高二物理競賽：電磁習(xí)題課件

OBHIIIIII

三條線分別表示三種不同磁介質(zhì)的B—H關(guān)系曲線，虛線是的關(guān)系曲線。試指出哪一條是表示順磁質(zhì)？哪一條表示抗磁質(zhì)？哪一條表示鐵磁質(zhì)？《訓(xùn)練》P65--10(磁場、電磁感應(yīng))10、11章習(xí)題討論課抗順鐵參考下頁知識弱磁質(zhì)BHo弱磁質(zhì)OHB鐵磁質(zhì)中B與H為非線性關(guān)系《訓(xùn)練》填空題P66---1半徑很小,所以其內(nèi)B均勻一質(zhì)量為m，電量為q的粒子以速度v在與均勻磁場B垂直的平面內(nèi)運動，則粒子運動軌道所包圍的面積內(nèi)磁通量Φ=________；粒子運動所形成的等效圓電流強度I=_________等效圓電流的磁矩m=_______。三條無限長載流直導(dǎo)線等距地并排放置，導(dǎo)線A、B、C分別載有1A、2A、3A同向電流。若導(dǎo)線A、B、C單位長度上受力的大小分別為F1、F2、F3，則F1:F2:F3=____________。123dd《訓(xùn)練》填空題P66---3分析、解見下頁

相距離為d的兩平行載流導(dǎo)線單位長度的相互作用力123dd設(shè)：導(dǎo)線收到的垂直于紙面向外的力為正。線圈的磁矩為__________，線圈受到的磁力矩的大小為_______，方向

。P66---5方向方向磁矩磁力矩L1L2L3IIP67---6如圖所示，均勻帶電細直線ab，電荷線密度為λ，繞垂直于直線的軸O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(線形狀不變，O點在ab延長線上)。求：

(1)O點的磁感應(yīng)強度Bo;(2)磁矩m;(3)若l1>>l2，求Bo及m．《訓(xùn)練》P69---6l2l1dror已知:求：Bo=？r解:分析帶電細直線上一小段dq旋轉(zhuǎn)時相當于一圓電流解：分析R0求:圓盤所受的磁力矩的大小和方向。方向《訓(xùn)練》P69---7

如圖所示，一半徑為R的帶電塑料圓盤，其中有一半徑為r的陰影部分均勻帶負電荷，面電荷密度為-σ，其余部分均勻帶正電荷，面電荷密度為+σ。當圓盤以角速度ω繞過O點且垂直于盤面的軸旋轉(zhuǎn)時，測得圓盤中心O點的磁感應(yīng)強度等于零。求R與r應(yīng)滿足什么關(guān)系?+sO-s《訓(xùn)練》P69---10在通有電流I0的長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中，放一通有電流I的等腰直角三角形線圈。起始時線圈與長直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線圈可繞其固定的CD邊自由轉(zhuǎn)動，求：

(1)當線圈受到微小擾動時，線圈的運動情況如何?穩(wěn)定平衡位置在何處?(2)線圈從初始位置轉(zhuǎn)到穩(wěn)定平衡位置時磁力矩作的功(設(shè)線圈在轉(zhuǎn)動過程中電流I不變)。P69---8ICDI（1）當線圈的磁矩方向與磁場方向一致時，此時線圈受的磁力矩為0，為線圈的穩(wěn)定平衡位置。CD解穩(wěn)定平衡位置(2)線圈從初始位置轉(zhuǎn)到穩(wěn)定平衡位置時磁力矩作的功(設(shè)線圈在轉(zhuǎn)動過程中電流I不變)。

線圈在初始位置時面元的磁通量:在穩(wěn)定平衡位置時線圈的總磁通量:則線圈從初始位置轉(zhuǎn)到穩(wěn)定平衡位置時磁力矩做的功:一長直導(dǎo)線具有半徑為R的圓截面，通有電流I0

，在導(dǎo)體內(nèi)有一半徑為a的圓柱形孔，它的軸平行于導(dǎo)體軸，兩軸間距為OO'=b，電流I0均勻地分布在截面上，設(shè)P點為圓柱形孔中任意一點，求P點的磁感應(yīng)強度B。I0bRO12yP68---3I0I0P69---9

兩無限大均勻載流平面，在垂直于電流流向的方向上，單位寬度的電流為I(i=J)，如圖所示。試寫出I、II、III三個區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度B的表達式，并指出其方向。IIiiIIII結(jié)合下兩頁課件自己看發(fā)的題解J例:已知:無限大載流平面，J

為單位寬度的電流.求：平面兩側(cè)

磁感應(yīng)強度.

解:分析L有限寬平面附近兩側(cè)dI討論JJP70---12平時課件上有,要搞懂會做.I22I11《訓(xùn)練》P84---5討論題兩任意形狀的導(dǎo)體回路1與2，通有相同的穩(wěn)恒電流，若以Φ12表示回路2中的電流產(chǎn)生的磁場穿過回路1的磁通，Φ21表示回路1中的電流產(chǎn)生的磁場穿過回路2的磁通。試判斷以下結(jié)論是否正確：(1)|Φ12|>|Φ21|(2)|Φ12|<|Φ21|(3)|Φ12|=|Φ21|(4)因兩回路的大小、形狀未具體給定，所以無法比較|Φ12|與|Φ21|的大小。選擇（3）G1C

BRG2ADP85--6.分析當磁場變化時，討論AB、CD中的電動勢及各回路中的電流。FG實際上[CF+FG+GD]段的電動勢與CD段電動勢大小相等，但是互為反電動勢?！队?xùn)練》P86B選擇題1分析:當I增大時,右側(cè)B變化,感應(yīng)磁場的方向垂直紙面向外,所以金屬片內(nèi)會有渦電流,其方向如圖.根據(jù)安培定律,金屬片受的合力向右.I2.下列說法中哪些是正確的[C](A)導(dǎo)體在磁場中以一定速度運動時，必定產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。不一定，要看是否切割磁力線。

(B)均勻磁場被局限在無限長圓柱形空間內(nèi)，且磁場隨時間勻速率變化，則此圓柱形空間外的一點處，由于B=0，所以，那么該點的渦旋電場也等于零。

(C)渦旋電場是非保守場，渦旋電場力沿一閉合路徑所作的功—般不等于零。

(D)已知一長直螺線管的自感系數(shù)為L，若將該螺線管從中間鋸成兩個大小一樣的螺線管則兩個螺線管的自感系數(shù)都等于L/2。鋸處存在邊緣效應(yīng)《訓(xùn)練》P86--2在長直載流導(dǎo)線附近平行放置兩根金屬導(dǎo)軌，三者在同一平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩根可沿導(dǎo)軌平行滑動的金屬棒ab和cd，如圖所示。今以力F拉cd棒向右運動，則ab棒將[](A)不動；(B)

向右運動；

(C)向左運動；(D)轉(zhuǎn)動。IcFd力F拉cd棒向右運動時矩形框內(nèi)磁通量增大，感應(yīng)電流逆時針方向，由判斷出金屬棒ab向右運動。《訓(xùn)練》P87--3在感應(yīng)電場中，電磁感應(yīng)定律可寫成，式中Ek為感應(yīng)電場的電場強度，此式表明[]閉合曲線L上Ek處處相等。通常只有無限長圓柱形空間內(nèi)均勻磁場,均勻變化時閉合曲線L上Ek處處相等。

(B)感應(yīng)電場是保守力場。(C)感應(yīng)電場的電場線不是閉合曲線。(D)在感應(yīng)電場中不能象對靜電場那樣引入電勢的概念?！队?xùn)練》P87--4對于位移電流，下列說法中正確的是[](A)位移電流是由變化電場產(chǎn)生的。

(B)位移電流是由線性變化的磁場產(chǎn)生的。

(C)位移電流的熱效應(yīng)服從焦耳—楞茨定律。

(D)位移電流的磁效應(yīng)不服從安培環(huán)路定律?！队?xùn)練》P87--4RI求：單位長度存儲的磁能。r取h=1答:B《訓(xùn)練》P87--5一無限長直導(dǎo)線的橫截面各處的電流密度均相等，總電流為I，則每單位長度導(dǎo)線內(nèi)所貯存的磁能為[]。oRaob作輔助線ob，即連接曲線形導(dǎo)線始、末端，這樣構(gòu)成閉合線圈，由于是均勻磁場，閉合線圈繞O點旋轉(zhuǎn)時通過該線圈的磁通量不變，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，該線圈的總電動勢為零。也可以看成是大小相等，符號相反。而根據(jù)課件例題的結(jié)果BP87填空題1，關(guān)鍵是引輔助線。O端電動勢高求:(1)該時刻動生電動勢的大小。A端高CAtP87填空題2求:(2)該時刻總感應(yīng)電動勢的大小。CAt《訓(xùn)練》P88--3.IRlI表示單位寬度的電流。已知：兩長直螺線管n、l、I相同。P88--5.6.+-I?INMv訓(xùn)練P89--1(1)金屬棒轉(zhuǎn)到ON位置時,的感應(yīng)電動勢xx方向：ON,N點電勢高.

解：分析

(2)金屬棒轉(zhuǎn)到OM位置時方向：OM,M點電勢高.?INMLxxr已知：t=0,x=0，t=t,x=vt,問：任意時刻矩形框內(nèi)的感應(yīng)電動勢解：分析I(t)tt=0xOydy訓(xùn)練P89--2方向I(t)tt=0xOy訓(xùn)練P89—3，自己看期中時發(fā)的題解。(1)單位長度上的自感系數(shù).如圖兩導(dǎo)線間單位長度所圍面積的磁通量為:P90—4（第2問不要求?。┙?oardrro導(dǎo)線的半徑為ah=1如圖,已知I、N、R1

、R2

.求：載流螺繞環(huán)內(nèi)的磁場取同心圓形回路L,半徑

R1<r<R2

解：分析o—截面為矩形的螺繞環(huán)，高為h，內(nèi)外半徑分別為a和b，環(huán)上均勻密繞N匝線圈。在環(huán)的軸線上有—條長直導(dǎo)線AB，如圖所示。求：（1）螺繞環(huán)導(dǎo)線中電流為I0時，螺繞環(huán)儲存的磁場能量。（2）螺繞環(huán)導(dǎo)線中電流以i=I0－λt的規(guī)律隨時間變化時(I0，λ均為大于零的常量)，長直導(dǎo)線中感應(yīng)電動勢的表達式及方向；（3）螺繞環(huán)與長直導(dǎo)線間的互感系數(shù)。

訓(xùn)練P90—5I0Nh（1）螺繞環(huán)中電流為I0時，螺繞環(huán)內(nèi)存儲的磁場能量。解：分析I0Nhrdrh如何求B看下頁（2）螺繞環(huán)中電流，求螺繞環(huán)的感應(yīng)（自感）電動勢。abr

Ordr求截面為矩形的螺繞環(huán)（電流為I）的磁通量。INh解:分析abrOrdri（3）螺繞環(huán)中電流，時長直導(dǎo)線中感應(yīng)電動勢的大小。abr

OrdrNh已知：

t=0,x=0.t=t,x=vt求：(1)B為均勻yxx解：分析N0MvP90---7方法2x0yMNxvx=vt問：小環(huán)中的感應(yīng)電流？方向？B0=?已知：大環(huán)R1,R2，小環(huán)r<<R1

，電阻R0。rR1R2r￠解：分析r￠P91---8rR1R2r￠P91---9，10自己看課件

！

P91--11.解：分析(1)小圓線圈中電流的大小ab

w

I固定當小線圈轉(zhuǎn)動時,大線圈中的電流在小圓線圈中產(chǎn)生的磁通量就會發(fā)生變化,所以小線圈中就有感應(yīng)電流(2)ab

w

I固定載流線圈(小線圈)在磁場中(大線圈的磁場)受磁力矩作用轉(zhuǎn)動,是定軸轉(zhuǎn)動,根據(jù)要使小線圈勻速轉(zhuǎn)動,其所以要給小線圈施一外力矩,該外力矩大小與小線圈受到的磁力矩大小相等方向相反.(3)大線圈中的互感電動勢？abwI12

在工程中常采用的同軸電纜如圖所示，同軸電纜由半徑分別為R1，R2的兩個無限長同軸薄壁圓筒組成，兩筒間充以磁導(dǎo)率為μ的均勻介質(zhì)，設(shè)電流I均勻地由內(nèi)筒流入，從外筒流回。求：(1)磁感應(yīng)強度B的分布；(2)長為l的—段電纜中的磁場能量；(3)長為l的—段電纜的自感系數(shù)。IIP92--13.解：R2R1LII(1)磁感應(yīng)強度B的分布。(2)長為l的—段電纜中的磁場能量。軸對稱場的體積元lr(3)長為l的—段電纜的自感系數(shù)。兩個板產(chǎn)生的場強P43_2,3,3.此處E為一個板產(chǎn)生的場強

靜電場P43--4.設(shè)：P點為電勢0點，求P’點的電勢。RPP’r選：B《訓(xùn)練》P44---6分析一不帶電的空腔導(dǎo)體球殼，距球心d處固定一點電荷+q，用導(dǎo)線把球殼接地后再斷開。求：球心處電勢。設(shè)￥

處為電勢0點。ROd分析見下頁ROdROdROdROd+q-q-q-qR1q1R2q2連接后電荷都分布在外表面答案：Bq1R1R2q2《訓(xùn)練》P44---8，9分析沒接觸時P45---5設(shè)：原導(dǎo)體帶電量為Q，電容為CRQRQ/2RQ/2結(jié)論：電場力作功電勢能減少(1)(2)已知：導(dǎo)體殼不帶電,其內(nèi)的導(dǎo)體球電電量q.現(xiàn)將導(dǎo)體殼與其內(nèi)的導(dǎo)體球用導(dǎo)線連接。問：(1)、（2）兩種情況電場能量的大小。+q-q+qE=0分析(1)、（2）兩種情況電場的分布已知：平行電容器的為容器C，兩極板距離為d、相互作用力為F。求U=？q=？dSP45---7一厚度為2d的無限大平板，電荷關(guān)于中心平面對稱分布，且ρ=K|x|，K為正常數(shù)，如圖所示。求：(1)中心平面的電場強度E1；(2)板內(nèi)距中心平面a處的電場強度E2;(3)板外任一點的電場強度E3；(4)畫出電場強度隨x變化的E-x曲線圖。46--2可以看成許多薄片疊加,見后兩頁的例題,及分析圖Paboxdxx例可以看成許多薄片疊加PP46-2P46-4解：補償法方向方向P即空腔內(nèi)是均勻場一均勻帶電的金屬平板圓環(huán)。內(nèi)、外半徑分別為R1和R2,電荷面密度為σ．(1)

求圓環(huán)軸線上距環(huán)心為h處的電勢，并說明該點電勢與帶有同樣電荷面密度σ且外徑相同的金屬板比較，電勢是升高還是降低?(2)

若σ為負，現(xiàn)有一電子從無限遠處沿軸向射向圓環(huán)，欲使電子穿過圓環(huán)，它的初動能至少應(yīng)多大?

R2R1oσxhP49--15qPOxxpRx0