高中物理奥林匹克竞赛专题——磁场小结及题解课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十章,磁场小结,【基本要求】,1.明确磁距、磁感应强度、磁感应线、磁通量等概念。,2.了解毕奥萨伐尔定律，掌握直电流和元电流的磁场公式，会计算各种直、元电流组合产生的磁场。,3.掌握安培定律，并能计算载流直导线所受磁场力。,4.掌握洛仑兹力的意义，会求运动带电粒子所受磁场力，并能判断受力放向。,第十章磁场小结【基本要求】,1,第十章,磁场小结,【基本要求】,5.掌握载流平面线圈在均匀磁场中所受的磁力距公式，会应用来求线圈所受磁力距并判断力矩的方向。,第十章磁场小结【基本要求】,2,【主要内容】,一.基本概念,1.线圈磁距：,2.磁感应强度：,3.磁场的形象描述：,（1）磁感应线；,（2）磁通量：,【主要内容】,3,二、基本规律,1.,毕奥萨伐尔定律：,任意电流的磁场：,2.安培定律：,载流导线所受磁场力：,3.洛仑兹力：,方向：沿,v,B,的方向,矢量式：,f=q v B,二、基本规律方向：沿 v B 的方向,4,三、基本公式,1.直电流的磁场：,无限长直电流：,半无限长直电流：,在直电流上或直电流的延长线上：,方向：电流与磁场成右螺旋。,三、基本公式,5,2.,圆电流轴线上的磁场：,1.圆心处，,x,=0,2.半圆电流在圆心处的磁场：,3.弧长为,l,的圆弧在圆心处的磁场：,方向：均与电流成右螺旋方向,(+x),2.圆电流轴线上的磁场：,6,3.载流线圈在均匀磁场中所受磁力距公式:,矢量式：,3.载流线圈在均匀磁场中所受磁力距公式:矢量式：,7,第十一章电磁感应小结：,【基本要求】,1.掌握楞次定律、法拉第电磁感应定律，会用楞次定律判断感应电流的方向，会用法拉第电磁感应定律计算感应电动势。,【基本内容】,1.楞次定律：,2.法拉第电磁感应定律：,多匝线圈：,第十一章电磁感应小结：多匝线圈：,8,第十章电流的磁场题解,1.真空中有两根互相平行的无限长直导线L,1,和L,2,，相距0.10m，通有方向相反的电流，I,1,=10A，I,2,=20A，如图所示，A、B两点与导线在同一平面内，这两点与导线I,2,的距离均为0.05m。试求（1）A、B两点处的磁感应强度；（2）磁感应强度为零的点的位置。,解,:,0.05m,0.05m,0.05m,L,1,I,1,L,2,I,2,A,B,第十章电流的磁场题解1.真空中有两根互相平行的无限长直导线L,9,(1),L,1,的电流在A点所产生的磁感应强度:,L,2,的电流在A点所产生的磁感应强度:,方向都垂直纸面向里,(1)L1的电流在A点所产生的磁感应强度:L2的电流在A点,10,A点的合磁感应强度：,方向：都垂直纸面向里,A点的合磁感应强度：方向：都垂直纸面向里,11,方向：垂直于纸面向里。,(2),L,1,和L,2,的电流在B点所产生的磁感应强度分别为:,方向：垂直于纸面向外,(2)L1和L2的电流在B点所产生的磁感应强度分别为:,12,B点的合磁感应强度：,方向：垂直于纸面向外,B点的合磁感应强度：,13,则：，方向相反，在L,1,的外侧。,故：,(3)设磁感应强度为零的点距,L,1,距离为r,1,，距L,2,距离为r,2,，,r,1,L,1,I,1,L,2,I,2,C,r,2,求解得：,故：该点在,距,L,1,距离0.1m，距L,2,距离为r,2,，,则：，方向相反，,14,故：该点在纸面内,距,L,1,外侧0.1m，距L,2,0.2m的平行于导线的直线上。,2.如图所示，载有电流I=2.0A的无限长直导线，中部弯成半径r=0.10m的半圆环。求环中心O点的磁感应强度。,解：,I,I,O,1,2,3,r,故：该点在纸面内距L1外侧0.1m，距L20.2m的平行于导,15,解：,由磁场叠加有,又：,方向：垂直于纸面向外,解：,16,3.,一根载有电流I的长直导线沿半径方向接到均匀铜环的A点，然后从铜环的B点沿半径方向引出，如图所示，求环中心磁感应强度。,解：因为O点在引入和,引出的两根长直导线的,延长线上，故两段载流,直导线部分在O点所产生磁感应强度为零。,设铜环上两支路的电流分别是I,1,和I,2,，流经的圆弧长度分别是,l,1,和,l,2,，则I,1,和I,2,在O点产生的磁感应强度分别为：,I,O,R,I,A,B,I,1,I,2,3.一根载有电流I的长直导线沿半径方向接到均匀铜环的A点，,17,由：弧长为,l,的圆弧,在圆心处的磁场：,有：,方向：,方向：,因两段圆弧并联，且导线的电阻与其长度成正比，所以：,由：弧长为l的圆弧有：方向：方向：因两段圆弧并联，且导线的电,18,即：,因此：而方向相反，,故O点的磁感应强度：,即：,19,10.如图所示，一条无限长直载流导线通有电流 I,1,，另一载有电流 I,2,，长度为,l,的直导线AB与它互相垂直放置，A端与直导线相距为d，试求导线AB所受的安培力。,解：I,1,产生磁场：,电流元 受力：,导线,l,受力：,I,1,I,2,l,10.如图所示，一条无限长直载流导线通有电流 I1，另一,20,方向：竖直向上。,方向：竖直向上。,21,11.如图所示，一根长直导线载有电流 I,1,30A，,与它同一平面的矩形线圈ABCD载有电流 I,2,10A，试计算作用在矩形线圈的合力。已知,d=1.0cm，b=9.0cm，,l,=12cm。,I,1,I,2,A,D C,b,l,解：矩形线圈上、下两段导线所受安培力大小相等方向相反，相互抵消。,AD端：,方向向左,11.如图所示，一根长直导线载有电流 I1 30A，I1,22,BC端：,方向向右,线圈所受合力的大小：,（方向：向左指向导线）,BC端：方向向右线圈所受合力的大小：（方向：向左指向导线）,23,13.如图所示，一根长直导线载有电流 30A，离,导线3.0cm处有一电子以速率2.0,10,7,m.s,-1,运动，,求以下三种情况作用左电子上的洛沦兹力：,（1）电子的速度,v,平行于导线；,（2）速度,v,垂直于导线并指向导线；,（3）速度,v,垂直于导线和电子所构成的平面。,I,v,v,(1),(3),v,(2),B,a,13.如图所示，一根长直导线载有电流 30A，离Ivv,24,解：,I,产生磁场：,（方向如图）,运动电子所受洛沦兹力：,(1),v,平行于导线，则,方向：若,v,与,B,同向，则f垂直于导线指向外；,若,v,与,B,反向，则f垂直于导线指向导线；,解：I 产生磁场：（方向如图）运动电子所受洛沦兹力：(1),25,(2),v,垂直于导线，且,所以：大小与（1）相同，,方向：与电流方向相同；,(3),v,与B同向，洛沦兹力为0。,(2)v 垂直于导线，且所以：大小与（1）相同，(3)v,26,14.如图所示，一个电子在,B,=5.0,10,-4,T,的磁场中作圆周运动，圆周半径,r,=2.2cm，磁感应强度,B,垂直于纸面向外，当电子运动到A点时，速度方向如图所示。,（1）试画出电子运动的轨道；,（2）求出运动速度,v,的大小；,（3）求出电子的动能,E,k,。,解：(1)电子运动轨道如图；,（2）洛沦兹力提供电子,作圆周运动的向心力：,B,f,v,e,r,14.如图所示，一个电子在 B=5.010-4T的磁场,27,（3）电子的动能为：,（3）电子的动能为：,28,第十一章作业,1.如图所示，一长直导线载有,I,=5.0A的电流，旁边有一矩形线圈,ABCD,与它在同一平面上，长边与长直导线平行。,AD,边与导线相距,d,=0.10m，矩形线圈长,l,1,=0.20m，宽,l,2,=0.10m，共有100匝。当线圈以,v,=3.0m.s,-1,的速度垂直与长直导线向右运动时，求线圈中的感应电动势。,第十一章作业,29,I,l,1,A,D C,l,2,v,d,=,Bds,解：法拉第电磁感应定律：,首先求出线圈的磁通量,：,先微分，求出ds,d,0,x,I,30,t时刻线圈回路的磁通量：,注：,因为,x,1,=,x,1,(t)，所以,（t）,t时刻线圈回路的磁通量：注：因为x1=x1(t)，所以,31,法拉第电磁感应定律：,注：,因为,x,1,=,x,1,(t)，所以,(t)，,I,=,i,(t),法拉第电磁感应定律：注：因为x1=x1(t)，所以(t,32,如图线圈所在位置线圈中的感应电动势：,如图线圈所在位置线圈中的感应电动势：,33,2.,如果上题中的线圈保持不动，长直导线通以交变电流I=10sin（100,t,）A，t的单位为秒，求线圈中的感应电动势。,I,l,1,A,D C,l,2,v,d,=,Bds,0,x,v,解：法拉第电磁感应定律：,首先求出线圈的磁通量,：,先微分，求出ds,d,2.如果上题中的线圈保持不动，长直导线通以交变电流I=10s,34,t时刻线圈回路的磁通量：,t时刻线圈回路的磁通量：,35,高中物理奥林匹克竞赛专题磁场小结及题解课件,36,11.每天提醒自己，不要忘记理想，不要忘记目标。,7.没有天生的信心，只有不断培养的信心。,8.行动不一定带来快乐，而无行动则决无快乐。,7.未必钱多乐便多，财多累己招烦恼。清贫乐道真自在，无牵无挂乐逍遥。,18.成功决不喜欢会见懒汉，而是唤醒懒汉。,10.为自己的事业日夜兼程，总想着出人头地;为自己喜爱的人身心疲惫，总想着朝夕相处;为自己的兄弟在所不辞，总想着手足情深。,5.你曾打开窗户，让我向外面的世界张望;你还用生硬的手拍打掉我从乡里带来的一身黄土，把你充满碳烟味的标志印烙在我的身上，老实说，你也没有能拍打净我身上的黄土;但我的身上确是烙下了你的印记!,14.即使爬到最高的山上，一次也只能脚踏实地地迈一步。,12.相信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量。,19.宁可辛苦一阵子，不要苦一辈子。,15.不要因为一段感情，就彻底的对爱情失去占有欲，步入黑暗的角落。,12.读书人的命运在外人看来是崇高的，在读书人自己看来是凄凉的，在某些有权位的人看来，读书是消遣，消遣就可有可无，有所谓也无所谓。所以，只有读书人自己才能体会其中的甘苦。,15.我不会因为没有掌声而放弃自己的梦想。,7.只有自己诚心待人，别人才有可能对自己以诚相待。,2.天才就是最强有力的牛，他们一刻不停地，一天要工作小时。,10.世上最重要的事，不在于我们在何处，而在于我们朝着什么方向走。,2.如果做一粒尘埃，就用飞舞诠释生命的内涵;如果是一滴雨，就倾尽温柔滋润大地。人生多磨难，要为自己鼓掌，别让犹豫阻滞了脚步，别让忧伤苍白了心灵。,6.上帝助自助者。,1.世上并没有用来鼓励工作努力的赏赐，所有的赏赐都只是被用来奖励工作成果的。,15.任何的限制，都是从自己的内心开始的。,10.总有让我们悲伤的一些歌，让我们哭泣的并不是歌本身，而是藏在背后的那些回忆。,11.每天提醒自己，不要忘记理想，不要忘记目标。,37,