电磁学部分优秀课件.ppt

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1、电磁学部分第1页，本讲稿共25页专题一专题一专题一专题一主讲人：于向东主讲人：于向东电磁学部分一、概述一、概述 电磁学研究的对象从根本上说电磁学研究的对象从根本上说是电荷是电荷电荷静止电荷静止静电场；静电场；电荷运动电荷运动磁场；磁场；电荷周电荷周期性运动期性运动电磁场。电磁场。1.11.1例例1 1专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应第2页，本讲稿共25页1.11.1主讲人：于向东主讲人：于向东例例1、98全国全国A、B两电小球，两电小球，A固定不动，固定不

2、动，B的质量为的质量为m，在库仑力作用下，在库仑力作用下，B由静止开始运由静止开始运动，已知初始时动，已知初始时A、B间距离为间距离为d，B的加速度为的加速度为a，经过一段时间后，经过一段时间后，B的加速度变为的加速度变为a/4，此时，此时，A、B间的距离应为间的距离应为_；已知此时；已知此时B的速度为的速度为v，则在此过程中电势能减小量为，则在此过程中电势能减小量为_。1.11.1例例1 1二、典型例题分析二、典型例题分析 答案：答案：2d；mv /22专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、

3、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第3页，本讲稿共25页主讲人：于向东主讲人：于向东例例1、98全国全国A、B两电木球，两电木球，A固定不动，固定不动，B的质量为的质量为m，在库仑力作用下，在库仑力作用下，B由静止开始由静止开始运动，已知初始时运动，已知初始时A、B间距离为间距离为d，B的加速度的加速度为为a，经过一段时间后，经过一段时间后，B的加速度变为的加速度变为a/4，此时，此时，A、B间的距离应为间的距离应为_；已知此时；已知此时B的的速度为速度为v，则在此过程中电势能减小量为，则在此过程中电势能减小量为_。1.11.1例例1 1答案：答案：2d；mv /22专题一专题一电场磁

4、场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第4页，本讲稿共25页主讲人：于向东主讲人：于向东说明：解电场中问题有两条线索说明：解电场中问题有两条线索 （1）力和运动的关系。根据带电粒子受到）力和运动的关系。根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运的电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式，确定带电粒子的速度，位移等，这条动学公式，确定带电粒子的速度，位移等，这条线索适用于受恒力作用下作匀变速运动的情况，线索适用于受恒力作用下作匀变速运动的情况，即带

5、电粒子在匀强电场中的运动情况。即带电粒子在匀强电场中的运动情况。（2）功和能的关系：根据电场力对带）功和能的关系：根据电场力对带电粒子所做的功，引起带电粒子能量发生转电粒子所做的功，引起带电粒子能量发生转化，研究带电粒子的速度变化，经历的位移化，研究带电粒子的速度变化，经历的位移等，这条线索同样也适用于不均匀电场。等，这条线索同样也适用于不均匀电场。专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第5页，本讲稿共25页1.21.2主讲人：于向东主讲人：于向东例例

6、2、02全国全国图中图中a、b、c、d、e五点在一直五点在一直线上，线上，b、c、两点间距离等于、两点间距离等于d、e两点间距离，两点间距离，在在a点固定放置一个点电荷，带电量为点固定放置一个点电荷，带电量为+Q，已知在已知在+Q的电场中的电场中b、c两点间的电势差为两点间的电势差为U，将另一个点电荷，将另一个点电荷+q 从从 d 移到移到 e 的过程中：的过程中：A、电场力所做功、电场力所做功qU B、克服电场力做功、克服电场力做功qU C、电场力做功大于、电场力做功大于qU D、电场力做功小于、电场力做功小于qU1.11.1例例1 1答案：答案：D.eab cd说明：本题也可从说明：本题也

7、可从U=Ed 定性考虑。定性考虑。专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第6页，本讲稿共25页主讲人：于向东主讲人：于向东例例2、02全国全国图中图中a、b、c、d、e五点在一直线五点在一直线上，上，b、c、两点间距离等于、两点间距离等于d、e两点间距离，两点间距离，在在a点固定放置一个点电荷，带电量为点固定放置一个点电荷，带电量为+Q，已知在已知在+Q的电场中的电场中b、c两点间的电势差为两点间的电势差为U，将另一个点电荷将另一个点电荷+q 从从 d

8、 移到移到 e 的过程中：的过程中：A、电场力所做功、电场力所做功qU B、克服电场力做功、克服电场力做功qU C、电场力做功大于、电场力做功大于qU D、电场力做功小于、电场力做功小于qU答案：答案：D.eab cd说明：本题也可从说明：本题也可从U=Ed 定性考虑。定性考虑。专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第7页，本讲稿共25页1.31.3主讲人：于向东主讲人：于向东例例3、03大连大连19世纪世纪20年代，以塞贝克（数学年代，以塞贝克（数学

9、家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成太阳照射后正面与流。安培考虑到地球自转造成太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，则该假设中电流的由绕地球的环形电流引起的，则该假设中电流的方向是（注：磁子午线是地球磁场方向是（注：磁子午线是地球磁场N极与极与S极在地极在地球表面的连线）球表面的连线）A、由西向东垂直磁子午线、由西向东垂直磁子午线 B、由东向西垂直磁子午线、由东向西垂直磁子午线 C、由南向北沿磁子午线、由南向北沿磁子午线 D、由赤道向

10、两极沿磁子午线、由赤道向两极沿磁子午线1.11.1例例1 1专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第8页，本讲稿共25页主讲人：于向东主讲人：于向东1.11.1例例1 1说明：关于地磁场问题，近年高考时有出现，请说明：关于地磁场问题，近年高考时有出现，请同学回去查询有关资料。如宇宙射线近地偏转问同学回去查询有关资料。如宇宙射线近地偏转问题，飞机切割地磁场磁感线造成机翼产生电势差题，飞机切割地磁场磁感线造成机翼产生电势差问题。问题。答案：答案：B解析：解

11、析：北北南南NS专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第9页，本讲稿共25页主讲人：于向东主讲人：于向东1.11.1例例1 1说明：关于地磁场问题，近年高考时有出现，说明：关于地磁场问题，近年高考时有出现，请同学回去查询有关资料。如宇宙射线近地请同学回去查询有关资料。如宇宙射线近地偏转问题，飞机切割地磁场磁感线造成机翼偏转问题，飞机切割地磁场磁感线造成机翼产生电势差问题。产生电势差问题。答案：答案：B解析：解析：北北南南NS专题一专题一电场磁场电磁场电

12、场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第10页，本讲稿共25页1.41.4主讲人：于向东主讲人：于向东例例4、03大连大连如图所示，一带正电量为如图所示，一带正电量为q 的的质量为质量为m 的物块，可在绝缘水平隧道中运动，的物块，可在绝缘水平隧道中运动，隧道宽度略大于物体的高度，物块与隧道的上下隧道宽度略大于物体的高度，物块与隧道的上下面之间的动摩擦因数均为面之间的动摩擦因数均为u，隧道足够长，开始，隧道足够长，开始时物块以时物块以v0 的速度向右运动，整个隧道处于图的速度向右运

13、动，整个隧道处于图示匀强磁场中，磁感应强度为示匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直隧，方向垂直隧道向里，设物块在运动中电量不变，试分析物块道向里，设物块在运动中电量不变，试分析物块在磁场中有几种运动情况，并分别求出这几种运在磁场中有几种运动情况，并分别求出这几种运动过程中物块克服摩擦力所做的功动过程中物块克服摩擦力所做的功.1.11.1例例1 1+qv0专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第11页，本讲稿共25页主讲人：于向东主讲人：于向东1.11.

14、1例例1 1解答：解答：（1）若开始时有）若开始时有q v0 B=mg，即，即 v0=mg/q B，物块不，物块不受摩擦力作用，做匀速运动，所以物块克服摩擦力做受摩擦力作用，做匀速运动，所以物块克服摩擦力做功功Wf 1=0（2）若开始时有）若开始时有q v0 Bmg，即，即 v0 mg/q B，物块，物块受上板摩擦力作用，做减速运动直到匀速，最后速度受上板摩擦力作用，做减速运动直到匀速，最后速度为为v=mg/q B，所以物块克服摩擦力做功，所以物块克服摩擦力做功mvmvo o-mv-mv2 22 22 21 12 21 1Wf 2=m m（v vo o m g/q B )2 22 21 12

15、2 2 22 22 2=（3）若开始时有）若开始时有q v0 Bmg，即，即 v0 mg/q B，物块，物块受下板摩擦力作用，做减速运动直到静止，所以物块受下板摩擦力作用，做减速运动直到静止，所以物块克服摩擦力做功克服摩擦力做功mvmvo o 2 22 21 1Wf 3=专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第12页，本讲稿共25页主讲人：于向东主讲人：于向东1.11.1例例1 1说明：本题综合考查了摩擦力的产生条件，摩擦说明：本题综合考查了摩擦力的产

16、生条件，摩擦力所做功的计算，洛仑兹力，动能定理等知识，力所做功的计算，洛仑兹力，动能定理等知识，如果对如果对q v0 B与与mg不作比较则往往造成漏解不作比较则往往造成漏解专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第13页，本讲稿共25页1.51.5主讲人：于向东主讲人：于向东例例5、03辽宁辽宁如图所示，如图所示，a、b是位于真空中的平行金是位于真空中的平行金属板，属板，a极带正电，极带正电，b极带负电，两板间的电场为匀强极带负电，两板间的电场为匀强电场

17、，场强为电场，场强为E，同时在两板之间的空间中加匀强磁，同时在两板之间的空间中加匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，一束，一束电子以大小为电子以大小为v。的速度从左边。的速度从左边s处沿图中虚线方向入处沿图中虚线方向入射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间沿虚线运射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间沿虚线运动，则动，则v。、。、E、B之间的关系是：之间的关系是：A、v。=E/B B、v。=B/E C、v。=E/B D、v。=B/E1.11.1例例1 1.v0ab+-答案：答案：A说明：洛仑兹力有几个典型应用，说明：洛仑兹力有几个典型应用，1、

18、速度选择器，、速度选择器，2、质谱仪，质谱仪，3、磁流发电机，、磁流发电机，4、霍尔效应。近年高考时、霍尔效应。近年高考时有出现，请同学们查询资料，复习有关知识。有出现，请同学们查询资料，复习有关知识。专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第14页，本讲稿共25页主讲人：于向东主讲人：于向东例例5、03辽宁辽宁如图所示，如图所示，a、b是位于真空中的平行金是位于真空中的平行金属板，属板，a极带正电，极带正电，b极带负电，两板间的电场为匀强极带负电，两板

19、间的电场为匀强电场，场强为电场，场强为E，同时在两板之间的空间中加匀强磁，同时在两板之间的空间中加匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，一束，一束电子以大小为电子以大小为v。的速度从左边。的速度从左边s处沿图中虚线方向入处沿图中虚线方向入射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间沿虚线运射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间沿虚线运动，则动，则v。、。、E、B之间的关系是：之间的关系是：A、v。=E/B B、v。=B/E C、v。=E/B D、v。=B/E1.11.1例例1 1.v0ab+-答案：答案：A说明：洛仑兹力有几个典型应用，说明：洛仑兹力有

20、几个典型应用，1、速度选择器，、速度选择器，2、质谱仪，、质谱仪，3、磁流发电机，、磁流发电机，4、霍尔效应。近年高考、霍尔效应。近年高考时有出现，请同学们查询资料，复习有关知识。时有出现，请同学们查询资料，复习有关知识。专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回例例5、专题二专题二直流交流电路电磁感应电磁学部分第15页，本讲稿共25页专题专题专题专题二二二二主讲人：于向东主讲人：于向东一、概述一、概述 电磁学研究的对象从根本上说是电电磁学研究的对象从根本上说是电荷荷电荷在导体中运动电荷在导体中运动电流；

21、电流；具有大量电荷的导体在磁场中一起具有大量电荷的导体在磁场中一起运动运动感应电流；感应电流；具有大量电荷具有大量电荷的导体在一变化的磁场中的导体在一变化的磁场中感应电感应电流。电磁学一部分是研究流。电磁学一部分是研究“场场”，这部分研究这部分研究“路路”。1.11.1例例1 1专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场专题二专题二直流交流电路电磁感应一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回电磁学部分第16页，本讲稿共25页2.12.1主讲人：于向东主讲人：于向东例例1、94全国全国如图所示的电路中，电源的电如图所示的电路中，电源的电动势为动势

22、为E，电阻为，电阻为r，当可变电阻的滑片，当可变电阻的滑片P向向b点点移动时，电压表移动时，电压表V1的示数的示数U1与电压表与电压表V2的示数的示数U2的变化情况是：的变化情况是：A、U1变大，变大，U2变小变小 B、U1变大，变大，U2变大变大 C、U1变小，变小，U2变大变大 D、U1变小，变小，U2变大变大1.11.1例例1 1答案：答案：A专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场专题二专题二直流交流电路电磁感应一、概述一、概述 二、典型例题分析二、典型例题分析 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回abPV1V2说明：综合应用闭合电路的欧姆定律、部分电说明：综合应用闭合电路的欧姆定

23、律、部分电路的欧姆定律对电路进行动态分析，近年高考路的欧姆定律对电路进行动态分析，近年高考时有出现。时有出现。电磁学部分第17页，本讲稿共25页主讲人：于向东主讲人：于向东例例1、94全国全国如图所示的电路中，电源的电如图所示的电路中，电源的电动势为动势为E，电阻为，电阻为r，当可变电阻的滑片，当可变电阻的滑片P向向b点点移动时，电压表移动时，电压表V1的示数的示数U1与电压表与电压表V2的示数的示数U2的变化情况是：的变化情况是：A、U1变大，变大，U2变小变小 B、U1变大，变大，U2变大变大 C、U1变小，变小，U2变大变大 D、U1变小，变小，U2变大变大1.11.1例例1 1答案：答

24、案：A专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场专题二专题二直流交流电路电磁感应一、概述一、概述 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回abPV1V2说明：综合应用闭合电路的欧姆征律、部分电路的说明：综合应用闭合电路的欧姆征律、部分电路的欧姆定律对电路进行动态分析，近年高考时有出现。欧姆定律对电路进行动态分析，近年高考时有出现。二、典型例题分析二、典型例题分析 电磁学部分第18页，本讲稿共25页2.22.2主讲人：于向东主讲人：于向东例例2、如图所示的电路中，输入电压、如图所示的电路中，输入电压UAB=200V，可变，可变电阻的总阻值电阻的总阻值R0=150，允许通过的电流为，允许通过的电流为

25、4A，求，求（1）当输出端）当输出端a、b开路时开路时Uab的值；（的值；（2）当输出）当输出端接入端接入R=40的负截时，的负截时，Uab的可能变化范围。的可能变化范围。1.11.1例例1 1答案：答案：专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场专题二专题二直流交流电路电磁感应一、概述一、概述 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回ABabUab=200V;57.14V160V;二、典型例题分析二、典型例题分析 电磁学部分第19页，本讲稿共25页主讲人：于向东主讲人：于向东例例2、如图所示的电路中，输入电压、如图所示的电路中，输入电压UAB=200V，可变，可变电阻的总阻值电阻的总阻值R0=

26、150，允许通过的电流为，允许通过的电流为4A，求（求（1）当输出端）当输出端a、b开路时开路时Uab的值；（的值；（2）当输出）当输出端接入端接入R=40的负截时，的负截时，Uab的可能变化范围。的可能变化范围。1.11.1例例1 1答案：答案：专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场专题二专题二直流交流电路电磁感应一、概述一、概述 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回ABabUab=200V;57.14V160V;二、典型例题分析二、典型例题分析 电磁学部分第20页，本讲稿共25页2.32.3主讲人：于向东主讲人：于向东例例3、匝数为、匝数为N、面积为、面积为S、总电阻为、总电阻为R的

27、矩形闭合线圈，在磁感应强度为的矩形闭合线圈，在磁感应强度为B的的匀强磁场中按如图所示方向（俯视逆时匀强磁场中按如图所示方向（俯视逆时针）以角速度针）以角速度 绕轴绕轴OO 匀速转动，匀速转动，t=0时线圈平面与磁感线垂直，规定时线圈平面与磁感线垂直，规定adcba的方向为电流正方向，求：的方向为电流正方向，求：（1）线圈转动过程中感应电）线圈转动过程中感应电 动势瞬时值表达式动势瞬时值表达式 （2）线圈从图示位置开始到转过）线圈从图示位置开始到转过90的过程中的平的过程中的平 均感应电动势。均感应电动势。（3）线圈转动与图示位置成）线圈转动与图示位置成60时的瞬时电流时的瞬时电流 （4）线圈转

28、动一周过程中外力做的功。）线圈转动一周过程中外力做的功。1.11.1例例1 1专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场专题二专题二直流交流电路电磁感应一、概述一、概述 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回dabcOO 答案：答案：(1)e=NBs sin t(3)i=3 NBs /2R(2)E=2NBs/(4)W=N B s /R222二、典型例题分析二、典型例题分析 电磁学部分第21页，本讲稿共25页主讲人：于向东主讲人：于向东1.11.1例例1 1专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场专题二专题二直流交流电路电磁感应一、概述一、概述 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回说明：关于

29、交变电流必须分清瞬时值，最大值，说明：关于交变电流必须分清瞬时值，最大值，有效值，平均值。通常电器上标注的额定电压有效值，平均值。通常电器上标注的额定电压（或电流）都是有效值，求功求热都用有效值，（或电流）都是有效值，求功求热都用有效值，如保险丝的熔断电流；求电量用平均值。如保险丝的熔断电流；求电量用平均值。二、典型例题分析二、典型例题分析 电磁学部分第22页，本讲稿共25页2.42.4主讲人：于向东主讲人：于向东例例4、一根通有交变电流、一根通有交变电流i=Imsint 的长直导线的长直导线PQ与与一个断开的矩形金属框在同一平面内且相距很近，一个断开的矩形金属框在同一平面内且相距很近，如图所

30、示。设从如图所示。设从P到到Q为电流通过直导线的正方向，为电流通过直导线的正方向，若要使线框断开处的若要使线框断开处的M端电势高于端电势高于N端，则端，则PQ中的中的交变电流可能正经历着每个周期内的：交变电流可能正经历着每个周期内的：A、第一个、第一个1/4周期周期 B、第二个、第二个1/4周期周期 C、第三个、第三个1/4周期周期 D、第四个、第四个1/4周期周期1.11.1例例1 1专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场专题二专题二直流交流电路电磁感应一、概述一、概述 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回QMNP分析：分析：二、典型例题分析二、典型例题分析 电磁学部分第23页，本讲稿

31、共25页2.42.4主讲人：于向东主讲人：于向东1.11.1例例1 1专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场专题二专题二直流交流电路电磁感应一、概述一、概述 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回QMNP分析：分析：tiUt答案：答案：A、D说明：电磁感应现象中有互余关系，需引起注意说明：电磁感应现象中有互余关系，需引起注意二、典型例题分析二、典型例题分析 电磁学部分第24页，本讲稿共25页主讲人：于向东主讲人：于向东1.11.1例例1 1专题一专题一电场磁场电磁场电场磁场电磁场专题二专题二直流交流电路电磁感应一、概述一、概述 例例1、例例2、例例3、例例4、返回返回QMNP分析：分析：tiUt答案：答案：A、D说明：电磁感应现象中有许多互余关系，需引起注说明：电磁感应现象中有许多互余关系，需引起注意。意。二、典型例题分析二、典型例题分析 电磁学部分第25页，本讲稿共25页