高中物理竞赛课件：电磁学习题.pptx

《高中物理竞赛课件：电磁学习题.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理竞赛课件：电磁学习题.pptx（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、电磁感应MMA A0 0感感EC CD D感感E CDCD上各点的上各点的 沿沿CDCD方向有分量，方向有分量，感感E有有 感；感；且且电荷在此电场作用下沿电荷在此电场作用下沿导线移动，形成一定的电荷堆积导线移动，形成一定的电荷堆积分布，建立起静电场。分布，建立起静电场。当当 时，时，就会有稳定的电荷分布，就会有稳定的电荷分布，CDCD两端也就有稳定的电势差存在。两端也就有稳定的电势差存在。静静感应感应FF AMAM导线上各点的导线上各点的 都与导线垂直，在导线都与导线垂直，在导线上无分量，没有上无分量，没有 感感 ，且不会有电荷沿导线移且不会有电荷沿导线移动和堆积，因而没有静电场，也就没有电

2、势差。动和堆积，因而没有静电场，也就没有电势差。感感E理解理解为什么为什么 ？0 CD CDU U ;0 AM MAUU ;？（2 2）若在垂直磁场的平面内放入由两种不同材料）若在垂直磁场的平面内放入由两种不同材料 的半圆环组成的半径为的半圆环组成的半径为 r r 的的金属圆环金属圆环，圆心，圆心 在在O O点，两部分电阻分别为点，两部分电阻分别为 R R1 1 和和R R2 2（ R R1 1 ）。）。试比较试比较A A与与MM两点电势的高低。两点电势的高低。以顺时针为正绕向。以顺时针为正绕向。tdd 21RRI 11 IRUUMA2211 RRRkrtBr22dd 221 【解解】感应电流

3、大小感应电流大小感应电动势感应电动势（逆时针）（逆时针）（逆时针）（逆时针）（逆时针）（逆时针）左半环，从左半环，从MMA A电势的增量为电势的增量为. .r r0 0 BA AMMR R1 1R R2 2L LI I1 2 AMUU 0)(221212 RRRRkr)21(211 RRR B R R1 1R R2 2MMA A+ + +- - -I I所以所以 MM，A A 分别有分别有正、负电荷正、负电荷的堆积。的堆积。2211 RRRUUMA（ R R2 2 R R1 1）. .r r0 0 BA AMMR R1 1R R2 2L LI I1 2 理解：理解： 因为因为R R2 2 R

4、R1 1，起初右半环电流大，起初右半环电流大，左半环电流小，于是在左半环电流小，于是在MM、A A 就有电荷就有电荷的堆积，就有了静电场，它阻止电荷进的堆积，就有了静电场，它阻止电荷进一步的堆积，直到达到平衡。一步的堆积，直到达到平衡。若若R R1 1= = R R2 2即无电势差即无电势差, ,但有感应电动势、但有感应电动势、有感应电流。有感应电流。AMUU 若若R R1 1 R R2 2AMUU MM，A A 分别有分别有负、正电荷负、正电荷的积累。的积累。 B R R1 1R R2 2MMA A- - -+ + +I IMM，A A 无电荷无电荷的积累。的积累。 B R R1 1R R2

5、 2MMA AI I（ R R2 2 a ).D ( D a ).（1 1）求这两根输电线单位）求这两根输电线单位 长度的长度的自感自感；（2 2）若将）若将D D 增大至增大至 2 2D D ，同时，同时 保持电流不变保持电流不变，求磁场对，求磁场对 单位长度导线作的功；单位长度导线作的功；（3 3）若将）若将D D 增大至增大至 2 2D D ，同时，同时 保持电流不变保持电流不变，求两根输，求两根输 电线单位长度的磁能改变电线单位长度的磁能改变 了多少？了多少？D Da aI II I【解解】 （1 1）计算这两根输电线单位长度的自感）计算这两根输电线单位长度的自感设设 I I B B

6、L LD Da aI II Il lr rd dr rP PP P点的点的 B B 为为)(2200rDIrIB aDarBl dd aDaaDarrDIlrrIld)(d2200 aaDIl ln0 忽略导线上的磁通忽略导线上的磁通, ,取长为取长为 l l 一一段，段，思路：思路：aaDIl ln0 单位长度上的磁通为单位长度上的磁通为单位长度上的自感为单位长度上的自感为aaDI ln0 aaDIL ln0 （2 2）若将）若将D D 增大至增大至 2 2D D ，同时，同时保持电流不变，保持电流不变， 求磁场对单位长度导线作的功；求磁场对单位长度导线作的功；导线间距增大时，磁场作的功即安

7、培力作的功，导线间距增大时，磁场作的功即安培力作的功，因为两根输电线之间是斥力，安培力作正功，因为两根输电线之间是斥力，安培力作正功，而且是变力的功。而且是变力的功。rlrIIrIBlrFAddddm20 22220202lnddlIrlrIAADD 磁场对单位长度导线作的功为磁场对单位长度导线作的功为02ln220 IlAA 磁场对移动长为磁场对移动长为 l l 的一根导线作的元功的一根导线作的元功D Da aI II ImFl l14（3 3）若将）若将D D 增大至增大至 2 2D D ，同时，同时保持电流不变，保持电流不变， 求两根输电线单位长度的磁能改变了多少？求两根输电线单位长度的

8、磁能改变了多少？22m2121LIILWWW 2020ln212ln21IaaDIaaD aaDaaDIln2ln2120 aDaDI2ln220 aD 2ln220mIW aaDL ln0 导线之间距离增大时，磁力作了正功，同时磁导线之间距离增大时，磁力作了正功，同时磁场能量又增加了，这些能量从何而来？场能量又增加了，这些能量从何而来？在导线之间距离增大时，导线中会出现与原电在导线之间距离增大时，导线中会出现与原电流相反方向的感应电动势，外接电源要反抗这流相反方向的感应电动势，外接电源要反抗这反电动势以维持导线中原来的电流不变，所以反电动势以维持导线中原来的电流不变，所以就要额外输出能量。就

9、要额外输出能量。是外接电源输出了能量。是外接电源输出了能量。 讨论讨论02ln2120m IW 注意，题目要求的条件是：若将注意，题目要求的条件是：若将D D 增大至增大至 2 2D D ，同时同时保持电流不变保持电流不变。1616第第6 6题题 试求两个线圈顺串时与反串时的等效自感。试求两个线圈顺串时与反串时的等效自感。关键是要认准一个正方向。关键是要认准一个正方向。为简单起见，一般以电流的方向为回路正方向。为简单起见，一般以电流的方向为回路正方向。顺串顺串3 34 4 11111 1i iL L1 12 2 2121L L2 2方法一方法一. .总磁通为总磁通为12222111 MiiLM

10、iiL 21iMLL)2(21 等效自感为等效自感为MLLiL221 顺顺iL 用用反串反串总磁通为总磁通为3 34 4 11111 1i iL L1 12 2 2121L L2 212222111 iLLMiiLMiiL)(2121 对否？对否？【答答】错！错！有人说，以向右的方向为正，有人说，以向右的方向为正，注意：注意：两个线圈串联后，就成了一个线圈，电流两个线圈串联后，就成了一个线圈，电流的流向就是该线圈的正绕向，由此就可定的流向就是该线圈的正绕向，由此就可定出出 1111和和 2222总为正，总为正， 2121和和 1212为负。为负。1834111iL1221L212222111

11、MiiLMiiL 21iMLL)2(21 等效自感为等效自感为MLLiL221 反反总正总正方法二方法二. .线圈线圈1 1中的感应电动势：中的感应电动势： 121111 ttdddd+ +：顺：顺 - -：反：反 ttdddd1211 tiMtiLdddd1 tiMLdd 1同理，同理， 线圈线圈2 2中的感应电动势：中的感应电动势： tiMLdd 22 tiLdd 用用3 34 4 11111 1i iL L1 12 2 1212L L2 2反串反串2020 tiMLLdd22121 连接起来的总线圈的感应电动势：连接起来的总线圈的感应电动势：所以所以等效自感为等效自感为MLLtiL221 dd 思考：有人说：思考：有人说：一个自感为一个自感为 L L 的线圈，的线圈， 分成相同的两半，分成相同的两半， 每一个的自感为每一个的自感为 L L/2 /2 ，对不对对不对? ?（答：错）（答：错）