（选修3-1）第三章 磁 场.docVIP

第三章 磁 场 一、学习目标 1．磁现象和磁场 ①知道磁体有磁性，知道磁体上磁性最强的部位叫做磁极，磁体有南(S)、北(N)两个磁极。知道磁极间的相互作用的特点。 ②了解地磁场的特点，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，了解磁现象在生活和生产中的应用。 ③知道磁场是物质存在的形式之一，知道磁极之间的相互作用是通过磁场实现的，磁场对其中的磁体和电流有力的作用。 2．磁感应强度 ①理解磁感应强度的概念。认识磁感应强度的矢量性，知道磁感应强度大小和方向的定义方法。 ②知道磁感应强度的单位，了解常见的一些磁场的磁感应强度。 3．电流的磁场 ①知道磁感线是形象地描绘磁场的曲线，利用磁感线能够确定磁场的强弱和方向。 ②知道通电直导线周围磁场的特点，会用安培定则(右手螺旋定则)判断通电直导线周围磁场的方向。 ③知道通电线圈周围磁场特点，会用安培定则(右手螺旋定则)判断通电线圈周围磁场的方向。 ④了解安培分子电流假说的内容，能够用安培分子电流假说对磁化现象进行解释。 ⑤知道磁通量的定义及单位，并能进行简单的计算。 4．安培力 ①知道通电导线在磁场中会受到力的作用，称为安培力。 ②理解影响安培力大小的因素。 ③会用左手定则判断安培力的方向。 ④掌握匀强磁场中安培力大小的计算。(安培力的计算限于直导线跟磁感应强度B平行或垂直的两种情况) ⑤知道磁电式电表的基本构造和基本原理。 5．洛仑兹力 ①知道磁场对运动电荷有作用力——洛仑兹力。 ②理解洛仑兹力的方向与磁场方向和电荷运动方向的关系，会用左手定则判断洛仑兹力的方向。 ③掌握匀强磁场中洛仑兹力大小的计算。(洛仑兹力的计算限于速度ν跟磁感应强度B平行或垂直的两种情况) 6．带电粒子在匀强磁场中的运动 ①知道带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件，并能计算运动的半径和周期。 ②了解回旋加速器的工作原理。 ③认识电磁现象的研究在社会发展中的作用，如发电机、电动机、质谱仪和回旋加速器等。(对仪器的技术细节不作要求) 二、知识梳理 三、学法指导 1．本章学习方法概述 在初中有关知识和前面学习过静电场和电路知识的基础上，从这一章开始，把电现象与磁现象联系起来，学习统一的电磁理论的基本知识。本章的主要学习内容是：磁场和磁场的基本性质、磁现象的电本质、磁场对电流的作用力、磁感应强度概念、安培力的性质、带电粒子在磁场中受洛伦兹力的大小和方向，以及带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动的规律。后面还介绍了利用磁场控制带电粒子的运动，以及在实际中的几种应用。 在本章的学习中，磁感应强度是一个重要概念，应注意与电场强度概念进行类比，进一步认识研究场的性质的方法，进一步体会比值法定义物理量的方法。 在本章的学习中，有较多的分析推理内容，例如由安培力公式推导洛伦兹力公式；利用洛伦兹力大小和方向的特性，推理得出初速度方向与磁场方向垂直的带电粒子在匀强磁场中将做圆周运动的结论；与圆周运动的知识结合，推导带电粒子做圆周运动的半径和周期公式等。这些都是锻炼和提高我们分析、推理能力、综合运用知识能力的平台。 在本章的学习中，还要求我们有较强的空间想象能力，因为，磁场方向、导线中电流方向(或电荷运动方向)、通电导线(或运动电荷)受力方向，三者不在同一平面内。一定注意，受力方向永远垂直于前二者所决定的平面。 2．典型问题分析 例1 关于磁感应强度，下列说法中正确的是 ( ) A．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁场中的受力方向就是磁感应强度的方向 C．放在匀强磁场中各处的通电导线受力大小和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 分析与解答： 磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，其情况由产生磁场的因素决定，与放入磁场中的电流等检测因素无关，检验电流等只能“感受”到磁场，当忽略其自身产生磁场的情况下，它并不影响原磁场。所以选项D正确。 某点磁感应强度的方向，就是该点磁场的方向，即小磁针N极受力方向，由左手定则我们知道，通电导线在磁场中的受力方向与磁感应强度方向是垂直的。所以选项B错误。 由F＝ILBsinθ可知，通电导线在磁场中受力的大小，与电流大小、导线长度、磁感应强度、导线和磁场方向的夹角都有关，不能说通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大。举例说，如果两个匀强磁场区域的磁感应强度B1＞B2，将同一段通电导线，以不同的方式(导线与磁场有不同的夹角)分别放入两个磁场中，由F＝ILBsinθ可知，导线在两个磁场中受到的安培力F1、F2的大小关系，F1＝F2、F1＜F2、F1＞F2的情况都可能出现，但都不能改变B1＞B2这个客观事实。所以选项A错误。 安培力的方向与磁场的方向和导线的放置情况均有关，即便是在同一个匀强磁场中，在保持安培