，一些有趣的現(xiàn)象已經(jīng)引起了科學(xué)家的注意。一名英國商人發(fā)現(xiàn)，雷電過后，他家的注意。一名英國商人發(fā)現(xiàn)，雷電過后，他的一箱新刀叉竟有了磁性。的一箱新刀叉竟有了磁性。富蘭克林也在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在萊頓瓶放電富蘭克林也在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在萊頓瓶放電后，附近的縫衣針被磁化了。后，附近的縫衣針被磁化了。1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)：把一根導(dǎo)線平行地年，奧斯特發(fā)現(xiàn)：把一根導(dǎo)線平行地放在磁針的上方，給導(dǎo)線通電時(shí)，磁針發(fā)生了放在磁針的上方，給導(dǎo)線通電時(shí)，磁針發(fā)生了偏

6、轉(zhuǎn)，就好像磁針受到磁鐵的作用一樣。這說偏轉(zhuǎn)，就好像磁針受到磁鐵的作用一樣。這說明不僅磁鐵能產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)，明不僅磁鐵能產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)現(xiàn)象稱為這個(gè)現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng)。丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)的丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流磁效應(yīng)，是科學(xué)史上的重大電流磁效應(yīng)，是科學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)。揭開了物理學(xué)史上的一個(gè)新揭開了物理學(xué)史上的一個(gè)新紀(jì)元。紀(jì)元。奧斯特不只是一位著名的物奧斯特不只是一位著名的物理學(xué)家，還是一位優(yōu)秀的教師。理學(xué)家，還是一位優(yōu)秀的教師。他的講課有表演，有分析。他非他的講課有表演，有分析。他非常重視實(shí)驗(yàn)，他說過常重視實(shí)驗(yàn)，他說過“我不喜歡我不喜歡那

7、種沒有實(shí)驗(yàn)的枯燥的講課，因那種沒有實(shí)驗(yàn)的枯燥的講課，因?yàn)闅w根到底，所有的科學(xué)進(jìn)展都為歸根到底，所有的科學(xué)進(jìn)展都是從實(shí)驗(yàn)開始的。是從實(shí)驗(yàn)開始的?！?奧斯特奧斯特奧斯特實(shí)驗(yàn)：奧斯特實(shí)驗(yàn)：電流周圍能產(chǎn)生磁場(chǎng)電流周圍能產(chǎn)生磁場(chǎng)奧斯特實(shí)驗(yàn)演示視頻奧斯特實(shí)驗(yàn)演示視頻演示演示1當(dāng)直導(dǎo)線通電時(shí)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？當(dāng)直導(dǎo)線通電時(shí)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？2斷電后發(fā)生什么現(xiàn)象？斷電后發(fā)生什么現(xiàn)象？3改變通電電流的方向后發(fā)生什么現(xiàn)象改變通電電流的方向后發(fā)生什么現(xiàn)象 ？通電時(shí)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。通電時(shí)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。斷電時(shí)小磁針轉(zhuǎn)回到指南北的方向。斷電時(shí)小磁針轉(zhuǎn)回到指南北的方向。通電電流方向相反，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也相反。通電電流方向相反，小

8、磁針偏轉(zhuǎn)方向也相反。結(jié)論結(jié)論1現(xiàn)象：現(xiàn)象：導(dǎo)線通電，周圍小磁針發(fā)導(dǎo)線通電，周圍小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；通電電流生偏轉(zhuǎn)；通電電流方向改變方向改變，小磁針，小磁針偏偏轉(zhuǎn)方向相反轉(zhuǎn)方向相反。 2規(guī)律：規(guī)律：（1）通電導(dǎo)線周圍）通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)；存在磁場(chǎng)；（2）磁場(chǎng)方向）磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。與電流方向有關(guān)。二電流磁場(chǎng)的方向二電流磁場(chǎng)的方向 1直線電流周圍的磁場(chǎng)直線電流周圍的磁場(chǎng)（1）演示實(shí)驗(yàn)：）演示實(shí)驗(yàn)：使直導(dǎo)線穿過一塊硬紙板，使直導(dǎo)線穿過一塊硬紙板，在硬紙板上均勻地撒一層細(xì)鐵屑，輕敲硬紙板，在硬紙板上均勻地撒一層細(xì)鐵屑，輕敲硬紙板，同時(shí)給導(dǎo)線通電。同時(shí)給導(dǎo)線通電。（2）結(jié)論：）結(jié)論：直線直線電流磁場(chǎng)

9、的磁感線是圍繞電流磁場(chǎng)的磁感線是圍繞導(dǎo)線的一些同心圓，這些同心圓內(nèi)密外疏。導(dǎo)線的一些同心圓，這些同心圓內(nèi)密外疏。（3）安培定則判斷直導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向）安培定則判斷直導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向右手握住導(dǎo)線，伸直的拇指的方向代表右手握住導(dǎo)線，伸直的拇指的方向代表電流的方向電流的方向，那么彎曲的四指所指的方向就，那么彎曲的四指所指的方向就是是磁感線的環(huán)繞方向。磁感線的環(huán)繞方向。立體圖立體圖I I縱截面圖縱截面圖橫截面圖橫截面圖 2環(huán)形電流周圍的磁場(chǎng)環(huán)形電流周圍的磁場(chǎng)（1）演示實(shí)驗(yàn)：）演示實(shí)驗(yàn)：使環(huán)形導(dǎo)線穿過一塊硬紙板，使環(huán)形導(dǎo)線穿過一塊硬紙板，在硬紙板上均勻地撒一層細(xì)鐵屑，輕敲硬紙板，同在硬紙板上均勻地撒一層細(xì)鐵

10、屑，輕敲硬紙板，同時(shí)給導(dǎo)線通電。時(shí)給導(dǎo)線通電。（2）結(jié)論：）結(jié)論：直線電流磁場(chǎng)的磁感線是圍繞導(dǎo)直線電流磁場(chǎng)的磁感線是圍繞導(dǎo)線的一些同心圓，這些同心圓內(nèi)密外疏。線的一些同心圓，這些同心圓內(nèi)密外疏。I I立體圖立體圖橫截面圖橫截面圖（3）安培定則判斷環(huán)形導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向）安培定則判斷環(huán)形導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向右手握住環(huán)形導(dǎo)線，彎曲的四指所指的右手握住環(huán)形導(dǎo)線，彎曲的四指所指的方向代表方向代表電流的方向電流的方向，拇指所指的方向就是，拇指所指的方向就是圓環(huán)中心周線上的圓環(huán)中心周線上的磁感線的方向。磁感線的方向。 3通電螺線管周圍的磁場(chǎng)通電螺線管周圍的磁場(chǎng)（1）演示實(shí)驗(yàn)：）演示實(shí)驗(yàn)：使通電螺線管穿過一塊硬紙使通

11、電螺線管穿過一塊硬紙板，在硬紙板上均勻地撒一層細(xì)鐵屑，輕敲硬紙板，板，在硬紙板上均勻地撒一層細(xì)鐵屑，輕敲硬紙板，同時(shí)給導(dǎo)線通電。同時(shí)給導(dǎo)線通電。（2）結(jié)論：）結(jié)論：直線電流磁場(chǎng)的磁感線是圍繞導(dǎo)直線電流磁場(chǎng)的磁感線是圍繞導(dǎo)線的一些同心圓，這些同心圓內(nèi)密外疏。線的一些同心圓，這些同心圓內(nèi)密外疏。插入視頻插入視頻（3）安培定則判斷通電螺線管的磁場(chǎng)方向）安培定則判斷通電螺線管的磁場(chǎng)方向右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，拇指所指的方向就是螺線管跟電流的方向一致，拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)內(nèi)部的磁感線的方向部的磁感線的方向，又叫右手螺旋定則。，又

12、叫右手螺旋定則。通電后，輕輕敲板，鐵屑為什么會(huì)產(chǎn)生規(guī)通電后，輕輕敲板，鐵屑為什么會(huì)產(chǎn)生規(guī)則排列？鐵屑的排列與什么現(xiàn)象一樣？則排列？鐵屑的排列與什么現(xiàn)象一樣？想一想想一想鐵屑磁化變成鐵屑磁化變成“小磁針小磁針”，輕敲使鐵屑可自，輕敲使鐵屑可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，使鐵屑按磁場(chǎng)進(jìn)行排列。其排列與條形由轉(zhuǎn)動(dòng)，使鐵屑按磁場(chǎng)進(jìn)行排列。其排列與條形磁體的排列相同，通電螺線管相當(dāng)于條形磁體。磁體的排列相同，通電螺線管相當(dāng)于條形磁體。結(jié)論結(jié)論大大家家談?wù)劯鶕?jù)通電螺線管外部磁感線的分布作根據(jù)通電螺線管外部磁感線的分布作出判斷：什么位置的磁場(chǎng)最強(qiáng)？出判斷：什么位置的磁場(chǎng)最強(qiáng)？在同一幅磁感線的示意圖中，磁感線在同一幅磁感線的示意

13、圖中，磁感線密集密集的位置，磁場(chǎng)比較的位置，磁場(chǎng)比較強(qiáng)強(qiáng)，磁感線，磁感線稀疏稀疏的的位置，磁場(chǎng)比較位置，磁場(chǎng)比較弱弱。這一點(diǎn)，跟用電場(chǎng)線。這一點(diǎn)，跟用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)相似。描述電場(chǎng)相似?？茖W(xué)足跡科學(xué)足跡奧斯特很早就相信，自然界各種現(xiàn)象之間奧斯特很早就相信，自然界各種現(xiàn)象之間存在著廣泛的聯(lián)系。他為尋找這種聯(lián)系做過一存在著廣泛的聯(lián)系。他為尋找這種聯(lián)系做過一些實(shí)驗(yàn)。些實(shí)驗(yàn)。1803年奧斯特?cái)嘌阅陫W斯特?cái)嘌裕骸拔覀兊奈锢韺W(xué)我們的物理學(xué)將不再是關(guān)于運(yùn)動(dòng)、熱、空氣、光、電、磁以將不再是關(guān)于運(yùn)動(dòng)、熱、空氣、光、電、磁以及我們所知道的各種其他現(xiàn)象的零散羅列，我及我們所知道的各種其他現(xiàn)象的零散羅列，我們將把整個(gè)宇

14、宙容納在一個(gè)體系中。們將把整個(gè)宇宙容納在一個(gè)體系中?！彪娏鞔判?yīng)的發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)1820年年4月，在一次有關(guān)電荷磁的演講中，月，在一次有關(guān)電荷磁的演講中，奧斯特把導(dǎo)線沿南北方向設(shè)置，導(dǎo)線下方有一枚奧斯特把導(dǎo)線沿南北方向設(shè)置，導(dǎo)線下方有一枚小磁針。小磁針。接通電源時(shí)，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)了接通電源時(shí)，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)了。這個(gè)現(xiàn)象。這個(gè)現(xiàn)象沒有給臺(tái)下的聽眾留下什么印象，卻使奧斯特激沒有給臺(tái)下的聽眾留下什么印象，卻使奧斯特激動(dòng)萬分。他緊緊抓住這個(gè)現(xiàn)象，連續(xù)動(dòng)萬分。他緊緊抓住這個(gè)現(xiàn)象，連續(xù)進(jìn)行了進(jìn)行了3個(gè)個(gè)月的實(shí)驗(yàn)研究月的實(shí)驗(yàn)研究，終于在，終于在1820年年7月月21日發(fā)表的論日發(fā)表的論文文關(guān)于磁針上的電流沖突

15、實(shí)驗(yàn)關(guān)于磁針上的電流沖突實(shí)驗(yàn)中，報(bào)告了他中，報(bào)告了他的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。他指出，在電流周圍，的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。他指出，在電流周圍，小磁針的指向形成一個(gè)閉合的圓周。小磁針的指向形成一個(gè)閉合的圓周。奧斯特發(fā)現(xiàn)，電流能使附近的磁針偏轉(zhuǎn)。奧斯特發(fā)現(xiàn)，電流能使附近的磁針偏轉(zhuǎn)。奧斯特還有一個(gè)看法，認(rèn)為這種磁效奧斯特還有一個(gè)看法，認(rèn)為這種磁效應(yīng)要擴(kuò)散到很大的空間范圍。這正是應(yīng)要擴(kuò)散到很大的空間范圍。這正是“場(chǎng)場(chǎng)”思想的開端思想的開端。電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，打破了電與磁不電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，打破了電與磁不想管的傳統(tǒng)信條，猛然打開了一扇大門，想管的傳統(tǒng)信條，猛然打開了一扇大門，使人們進(jìn)入了電磁聯(lián)系這個(gè)長(zhǎng)期閉鎖的

16、研使人們進(jìn)入了電磁聯(lián)系這個(gè)長(zhǎng)期閉鎖的研究領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)物理學(xué)的一次大綜合究領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)物理學(xué)的一次大綜合開辟開辟了廣闊的道路了廣闊的道路。課堂小結(jié)1電流的磁效應(yīng)：電流的磁效應(yīng)：電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。這個(gè)電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。這個(gè)現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)。現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)。2電流磁場(chǎng)的方向：電流磁場(chǎng)的方向：由安培定則確定（也叫由安培定則確定（也叫右手螺旋定則）。右手螺旋定則）。3安培定則：安培定則：內(nèi)容分三種不同情況。內(nèi)容分三種不同情況。（1）直線電流：）直線電流：右手握住導(dǎo)線，伸直的拇指右手握住導(dǎo)線，伸直的拇指的方向代表電流的方向，那么彎曲的四指所指的方的方向代表電流的方向，那么彎曲的四指所指的方向就是

17、磁感線的環(huán)繞方向。向就是磁感線的環(huán)繞方向。（2）環(huán)形電流：）環(huán)形電流：右手握住環(huán)形導(dǎo)線，彎曲的右手握住環(huán)形導(dǎo)線，彎曲的四指所指的方向就是電流的方向，拇指所指的方向四指所指的方向就是電流的方向，拇指所指的方向就是環(huán)形中心軸線上的磁感線的方向就是環(huán)形中心軸線上的磁感線的方向。 （3）通電螺線管：）通電螺線管：右手握住螺線管，讓彎右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，拇指曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部的磁感線的方向。所指的方向就是螺線管內(nèi)部的磁感線的方向。直導(dǎo)線直導(dǎo)線環(huán)形導(dǎo)線環(huán)形導(dǎo)線通電螺線管通電螺線管高考鏈接【07年上海卷】磁場(chǎng)對(duì)放入其中的長(zhǎng)為年

18、上海卷】磁場(chǎng)對(duì)放入其中的長(zhǎng)為L(zhǎng)、電流強(qiáng)度為、電流強(qiáng)度為I、方向與磁場(chǎng)垂直的通電導(dǎo)線、方向與磁場(chǎng)垂直的通電導(dǎo)線有力有力F的作用，可以用磁感應(yīng)強(qiáng)度的作用，可以用磁感應(yīng)強(qiáng)度B描述磁場(chǎng)描述磁場(chǎng)的力的性質(zhì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小的力的性質(zhì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B_，在物理學(xué)中，用類似方法描述物質(zhì)基本性質(zhì)的在物理學(xué)中，用類似方法描述物質(zhì)基本性質(zhì)的物理量還有物理量還有_等。等。F/IL電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度【07年上海卷】取兩個(gè)完全相同的長(zhǎng)導(dǎo)線，年上海卷】取兩個(gè)完全相同的長(zhǎng)導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖（用其中一根繞成如圖（a）所示的螺線管，當(dāng)該）所示的螺線管，當(dāng)該螺線管中通以電流強(qiáng)度為螺線管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí)，測(cè)得螺線

19、的電流時(shí)，測(cè)得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，若將另一根長(zhǎng)，若將另一根長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)折后繞成如圖（導(dǎo)線對(duì)折后繞成如圖（b）所示的螺線管，并通）所示的螺線管，并通以電流強(qiáng)度也為以電流強(qiáng)度也為I的電流時(shí)，則在螺線管內(nèi)中部的電流時(shí)，則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（ ） A0 B0.5B CB D2 B （ a） （ b） 【07上海卷】如圖（上海卷】如圖（a）所示，光滑的平行）所示，光滑的平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L(zhǎng)、導(dǎo)軌左、導(dǎo)軌左端接有阻值為端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直的導(dǎo)體棒垂直跨

20、接在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且跨接在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且接觸良好。在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著接觸良好。在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。開。開始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端，當(dāng)磁場(chǎng)以始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端，當(dāng)磁場(chǎng)以速度速度v1勻速向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒隨之開始運(yùn)動(dòng)，勻速向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒隨之開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向左、大小為同時(shí)受到水平向左、大小為f的恒定阻力，并很快的恒定阻力，并很快達(dá)到恒定速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。達(dá)到恒定速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。 R m v1

21、 B L （ a ） v vt O t t （1）求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度）求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度v2；（2）為使導(dǎo)體棒能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，阻力最大）為使導(dǎo)體棒能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，阻力最大不能超過多少？不能超過多少？（3）導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間）導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大？多大？（4）若）若t0時(shí)磁場(chǎng)由靜止開始水平向右做時(shí)磁場(chǎng)由靜止開始水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過較短時(shí)間后，導(dǎo)體棒也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過較短時(shí)間后，導(dǎo)體棒也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其v-t關(guān)系如圖（關(guān)系如圖（b）所示，已

22、）所示，已知在時(shí)刻知在時(shí)刻t導(dǎo)體棒瞬時(shí)速度大小為導(dǎo)體棒瞬時(shí)速度大小為vt，求導(dǎo)體棒，求導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小。做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小?！窘馕觥窘馕觥?1導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)，切割磁感線，產(chǎn)生感導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，EBL（v1v2），），根據(jù)閉合電路歐姆定律有根據(jù)閉合電路歐姆定律有IE/R，導(dǎo)體棒受到的安培力導(dǎo)體棒受到的安培力FBIL 速度恒定時(shí)有：速度恒定時(shí)有： 可得：可得： 2假設(shè)導(dǎo)體棒不隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感假設(shè)導(dǎo)體棒不隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 ，此時(shí)阻力與安培力平衡，此時(shí)阻力與安培力平衡，所以有所以有 。2122fRvvB L

23、1EBLv 221mBLvB L vfBILBLRR 2212()B LvvR 2212()B L vvfR 3 4因?yàn)橐驗(yàn)閷?dǎo)體棒要做勻加速運(yùn)動(dòng)，必有導(dǎo)體棒要做勻加速運(yùn)動(dòng)，必有v1v2為為常數(shù)，設(shè)為常數(shù)，設(shè)為v解得：解得：2212()B Lvvfm aR 2212F()fRPvFvBL 導(dǎo)導(dǎo) 體體 棒棒222221222()E/B Lv vfRPRRB L 電電 路路2222)tB L vfRaB L tm R 課堂練習(xí) 如圖所示，若一束電子沿如圖所示，若一束電子沿y軸正向移動(dòng)，則軸正向移動(dòng)，則在在z軸上某點(diǎn)軸上某點(diǎn)A的磁場(chǎng)方向應(yīng)是（）的磁場(chǎng)方向應(yīng)是（）A沿沿x的正向的正向 B沿沿x的負(fù)向的負(fù)

24、向C沿沿z的正向的正向 D沿沿z的負(fù)向的負(fù)向 如圖所示，把小磁針放在磁場(chǎng)中，說明小如圖所示，把小磁針放在磁場(chǎng)中，說明小磁針將怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)并停在哪個(gè)方向？磁針將怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)并停在哪個(gè)方向？小磁針將逆時(shí)小磁針將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靜止時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靜止時(shí)N極極水平向右（沿磁場(chǎng)水平向右（沿磁場(chǎng)方向）。方向）。SNB下列關(guān)于磁場(chǎng)的說法中，正確的是（下列關(guān)于磁場(chǎng)的說法中，正確的是（ ）A只有磁鐵周圍才存在磁場(chǎng)只有磁鐵周圍才存在磁場(chǎng)B磁場(chǎng)是假想的，不是客觀存在的磁場(chǎng)是假想的，不是客觀存在的C磁場(chǎng)是在磁極與磁極、磁極和電流發(fā)生磁場(chǎng)是在磁極與磁極、磁極和電流發(fā)生作用時(shí)才產(chǎn)生作用時(shí)才產(chǎn)生D磁極與磁極，磁極與電流、電流與電流磁極與磁極，磁極與電流、電流與電流之間都是通