2021-2022学年高二物理竞赛稳恒电流的磁场课件.pptx

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1、无限长直电流的磁场无限长直电流的磁场圆电流环中心的磁场圆电流环中心的磁场轴线上磁场轴线上磁场一一：及其计算及其计算注意分解注意分解1.叠加法叠加法:沿沿x轴正方向轴正方向磁通量磁通量磁通量磁通量均匀磁场，平面线圈均匀磁场，平面线圈SdS稳恒电流的磁场稳恒电流的磁场 电容器与能量电容器与能量1）.电容电容关键为场强与电势差的计算关键为场强与电势差的计算2）.电容器的串联与并联电容器的串联与并联 3）.电容器储能电容器储能4）.充有各向同性电介质充有各向同性电介质rCCe0=电场能量密度电场能量密度.真空中有“孤立的”均匀带电球体和一均匀带电球面，如果它们的半径和所带的电荷都相等则它们的静电能之间

2、的关系是 (A)球体的静电能等于球面的静电能 (B)球体的静电能大于球面的静电能 (C)球体的静电能小于球面的静电能 (D)球体内的静电能大于球面内的静电能，球体外的静电能小于球面外的静电能 电场能量电场能量E=0 (r R)均匀带电球面场强分布均匀带电球面场强分布(r R)(r R)均匀带电球体的电场 均匀带电球体比均匀带电球面多了球内的电均匀带电球体比均匀带电球面多了球内的电 场，故静场，故静电能较多。电能较多。B .两个完全相同的电容器C1和C2，串联后与电源连接现将一各向同性均匀电介质板插入C1中，如图所示，则 (A)电容器组总电容减小 (B)C1上的电荷大于C2上的电荷 (C)C1上

3、的电压高于C2上的电压 (D)电容器组贮存的总能量增大电容器串联电容器串联充有各向同性电介质充有各向同性电介质rCCe0=C1增大，1/C减小，C增大。电容器储存的能量电容器储存的能量 D 无限大均匀载流平面无限大均匀载流平面无限长直均匀载流圆筒无限长直均匀载流圆筒典型结果典型结果密绕螺绕环密绕螺绕环密绕长直螺线管内部场密绕长直螺线管内部场面电流密度面电流密度jrr2.安培环路定理的应用安培环路定理的应用（轴对称，面对称轴对称，面对称）有磁介质有磁介质各向同性磁介质各向同性磁介质2.均匀磁场，平面载流线圈所受力矩均匀磁场，平面载流线圈所受力矩4.洛伦兹力洛伦兹力二二 安培定律安培定律1.5.霍

4、耳效应霍耳效应 判断载流子类型判断载流子类型注意分解注意分解3.磁力的功磁力的功闭合电流磁矩闭合电流磁矩I顺磁质、抗磁质、顺磁质、抗磁质、三三.磁介质分类磁介质分类铁铁磁质磁质 在半径为R 的“无限长”直圆柱金属导体内挖去一个半径为r 的圆柱空洞,两柱体轴线平行,其间距为a,在未挖洞部分通以均匀分布的电流I,则空心圆柱轴线上任意一点 O 的磁感强度为 RarOO C 电流密度视空洞处通有等大反向电流视空洞处通有等大反向电流,则大圆柱体载有电流则大圆柱体载有电流I,小圆柱体载有方小圆柱体载有方向相反的向相反的等大等大电流电流.设大小载流圆柱体在设大小载流圆柱体在P点的磁场为点的磁场为B1,B2,

5、根据根据安培环路定理求得安培环路定理求得:BR转动时的等效电流为：其磁矩：圆环所受的磁力矩：方向：竖直向上o 一半径为 R 的带电正圆环,其电荷线密度为，放在跟盘面平行的均匀磁场B中。绕过o点且跟环面垂直的轴线以匀角速度逆时针方向转动，圆环所受的磁力矩为，其方向。在图面中向上方向：2：自感与互感：自感与互感1：感应电动势计算涡旋电场涡旋电场动生感生非保守力场非保守力场螺线管无漏磁左手螺旋关系左手螺旋关系法拉第圆盘法拉第圆盘发电机发电机 R o 两线圈串联，等效自感系数（1 1）位位 移移 电电 流流（2 2）麦克斯韦方程组）麦克斯韦方程组4.电磁场与电磁波电磁场与电磁波3：磁能：磁能：右手螺旋

6、关系右手螺旋关系一个薄壁纸筒，长为30cm,截面直径为3cm,筒上绕有500匝线圈,纸筒内由 的铁芯充满，则线圈的自感系数为。垂直垂直OP连线向下连线向下.P o 在圆拄形空间有一均匀电场，随时间线性增加，则（1）P点位移电流密度的方向为（2）P点感生磁场的方向为 垂直纸面向里垂直纸面向里.右手螺旋关系右手螺旋关系 狭义相对论1.时间膨胀2.长度收缩3.相对论质量相对论质量4.4.相相对论动对论动量量 5.5.质能关系质能关系6.6.物体的动能物体的动能 在S系中的x轴上相隔为Dx处有两只同步的钟A和B，读数相同在S系的x轴上也有一只同样的钟A，设S系相对于S系的运动速度为v,沿x轴方向,且当

7、A与A相遇时，刚好两钟的读数均为零那么，当A钟与B钟相遇时，在S系中B钟的读数是 _；此时在S系中A钟的读数是_.x/v 9.设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K倍，则其运动速度的大小 为(以c表示真空中的光速)(B)(C)(D)C (A)在S系中A钟给出的是运动时，因“时间膨胀”而走得“慢”些。2.爱因斯坦光电效应方程1.普朗克能量子假设光电效应、康普顿效应证明了光的波粒二象性。n=1,2,3,，3.德布罗意物质波|2=*表示 t 时刻在(x,y,z)处单位体积内出现的概率 即概率密度概率密度。4.波函数物理意义：波函数的标准条件：单值、有限、连续。归一化条件：5.5.不确定性关系不确定性

8、关系6.氢原子四个量子数能量量子化角动量量子化角动量空间取向量子化主量子数主量子数主量子数主量子数 n=1,2,3,，角角角角(副副副副)量子数量子数量子数量子数 l=0,1,2,3,n1 磁量子数磁量子数磁量子数磁量子数 ml=0,1,2,l电子自旋磁量子数电子自旋磁量子数电子自旋磁量子数电子自旋磁量子数自旋角动量空间取向量子化11.静止质量不为零的微观粒子作高速运动，这时粒子物质波波长与速度有如下关系 （B）（C）（D）A （A）光电效应中发射的光电子初动能随入射光频率的变化关系如图所示，由图中的 可以直接求出普朗克常数。（A）OQ.（B）OP.（C）OP/OQ.（D）QS/OS.C 下面各组量子数中，哪一组可以描述原子中电子的状态？（A）n=2,l=2,=0,（B）n=3,l=1,=-1,（C）n=1,l=2,=1,（D）n=1,l=0,=1,B