高考物理三轮复习 电磁学专题课件 (2).ppt

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1、2011电磁学专题2021/8/11 星期三1 如图示电路中，六个电阻的阻值均相同，由于对如图示电路中，六个电阻的阻值均相同，由于对称性，电阻称性，电阻R2 上无电流流过，已知电阻上无电流流过，已知电阻R6 所消耗的所消耗的电功率为电功率为1W，则六个电阻所消耗的总功率为，则六个电阻所消耗的总功率为()A.6W B.5W C.3W D.2WR2R6解解：等效电路如中、右图示：等效电路如中、右图示：R6R6D2021/8/11 星期三2例例1、如图示：把电阻、电感线圈、电容器并联接到如图示：把电阻、电感线圈、电容器并联接到某一交流电源上，三个电流表的示数相同。若保某一交流电源上，三个电流表的示数

2、相同。若保持电源电压不变，而将频率减少，则三个电流表持电源电压不变，而将频率减少，则三个电流表的示数的示数I1、I2、I3 的大小关系是（的大小关系是（）A.I1=I2=I3 B.I1I2 I3C.I3 I1 I2 D.I2 I1 I3A1A2A3D2021/8/11 星期三3输入输入输出输出C L 例例2、如图示，线圈的自感和电容器的电容都很如图示，线圈的自感和电容器的电容都很小，这个电路的主要作用是小，这个电路的主要作用是（）A.阻直流，通交流，输出交变电流阻直流，通交流，输出交变电流B.阻交流，通直流，输出直流电阻交流，通直流，输出直流电C.阻高频，通低频，输出低频交变电流和直流电阻高频

3、，通低频，输出低频交变电流和直流电D.阻低频，通高频，输出高频交变流电阻低频，通高频，输出高频交变流电提示提示：XL=2f L 对高频阻抗大，对低频阻抗小对高频阻抗大，对低频阻抗小XC=12f C 对高频阻抗小，对低频阻抗大对高频阻抗小，对低频阻抗大C2021/8/11 星期三4 例例3家用日光灯电路如图示，家用日光灯电路如图示，S为为启动器，启动器，A为灯管，为灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原理，下列说法正确为镇流器，关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是：的是：（）A.镇流器镇流器的作用是将交流电变为直流电的作用是将交流电变为直流电B.在在日光灯的启动阶段，日光灯的启动阶段，镇流器能提

4、供一个瞬时镇流器能提供一个瞬时高高压，使灯管开始工作压，使灯管开始工作C.日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的D.日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的接辐射的S220VALB C2021/8/11 星期三5远远距距离离输输电电线线的的示示意意图图如如下下：若若发发电电机机的的输输出出电电压压不不变，则下列叙述中正确的是变，则下列叙述中正确的是()（A）升升压压变变压压器器的的原原线线圈圈中中的的电电流流与与用用户户用用电电设设备备消耗的功率消耗的功率无关无关（B）输输电电线线路路中中的的电电

5、流流只只由由升升压压变变压压器器原原线线圈圈的的匝匝数比决定数比决定（C）当当用用户户用用电电器器的的总总电电阻阻减减小小时时，输输电电线线上上损损失失的功率增大的功率增大（D）升升压压变变压压器器的的输输出出电电压压等等于于降降压压变变压压器器的的输输入入电压电压发电机发电机升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器输电线输电线用户用户C2021/8/11 星期三6 如如图图所所示示，理理想想变变压压器器的的原原、副副线线圈圈匝匝数数之之比比为为n1:n24:1，原原线线圈圈回回路路中中的的电电阻阻A与与副副线线圈圈回回路路中中的的负载电阻负载电阻B的阻值相等的阻值相等.a、b端加一定交流电压

6、后，端加一定交流电压后，两电阻消耗的电功率之比两电阻消耗的电功率之比PA:PB =_,两电阻两端电压之比两电阻两端电压之比UA:UB=_。ABabn1n2U1:161:42021/8/11 星期三7 如图示为一理想变压器的电路图，图中如图示为一理想变压器的电路图，图中S为单刀双掷为单刀双掷开关，开关，P为滑动变阻器为滑动变阻器R的滑动头，的滑动头，U1为加在原线圈两端为加在原线圈两端的交变电压，的交变电压，I1为原线圈中的电流，则下列说法中正为原线圈中的电流，则下列说法中正确的是确的是（）A.若保持若保持U1及及P的位置不变，的位置不变，S由由a合到合到b时，时，I1将增大将增大B.若保持若保

7、持U1及及P的位置不变，的位置不变，S由由b合到合到a 时，时，R消耗的消耗的功率将增大功率将增大C.若保持若保持U1不变，不变，S接在接在a处，使处，使P向上滑时，向上滑时，I1将增大将增大D.若保持若保持P的位置不变，的位置不变，S接在接在a处，使处，使U1增大，增大，I1将增大将增大U1abSPRI1解：解：PR=U22/R =(n2/n1)2U12/R=I1U1I1=(n2/n1)2U1/RA D2021/8/11 星期三8 甲乙两个完全相同的变压器如图示接在交流电路中，甲乙两个完全相同的变压器如图示接在交流电路中，两电阻之比两电阻之比R甲甲：R乙乙=2：1，甲变压器原线圈上电压为，甲

8、变压器原线圈上电压为U甲甲，副线圈上的电流为，副线圈上的电流为I甲甲，乙变压器原线圈上电压为，乙变压器原线圈上电压为U乙乙，副线圈上的电流为，副线圈上的电流为I乙乙，则有，则有（）A.U甲甲=U乙乙I甲甲=I乙乙B.U甲甲=2U乙乙I甲甲=I乙乙C.U甲甲=2U乙乙I乙乙=2I甲甲D.U甲甲=2U乙乙I甲甲=2I乙乙R乙乙R甲甲U甲甲U乙乙I甲甲I乙乙甲甲乙乙解：设原线圈中电流为解：设原线圈中电流为I0，I0甲甲=I0乙乙各只有一个副线圈，各只有一个副线圈，I甲甲=I乙乙P甲甲=I甲甲2 R甲甲=I0 U甲甲P乙乙=I乙乙2 R乙乙=I0 U乙乙 U甲甲=2U乙乙B2021/8/11 星期三9

9、 如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.20T，OCA金属导轨与金属导轨与OA金属直导轨分别在金属直导轨分别在O点和点和A点接一阻值为点接一阻值为R1=3.0和和R2=6.0 体积可忽略的定值电阻，导轨体积可忽略的定值电阻，导轨OCA的曲线方程的曲线方程为为y=1.0sin(/3 x)（m),金属棒金属棒ab平行于平行于y 轴，轴，长为长为1.5m，以速，以速度度v=5.0 m/s 水平向右匀速运动（水平向右匀速运动（b点始终在点始终在Ox轴上），设金属轴上），设金属棒与导轨接触良好，摩擦不计，电路中除了电阻棒与导轨接触良好，摩擦不

10、计，电路中除了电阻R1和和R2外，其余外，其余电阻均不计，求：电阻均不计，求：（1）金属棒在导轨上运动时）金属棒在导轨上运动时R1的最大功率的最大功率（2）金属棒在导轨上从）金属棒在导轨上从x=0到到x=3m的运动过程中，外力必须做的功的运动过程中，外力必须做的功R2R1AOCx/my/m1.0baB3.02021/8/11 星期三10R2R1AOCx/my/m1.0baB3.0解：解：（1）ab棒运动时产生感应电动势棒运动时产生感应电动势E=Byv画出等效电路如图示（不计电源内阻）：画出等效电路如图示（不计电源内阻）：baER1R236I 1=E/R1=1/3 ByvP1=I1 2R1=1/

11、9 B2 y2v2R1 P1m=1/9 B2 ym2 v2 R1 =1/90.041253=1/3 W（2）E=Byv y 所以所以E按正弦规律变化按正弦规律变化Em=By mv =0.21.05=1VE有有=0.707Vt=x/v=3/5=0.6sR并并=36/9=2 W=Q=E有有2/R并并t=0.5/20.6=0.15 J2021/8/11 星期三11 如图所示，如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C 处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），R1=4、R2=8，（导轨其它部分电阻不计），导轨（导轨其

12、它部分电阻不计），导轨OAC的形状满足方程的形状满足方程y=2 sin(/3 x)（单位：（单位：m),磁感应强度磁感应强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直的匀强磁场方向垂直于导轨平面，一足够长的金属棒在水平外力于导轨平面，一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的作用下，以恒定的速率速率v=5.0 m/s 水平向右在导轨上从水平向右在导轨上从O点滑动到点滑动到C点，棒与导轨接点，棒与导轨接触良好且始终保持与触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻，求：导轨垂直，不计棒的电阻，求：（1）外力）外力F 的最大值，的最大值，（2）金属棒在导轨上运动时电阻）金属棒在导轨上运动时电阻丝丝R1上消耗

13、的的最大功率上消耗的的最大功率（3）在滑动过程中通过金属棒）在滑动过程中通过金属棒的电流的电流I与时间与时间t 的关系。的关系。yR2R1COAxBv2021/8/11 星期三12解：解：（1）金属棒匀速运动时产生感应电动势金属棒匀速运动时产生感应电动势E=BLv 画出等效电路如图示（不计电源内阻）：画出等效电路如图示（不计电源内阻）：baER1R248I=E/R总总F外外=F安安=BIL=B2L2 v/R总总Lm=2sin/2=2m R总总=R1 R2/（R1+R2）=8/3 F max=B2Lm2 v/R总总=0.2222 5.0 3/8=0.3N （2）P1m=E 2/R1=B2Lm2

14、v2/R1=0.2222 5.02/4=1W （3）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化L=2 sin(/3 x)(m)x=vtE=BLv I=E/R总总=Bv/R总总 2 sin(/3 vt)=3/4 sin(5t/3)(安安)2021/8/11 星期三13 例例4、如图示，电阻均、如图示，电阻均为为r=0.5的导体的导体AB、CD，质量分别为质量分别为m、2m，分别在，分别在F=6N的外力作用下沿光的外力作用下沿光滑导轨向相反的方向由静止开始运动，匀强磁场垂直滑导轨向相反的方向由静止开始运动，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度纸面向里，磁感应强度B=0.

15、4T，两平行导轨间距离为，两平行导轨间距离为L=0.5m，导轨的电阻不计，所接电阻，导轨的电阻不计，所接电阻R=1，平行板，平行板电容器两板相距电容器两板相距1cm，求：，求：导体导体AB和和CD运动的最大速度运动的最大速度电容器两板间电场强度的大小和方向电容器两板间电场强度的大小和方向A BRF C DF2021/8/11 星期三14A BRF C DF解解：导体：导体AB和和CD运动时分别产生感应电动势运动时分别产生感应电动势E1、E2 E1=BLv1 E2=BLv2 AB和和CD分别受到安培力分别受到安培力f的作用的作用等效电路如图示：等效电路如图示：A BR C DFFff由动量守恒定

16、律由动量守恒定律mv1+2mv2=0I=(E1+E2)/(R+2r)=3BLv2/(R+2r)AB和和CD同时达到最大速度时同时达到最大速度时f=BImL=F v2m=F(R+2r)/3B2 L2=62/（3 42 0.52）=1m/sv1m=2m/sIm=F/BL=6/2=3AUR=IR=3V电场强度电场强度E=UR/d=3/0.01=300V/m 方向向左方向向左2021/8/11 星期三15如图所示如图所示,竖直放置的光滑平行金属导轨竖直放置的光滑平行金属导轨,相距相距l ,导轨一端接有一导轨一端接有一个电容器个电容器,电容量为电容量为C,匀强磁场垂直纸面向里匀强磁场垂直纸面向里,磁感应

17、强度为磁感应强度为B,质质量为量为m的金属棒的金属棒ab可紧贴导轨自由滑动可紧贴导轨自由滑动.现让现让ab由静止下滑由静止下滑,不考不考虑空气阻力虑空气阻力,也不考虑任何部分的电阻和自感作用也不考虑任何部分的电阻和自感作用.问金属棒的做问金属棒的做什么运动？棒落地时的速度为多大？什么运动？棒落地时的速度为多大？BClhm a b解：解：ab在在mg 作用下加速运动，经时间作用下加速运动，经时间t，速度增为，速度增为v，a=v/tmg产生感应电动势产生感应电动势E=Bl v 电容器带电量电容器带电量Q=CE=CBl v感应电流感应电流I=Q/t=CBL v/t=CBl a产生安培力产生安培力F=

18、BIl=CB2 l 2aF由牛顿运动定律由牛顿运动定律mg-F=mama=mg-CB2 l 2aa=mg/(m+C B2 l 2)ab做初速为零的匀加直线运动做初速为零的匀加直线运动,加速度加速度a=mg/(m+C B2 l 2)落地速度为落地速度为2021/8/11 星期三16 在光滑的水平面上，有一竖直向下的匀强磁在光滑的水平面上，有一竖直向下的匀强磁场，分布在宽度为场，分布在宽度为L 的区域内，的区域内，现有一边长为现有一边长为d（dL）的正方形闭合线框以垂直于磁场边界的）的正方形闭合线框以垂直于磁场边界的初速度初速度v0滑过磁场，线框刚好能穿过磁场，则线框滑过磁场，线框刚好能穿过磁场，

19、则线框在滑进磁场的过程中产生的热量在滑进磁场的过程中产生的热量Q1与滑出磁场的与滑出磁场的过程中产生的热量过程中产生的热量Q2之比为之比为 ()A.1：1 B.2：1 C.3：1 D.4：1v0 d L解：解：由动量定理由动量定理 F t=B2 L2 d/R=mv0 mv1 备注备注F t=B2 L2 d/R=mv1-0 v0=2v1由能量守恒定律由能量守恒定律1/2 mv02-1/2 mv12=Q11/2 mv12=Q2 Q1/Q2=3：1 C下页下页2021/8/11 星期三17v0 d设线框即将进入磁场时的速度为设线框即将进入磁场时的速度为v0，全部进入磁场时的速度为，全部进入磁场时的速

20、度为vt将线框进入的过程分成很多小段将线框进入的过程分成很多小段,每一段的运动可以看成是每一段的运动可以看成是速度为速度为vi 的匀速运动的匀速运动,对每一小段，由动量定理对每一小段，由动量定理:f1 t=B2 L2 v0 t/R=mv0 mv1 （1）f2 t=B2 L2 v1 t/R=mv1 mv2 （2）f3 t=B2 L2 v2 t/R=mv2 mv3 （3）f4 t=B2 L2 v3 t/R=mv3 mv4 （4）fn t=B2 L2 vn-1 t/R=mvn-1 mvt （n）v0 t+v1 t+v2 t+v3 t+vn-1 t+vn t=d 将各式相加，得将各式相加，得B2 L2

21、 d/R=mv0 mvt 可见速度的变化跟位移成线性关系可见速度的变化跟位移成线性关系2021/8/11 星期三18例例5、如图示，匀强磁场的磁感应强度为、如图示，匀强磁场的磁感应强度为B，导体棒，导体棒ab与光滑导轨接触良好，有效长度为与光滑导轨接触良好，有效长度为L，外电阻为，外电阻为R，现用外力使导体棒以，现用外力使导体棒以O O为平衡位置做简谐运动，为平衡位置做简谐运动，其周期为其周期为T，棒经，棒经O O时的速度为时的速度为V，试求：将棒从，试求：将棒从左边最大位置移至平衡位置的过程中，外力所做的左边最大位置移至平衡位置的过程中，外力所做的功（已知棒的质量为功（已知棒的质量为m）OB

22、ORba2021/8/11 星期三19OBORba解解：ab做简谐运动时的速度为做简谐运动时的速度为v，则产生的感应电动势为：则产生的感应电动势为：E=BLv=BLVsint 正弦交流电正弦交流电其最大值为其最大值为Em=BLV有效值为有效值为E=0.707BLV产生的感应电流功率为产生的感应电流功率为P=E2/R=（BLV）22R运动的时间为运动的时间为t=T/4产生的感应电能为产生的感应电能为W电电=Pt=（BLV）2T8R由能量守恒定律得由能量守恒定律得WF=W电电+1/2 m V2=（BLV）2T8R+1/2 m V2题目题目2021/8/11 星期三20练习、练习、如图示为间距为如图

23、示为间距为L 的光滑平行金属导轨，水平的光滑平行金属导轨，水平地放在竖直方向的磁感应强度为地放在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一的匀强磁场中，一端电阻端电阻R，一电阻是，一电阻是r、质量为、质量为m的导体棒的导体棒ab放置在导放置在导轨上，在外力轨上，在外力F作用下从作用下从t=0的时刻开始运动，其速度的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为随时间的变化规律为V=Vmsin t，不计导轨电阻，试，不计导轨电阻，试求：求：从从t=0到到t=2/时间内电阻时间内电阻R产生的热量产生的热量从从t=0到到t=/2 时间内外力时间内外力F所做的功所做的功BRba2021/8/11 星期三21解解

24、：BRbarab运动时的速度为运动时的速度为V=Vmsin t，则产生的感应电动势为：则产生的感应电动势为：E=BLV=BLVmsint 正弦交流电正弦交流电其最大值为其最大值为Em=BLVm有效值为有效值为E=0.71BLVmRbarE I=E/（R+r）电阻电阻R产生的热量为产生的热量为Q=I2 Rt =（0.71BLVm）2（R+r）2 R 2/=R B 2 L 2 Vm2（R+r）2由能量守恒定律，外力由能量守恒定律，外力F所做的功转化为电能和动能所做的功转化为电能和动能WF=W电电+1/2 m V2=/2 （BLVm）22（R+r）+1/2 m V2 =B 2 L 2 Vm24（R+

25、r）+1/2 m Vm2 2021/8/11 星期三22B1 B2 ba如图示如图示,螺线管匝数螺线管匝数n=4,截面积截面积.S=0.1m2,管内匀强磁场以管内匀强磁场以B1/t=10T/s 逐渐增强逐渐增强,螺线管两端分别与两根竖直平面内的平螺线管两端分别与两根竖直平面内的平行光滑直导轨相接行光滑直导轨相接,垂直导轨的水平匀强磁场垂直导轨的水平匀强磁场B2=2T,现在导轨现在导轨上垂直放置一根质量上垂直放置一根质量m=0.02kg,长长l=0.1m的铜棒的铜棒,回路总电阻为回路总电阻为R=5,试求铜棒从静止下落的最大速度试求铜棒从静止下落的最大速度.(g=10m/s2)解解:螺线管产生螺线

26、管产生感生电动势感生电动势E1=nS B1/t=4V 方向如图示方向如图示mgF1I1=0.8A F1=B2 I1 L=0.16N mg=0.2N mg F1 ab做加速运动做加速运动,又产生感应电动势又产生感应电动势E2,（动生电动势动生电动势）mgF2当达到稳定状态时当达到稳定状态时,F2=mg=0.2NF2=BI2 L I2=1AI2=(E1+E2)/R=(4+E2)/5=1AE2=1V=BLvmvm=5m/s2021/8/11 星期三23如如图图所所示示，两两根根平平行行金金属属导导轨轨固固定定在在水水平平桌桌面面上上，每每根根导导轨轨每每米米的的电电阻阻为为r r0 0=0.10=0

27、.10/m/m，导导轨轨的的端端点点P P、Q Q用用电电阻阻可可忽忽略略的的导导线线相相连连，两两导导轨轨间间的的距距离离 l l=0.20m.=0.20m.有有随随时时间间变变化化的的匀匀强强磁磁场场垂垂直直于于桌桌面面，已已知知磁磁感感强强度度B B与与时时间间t t 的的关关系系为为B=kt,B=kt,比比例例系系数数k=0.020T/s.k=0.020T/s.一一电电阻阻不不计计的的金金属属杆杆可可在在导导轨轨上上无无摩摩擦擦地地滑滑动动，在在滑滑动动过过程程中中保保持持与与导导轨轨垂垂直直，在在t=0t=0时时刻刻，金金属属杆杆紧紧靠靠在在P P、Q Q端端，在在外外力力作作用用下

28、下，杆杆以以恒恒定定的的加加速速度度从从静静止止开开始始向向导导轨轨的另一端滑动，求在的另一端滑动，求在t=6.0st=6.0s时金属杆所受的安培力时金属杆所受的安培力.QP2021/8/11 星期三24解：解：以以a 表示金属杆运动的加速度，表示金属杆运动的加速度，QP在在t 时刻，金属杆与初始位置的距离时刻，金属杆与初始位置的距离L=1/2 a t2此时杆的速度此时杆的速度v=a t，这时，杆与导轨构成的回路的面积这时，杆与导轨构成的回路的面积S=Ll，回路中的感应电动势回路中的感应电动势E=SB/t +Bl v=Sk+Bl v回路的总电阻回路的总电阻R=2Lr0回路中的感应电流回路中的感

29、应电流i =E/R作用于杆的安培力作用于杆的安培力F=B l i解得解得F=3k2 l 2 t 2r0，代入数据为代入数据为F=1.4410-3 N2021/8/11 星期三25 例例6如图所示，两根相距为的足够长的平行金属导轨位于水平如图所示，两根相距为的足够长的平行金属导轨位于水平的的xOy平面内，一端接有阻值为的电阻在平面内，一端接有阻值为的电阻在x0 的一侧存在沿的一侧存在沿竖直方向的非均匀磁场，磁感强度竖直方向的非均匀磁场，磁感强度B随随x的增大而增大，的增大而增大，Bx，式中的是一常量一金属直杆与金属导轨垂直，可在导轨上滑式中的是一常量一金属直杆与金属导轨垂直，可在导轨上滑动当动当

30、0 时位于时位于x0处，速度为处，速度为，方向沿，方向沿x轴的正方向轴的正方向在运动过程中，有一大小可调节的外力作用于金属杆以保持金在运动过程中，有一大小可调节的外力作用于金属杆以保持金属杆的加速度恒定，大小为，方向沿属杆的加速度恒定，大小为，方向沿x轴的负方向设除外接轴的负方向设除外接的电阻的电阻R外，所有其他电阻都可以忽略问：外，所有其他电阻都可以忽略问：（1）该回路中的感应电流持续的时间多长？）该回路中的感应电流持续的时间多长？（2）当金属杆的速度大小为）当金属杆的速度大小为2 时，回路中的感应电动势时，回路中的感应电动势有多大？有多大？dBOxy v0R2021/8/11 星期三26解

31、解:dBOxy v0R（1）金属杆在导轨上先是向右做加速度为的匀减速直）金属杆在导轨上先是向右做加速度为的匀减速直线运动，到导轨右方最远处速度为零，后又沿导轨向左做线运动，到导轨右方最远处速度为零，后又沿导轨向左做加速度为的匀加速直线运动当过了加速度为的匀加速直线运动当过了y 轴后，由于已离轴后，由于已离开了磁场区，故回路不再有感应电流开了磁场区，故回路不再有感应电流以以表示金属杆做匀减速运动的时间，有表示金属杆做匀减速运动的时间，有/从而，回路中感应电流持续的时间从而，回路中感应电流持续的时间T22（2 2）以）以x x表示金属杆的速度变为表示金属杆的速度变为2 2 时它所在的时它所在的x

32、x 坐标，坐标，由由22x，可得可得x328，从而，此时金属杆所在处的磁感强度从而，此时金属杆所在处的磁感强度Bx38所以，此时回路中的感应电动势所以，此时回路中的感应电动势EBd316 2021/8/11 星期三27 例例7：水平放置的导轨处于垂直轨道平面的匀强磁水平放置的导轨处于垂直轨道平面的匀强磁场中，今从静止起用力拉金属棒场中，今从静止起用力拉金属棒ab，若拉力为恒力，若拉力为恒力，经经t1 秒秒ab的速度为的速度为v，加速度为，加速度为a1，最终速度为，最终速度为2v,若若拉力的功率恒定，经拉力的功率恒定，经t2秒秒ab的速度为的速度为v，加速度为，加速度为a2，最终速度为最终速度为

33、2v,求求a1和和a2的关系的关系 B Bb ba aR RF 安安1atv 2vFFF 安安解：解：拉力为恒力：拉力为恒力：最终有最终有F=F安安=B2 L2 2v/Ra1=(F-B2 L2 v/R)/m=F/m -B2 L2 v/mR=B2 L2 v/mR拉力的功率恒定：拉力的功率恒定：F=F安安=P/2v=B2 L2 2v/R P/v=4B2 L2 v/Ra2=(F2-F安安)/m=P/v-B2 L2 v/R/m=3B2 L2 v/mRa2=3a12021/8/11 星期三28BNMQP例例8、如图示，、如图示，U形导体框架的宽度形导体框架的宽度L=0.5m，电阻忽略，电阻忽略不计，其所

34、在平面与水平面成不计，其所在平面与水平面成=30，一根质量，一根质量m=0.1kg、有效电阻、有效电阻R=0.5的导体棒的导体棒MN垂直跨放在垂直跨放在U形框架上，离形框架上，离PQ的距离为的距离为b=0.2m，整个装置处于与滑，整个装置处于与滑轨平面正交、磁感应强度按轨平面正交、磁感应强度按B=0.2t2 T规律变化的磁场规律变化的磁场中，中，t=0时导体恰好静止，（时导体恰好静止，（g=10m/s2）求：）求：经过多少时间导体开始滑动经过多少时间导体开始滑动这段时间内通过导体棒横截面的电量这段时间内通过导体棒横截面的电量2021/8/11 星期三29BNMQP解：解：t=0时时B=0，恰好

35、静止，恰好静止fm=mgsin 30=0.5NE=/t=Lb B/t=0.50.2 0.4t=0.04t伏伏I=E/R=0.08 t 安安导体开始滑动时，受力如图示导体开始滑动时，受力如图示NBILmg NfmBIL=fm+mgsin 30=1N0.2 t20.08 t0.5=1t3=1/0.008 t=5秒秒 I=E/R=/R tq=I t=BLb/R=0.2250.50.2/0.5=1库仑库仑2021/8/11 星期三30例例9、一一质质量量为为M=1kg 的的小小车车上上固固定定有有一一质质量量为为m=0.2 kg，高高l=0.05m、电电阻阻R=100的的100匝匝矩矩形形线线圈圈，一

36、一起起静静止止在在光光滑滑水水平平面面上上，现现有有一一质质量量为为m0 的的子子弹弹以以v0=110m/s 的的水水平平速速度度射射入入小小车车中中，并并随随小小车车线线圈圈一一起起进进入入一一与与线线圈圈平平面面垂垂直直，磁磁感感强强度度B=1.0T 的的水水平平匀匀强强磁磁场场中中如如图图甲甲所所地地，小小车车运运动动过过程程的的vs 图象如图乙所示。求：图象如图乙所示。求：（1）子弹的质量）子弹的质量m0为为。（2）图乙中）图乙中s=10cm时线圈中的电流强度时线圈中的电流强度I为为。（3在进入过程中通过线圈某一截面的电量为在进入过程中通过线圈某一截面的电量为。（4）求出线圈小车通过磁

37、场的过程中线圈电阻的发热量为）求出线圈小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量为。v0l50010203040510s/cmV/ms1822021/8/11 星期三31解：解：由图象可知：进入磁场时由图象可知：进入磁场时，v1=10m/s由动量守恒定律由动量守恒定律m0v0=(M+m+m0)v1 m0=0.12kg由图象可知：由图象可知：s=10cm v2=8m/sE=nBLv2=10010.058=40V I=E/R=0.4A由图象可知：线圈宽度为由图象可知：线圈宽度为d=10cmq=I t=n /R=10010.10.05/100=510-3 C 由图象可知：出磁场时由图象可知：出磁场时，vt

38、=2m/sQ=1/2(M+m+m0)(v12 vt2)=1/21.32(100-4)=63.4J 思考：为什么思考：为什么v-s图象是三段折线？图象是三段折线？2021/8/11 星期三32 图图1为为某某一一热热敏敏电电阻阻R(电电阻阻值值随随温温度度的的改改变变而而改改变变，且且对对温温度度很很敏感敏感)的的I-U关系曲线图。关系曲线图。为为了了通通过过测测量量得得到到图图1所所示示I-U关关系系的的完完整整曲曲线线，在在图图2和和图图3两两个电路中应选择的是图个电路中应选择的是图；简要说明理由：；简要说明理由：。（电电源源电电动动势势为为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为，内阻不计，滑线

39、变阻器的阻值为0-100）在在图图4电电路路中中，电电源源电电压压恒恒为为9V，电电流流表表读读数数为为70mA，定定值值电电阻阻R1=250。由由热热敏敏电电阻阻的的I-U关关系系曲曲线线可可知知，热热敏敏电电阻阻两两端端的的电电压为压为_V；电阻；电阻R2的阻值为的阻值为。举出一个可以应用热敏电阻的例子：举出一个可以应用热敏电阻的例子：_。VA图图2VA图图3I/mAU/V1 2 3 4 5 6 7500图图110203040AR1R2热热敏敏电电阻阻9V图图4R2电压可从电压可从0V调到所需电压，调节范围较大调到所需电压，调节范围较大解解:I1=9/250=0.036A=36mA I2=

40、34mA 由图由图1得得UR=5.2V 5.2 R2=(9-5.2)/0.034=111.8 111.6112.0 热敏温度计热敏温度计2021/8/11 星期三33 如图示，如图示，、为两匀强磁场区，磁感应强度均为两匀强磁场区，磁感应强度均为为B，方向如图示，两区域中间为宽，方向如图示，两区域中间为宽L/2的无磁场区的无磁场区，有一边长为，有一边长为L、粗细均匀、各边电阻为、粗细均匀、各边电阻为R的正方的正方形金属框形金属框abcd置于区域置于区域，ab 边与磁场边界平行，边与磁场边界平行，现拉着金属框以速度现拉着金属框以速度v水平向右匀速运动，则水平向右匀速运动，则（1）分别求出当）分别求

41、出当ab边刚进入中央无磁场区边刚进入中央无磁场区和进入和进入磁场区磁场区时，通过时，通过ab 边的电流大小和方向边的电流大小和方向.（2）画出金属框从区域）画出金属框从区域刚出来到完全拉入区域刚出来到完全拉入区域过程中水平拉力与时间的关系图象过程中水平拉力与时间的关系图象.（3）求上述）求上述（2）过程）过程中拉力所做的功中拉力所做的功dabc2021/8/11 星期三34dabc解解：（：（1）ab刚进入刚进入，cd边产生边产生EEE=BLv I1=BLv/4R 顺时针方向顺时针方向dabcab刚进入刚进入，ab、cd边都产生边都产生E EEI2=2BLv/4R 逆时针方向逆时针方向（2）a

42、b刚进入刚进入，F1=BI1L=B2L2v/4RF1ab刚进入刚进入，F2=2BI2L=B2L2v/R F2ab进入进入，cd 还在还在，ab边产生边产生E F3=BI3L=BI1L=B2L2v/4R三段时间都为三段时间都为L/2vF-t 图象如右图示图象如右图示0tFB2L2v/RB2L2v/4RL/2vL/v 3L/2v（3）W=F1L/2+F2L/2+F3L/2 =3B2L3v/4R2021/8/11 星期三35例例10、如图所示，如图所示，PR是一块长为是一块长为L=4米的绝缘平板固定在水平米的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于地面上，整个空间有一个平行于PR的匀强电场的匀

43、强电场E，在板的右半，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B，一个质量为，一个质量为m=0.1千千克、带电量为克、带电量为q=0.5库仑的物体，从板的库仑的物体，从板的P端由静止开始在电场端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板速运动。当物体碰到板R端挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去端挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在速运动停在C点，点，

44、PC=L/4，物体与平板间的动摩擦因素为，物体与平板间的动摩擦因素为=0.4。求：求：判断物体带电性质，正电还是负电荷？判断物体带电性质，正电还是负电荷？物体与挡板碰撞前后的速度物体与挡板碰撞前后的速度v1和和v2；磁感强度磁感强度B的大小；的大小；电场强度电场强度E的大小和方向的大小和方向。EBRPCD2021/8/11 星期三36BRPCv2Da解：解：返回时，返回时，RD无电场力，能作匀速运动，表明无摩擦力无电场力，能作匀速运动，表明无摩擦力qv2B向上，向上，物体带正电物体带正电。受力如图。受力如图a 示示qv2B=mg mgqv2BD C，无磁场力，无磁场力，-mg0.25L=1/2

45、mv22 P D，加速，加速，E向右向右(qE mg)1/2L=1/2mv12 EBRPCv1DbD R，受力如图，受力如图b 示示mg qv1BqEN N qE=(mg+qv1B)解解得得qv1B=2N qv2B=1N qE=1.2N v1=5.66m/s v2=2.83m/s B=0.71T E=2.4V/m 方向向右方向向右2021/8/11 星期三37 例例11、某空间存在着一个变化的电场和一个变化的磁场，如某空间存在着一个变化的电场和一个变化的磁场，如图示，电场方向由图示，电场方向由B到到C，在，在A点，从点，从t=1s末开始，每隔末开始，每隔2s有一个有一个相同的带电粒子（不计重力

46、）沿相同的带电粒子（不计重力）沿AB方向（垂直于方向（垂直于BC）以速度）以速度v 射出，恰好能击中射出，恰好能击中C点，若点，若AC=2BC，且粒子在，且粒子在AC间运动的时间间运动的时间小于小于1s。试问：。试问：1.图线上图线上E和和B的比值有多大？磁感应强度的比值有多大？磁感应强度B 的方向如何？的方向如何？2.若第一个粒子击中若第一个粒子击中C点的时刻已知为（点的时刻已知为（1s+t），那么第二个），那么第二个粒子击中粒子击中C点为何时刻？点为何时刻？ABC246Et/sBt/s2462021/8/11 星期三38解：解：在在1s末末,粒子在磁场中受洛仑兹力做匀速圆周运动粒子在磁场中

47、受洛仑兹力做匀速圆周运动,令令BC=y不不难得到难得到:AC=2y,R=mv/qB=2y B=mv/2qyABCqvBRyxv2y60在在3s末末,第二个粒子在电场中受电场力做类似平抛运动第二个粒子在电场中受电场力做类似平抛运动,qE E/B=4v/3第一个粒子经过第一个粒子经过t击中击中C点，点，t=1/6T=m/3qB第二个粒子击中第二个粒子击中C点经过点经过t 秒秒第二个粒子击中第二个粒子击中C点的时刻为点的时刻为3+t 秒秒2021/8/11 星期三39 某某同同学学对对黑黑箱箱(见见图图1)中中一一个个电电学学元元件件的的伏伏安安特特性性进进行行研研究究通通过过正正确确测测量量，他他

48、发发现现该该元元件件两两端端的的电电压压Uab(Uab=Ua-Ub)与与流流过过它它的电流的电流I 之间的变化关系有如下规律之间的变化关系有如下规律当当-15V Uab 0V 时，时，I 近似为零近似为零当当Uab0时，时，Uab和和I 的实验数据见下表：的实验数据见下表：（1）在在图图2中中画画出出Uab0时时该该元元件件的的伏伏安安特特性性曲曲线线(可可用用铅铅笔作图笔作图)（2）根根 据据 上上 述述 实实 验验 事事 实实 该该 元元 件件 具具 有有 的的 特特 性性 是是_。编号编号1234567Uab/V0.0000.2450.4800.6500.7050.7250.745I/m

49、A0.000.150.250.601.704.257.50ba图图1见下页见下页单向导电性单向导电性2021/8/11 星期三40（3）若将此黑箱接入图）若将此黑箱接入图3电路中，并在该电路的电路中，并在该电路的cd两端输入如两端输入如图图4(甲甲)所示的方波电压信号所示的方波电压信号ucd,请在图请在图4(乙乙)中定性画出负载电阻中定性画出负载电阻RL上的电压信号上的电压信号uef的波形的波形baucduefc fedRL3k图图3t/st/sucd/V 12-12B/T00uef /V(甲甲)图图4(乙乙)0Uab/VI/mA0.88.00.10.20.30.40.50.60.71.02.

50、03.04.05.06.07.0编号1234567Uab/V00.2450.4800.6500.7050.7250.745I/mA00.150.250.601.704.257.50题目题目2021/8/11 星期三41 如如图图所所示示，一一个个变变压压器器(可可视视为为理理想想变变压压器器)的的原原线线圈圈接接在在220V的的市市电电上上，向向额额定定电电压压为为1.80104V的的霓霓虹虹灯灯供供电电，使使它它正正常常发发光光为为了了安安全全，需需在在原原线线圈圈回回路路中中接接入入熔熔断断器器，使使副副线线圈圈电电路路中电流超过中电流超过12mA时，熔丝就熔断时，熔丝就熔断（1）熔丝的熔