磁場(chǎng)電磁感應(yīng)交流電復(fù)習(xí)PPT課件

1、磁場(chǎng)磁場(chǎng) 高考要求高考要求1. 電流的磁場(chǎng)電流的磁場(chǎng) 2. 磁感線、地磁場(chǎng)磁感線、地磁場(chǎng) 3. 磁性材料、分子電流假說磁性材料、分子電流假說 4. 磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用，安培力，左手定則的作用，安培力，左手定則 5. 磁電式電表原理磁電式電表原理 6. 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，洛侖磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，洛侖茲力茲力 7. 質(zhì)譜儀、回旋加速器質(zhì)譜儀、回旋加速器 說明：說明：1、安培力安培力的計(jì)算的計(jì)算限于限于直導(dǎo)線與直導(dǎo)線與B平平行或垂直的行或垂直的兩種情兩種情況況2、能夠運(yùn)動(dòng)所學(xué)、能夠運(yùn)動(dòng)所學(xué)知識(shí)，綜合分析帶知識(shí)，綜合分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)電粒子在勻強(qiáng)磁

2、場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，涉及洛中的運(yùn)動(dòng)，涉及洛侖茲力的計(jì)算限于侖茲力的計(jì)算限于 與與B平行或垂直的平行或垂直的兩種情況兩種情況第1頁/共99頁電流產(chǎn)生磁場(chǎng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)18201820年丹麥物理學(xué)家奧年丹麥物理學(xué)家奧斯特做過下面的實(shí)驗(yàn)：斯特做過下面的實(shí)驗(yàn)：把一條導(dǎo)線平行地放在把一條導(dǎo)線平行地放在磁鐵的上方，給導(dǎo)線通磁鐵的上方，給導(dǎo)線通電，磁針就發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電，磁針就發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這說明不僅磁鐵能產(chǎn)生這說明不僅磁鐵能產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流也能產(chǎn)生磁磁場(chǎng)，電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。場(chǎng)。第2頁/共99頁分子電流示意圖分子電流示意圖【安培分子電流假說安培分子電流假說】在原子、分子等物質(zhì)微粒在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電內(nèi)部

3、，存在著一種環(huán)形電流即分子電流，分子電流流即分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒成為微小使每個(gè)物質(zhì)微粒成為微小的磁體，每個(gè)微小磁體都的磁體，每個(gè)微小磁體都有兩個(gè)磁極。有兩個(gè)磁極。物質(zhì)的磁性與分子物質(zhì)的磁性與分子電流的關(guān)系電流的關(guān)系第3頁/共99頁物質(zhì)的磁性與分子物質(zhì)的磁性與分子電流的關(guān)系電流的關(guān)系磁現(xiàn)象的電本質(zhì)磁現(xiàn)象的電本質(zhì)在沒有磁性的物體內(nèi)部，在沒有磁性的物體內(nèi)部，大量微粒的分子電流產(chǎn)生大量微粒的分子電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是雜亂無章的，的磁場(chǎng)方向是雜亂無章的，彼此互相抵消，使物體在彼此互相抵消，使物體在宏觀上不顯示磁性。而在宏觀上不顯示磁性。而在磁鐵內(nèi)部，大量微粒的分磁鐵內(nèi)部，大量微粒的分子電流產(chǎn)生

4、的磁場(chǎng)方向有子電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向有一定的取向，使物體宏觀一定的取向，使物體宏觀上就顯示出磁性。上就顯示出磁性。第4頁/共99頁（1）條形磁鐵）條形磁鐵幾個(gè)典型磁場(chǎng)的磁感線分布幾個(gè)典型磁場(chǎng)的磁感線分布第5頁/共99頁（2）蹄形磁鐵）蹄形磁鐵第6頁/共99頁（3）直線電流）直線電流直線電流磁場(chǎng)的磁感線是一些以導(dǎo)線直線電流磁場(chǎng)的磁感線是一些以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，這些同心圓上各點(diǎn)為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上。都在跟導(dǎo)線垂直的平面上。 用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向跟電流的方拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的向一致，彎曲的四指所指的

5、方向就是磁感線的環(huán)繞方向。方向就是磁感線的環(huán)繞方向。 第7頁/共99頁 正視圖正視圖（縱剖）（縱剖）（3）直線電流）直線電流立體圖立體圖俯視圖俯視圖第8頁/共99頁（4）環(huán)形電流）環(huán)形電流環(huán)形電流的磁感線是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)環(huán)形電流的磁感線是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線，在環(huán)形導(dǎo)線的中心軸線的閉合曲線，在環(huán)形導(dǎo)線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直。線上，磁感線和環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直。讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向。上磁感線的方向。第9頁/共99頁（4）環(huán)形電

6、流）環(huán)形電流側(cè)視圖側(cè)視圖IB立體圖立體圖B主視圖主視圖（縱剖）（縱剖）第10頁/共99頁安培定則：安培定則：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，大拇指所指的方向指的方向跟電流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向。也就是說，大拇就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向。也就是說，大拇指指向通電螺線管的北極。指指向通電螺線管的北極。（5）通電螺線管）通電螺線管第11頁/共99頁（6）地磁場(chǎng)）地磁場(chǎng)第12頁/共99頁左手定則左手定則伸開左手，使大拇指伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把都跟

7、手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。方向。安培力安培力第13頁/共99頁判斷安培力的方向判斷安培力的方向（1）BI（2）BIIB（3）IB（4）IB（5）FF三、安培力1F垂直平面向內(nèi)垂直平面向內(nèi)F垂直平面向外垂直平面向外F垂直平面向外垂直平面向外安培力的方向與電流方向安培力的方向與電流方向垂直，也與磁場(chǎng)方向垂直，垂直，也與磁場(chǎng)方向垂直，即即垂直于電流方向與磁場(chǎng)垂直于

8、電流方向與磁場(chǎng)方向確定的平面；方向確定的平面；但電流但電流方向與磁場(chǎng)方向不一定垂方向與磁場(chǎng)方向不一定垂直。直。第14頁/共99頁兩根平行的輸電線請(qǐng)根據(jù)其上電流方向畫出兩根平行的輸電線請(qǐng)根據(jù)其上電流方向畫出它們之間的相互作用力。它們之間的相互作用力。2平行導(dǎo)線(1)FFFF(2)第15頁/共99頁ab R 金屬框架光滑金屬框架光滑,寬度寬度L=20cm,與水平面夾角與水平面夾角 =30 導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ab質(zhì)量質(zhì)量m=10g,電源電動(dòng)勢(shì)電源電動(dòng)勢(shì)E=12V, 內(nèi)阻內(nèi)阻r=1 , 電阻電阻R=11 .若使若使ab靜止靜止,求下列幾種情況勻強(qiáng)求下列幾種情況勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)的B的大小的大小(1)B豎直向上豎

9、直向上.(2)B水平向左水平向左.(3)若使若使B最小最小, 求求B的大小和方向的大小和方向.(4) 若磁場(chǎng)方向垂直斜面向上若磁場(chǎng)方向垂直斜面向上, ab棒與導(dǎo)軌之間的摩棒與導(dǎo)軌之間的摩擦因數(shù)擦因數(shù) =0.2, 為使為使ab棒保持靜止棒保持靜止, 求求B的取值范圍的取值范圍.第16頁/共99頁GFNFFb GF b B bGFNFF把立體圖轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)钠矫鎴D第17頁/共99頁磁電式電流表的構(gòu)造磁電式電流表的構(gòu)造 在一個(gè)很強(qiáng)的蹄形磁在一個(gè)很強(qiáng)的蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)固定的鐵的兩極間有一個(gè)固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁有一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框，鋁框上繞有線

10、圈，鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個(gè)螺旋框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個(gè)螺旋彈簧和一個(gè)指針。線圈的彈簧和一個(gè)指針。線圈的兩端分別接在這兩個(gè)螺旋兩端分別接在這兩個(gè)螺旋彈簧上，被測(cè)電流經(jīng)過這彈簧上，被測(cè)電流經(jīng)過這兩個(gè)彈簧流入線圈。兩個(gè)彈簧流入線圈。 磁電式電流表磁電式電流表第18頁/共99頁第19頁/共99頁磁電式電流表的工作原理磁電式電流表的工作原理蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻射分布均勻地輻射分布的，這樣不管通的，這樣不管通電導(dǎo)線處于什么角度，它的平面均電導(dǎo)線處于什么角度，它的平面均與磁感線平行，從而保證受到的與磁感線平行，從而保證受到的磁磁力矩不隨轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化而變化，

11、力矩不隨轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化而變化，始終有始終有M=nBIS（n為線圈的匝數(shù)）。為線圈的匝數(shù)）。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到某一角度時(shí)，磁力矩與當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到某一角度時(shí)，磁力矩與彈簧產(chǎn)生的阻力矩彈簧產(chǎn)生的阻力矩M 相等時(shí)，線圈相等時(shí)，線圈就停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)指針（指針隨線就停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)指針（指針隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)）就停在某處，指向一圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)）就停在某處，指向一確定的讀數(shù)。確定的讀數(shù)。 磁電式電流表磁電式電流表磁電式電流表第20頁/共99頁洛倫茲力洛倫茲力一一個(gè)陰極射線管的兩個(gè)陰極射線管的兩個(gè)電極之間加上電壓個(gè)電極之間加上電壓后，會(huì)有電子束從陰后，會(huì)有電子束從陰極極K射向陽極射向陽極A，并在，并在熒光屏上看到一條亮熒光屏上看到

12、一條亮線。當(dāng)把一個(gè)蹄形磁線。當(dāng)把一個(gè)蹄形磁鐵放到陰極射線管的鐵放到陰極射線管的近旁時(shí)，會(huì)看到電子近旁時(shí)，會(huì)看到電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這表明束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這表明運(yùn)動(dòng)的電子受到了磁運(yùn)動(dòng)的電子受到了磁場(chǎng)的作用力。場(chǎng)的作用力。（磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用）（磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用） 第21頁/共99頁初速度垂直于磁場(chǎng)初速度垂直于磁場(chǎng)方向的帶電粒子的方向的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)v B無限大磁場(chǎng)區(qū)域無限大磁場(chǎng)區(qū)域qBmvRTqBmEqBPqBmvRk222Bvfvffv,洛侖茲力一定不做功洛侖茲力一定不做功.Wf=0第22頁/共99頁初速度垂直于磁場(chǎng)初速度垂直于磁場(chǎng)方向的帶電粒子的方向的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) OO AB ff

13、有界磁場(chǎng)有界磁場(chǎng)圓心圓心軌跡軌跡角度角度第23頁/共99頁類型一：半有界磁場(chǎng)類型一：半有界磁場(chǎng)第24頁/共99頁類型二：條形磁場(chǎng)類型二：條形磁場(chǎng)第25頁/共99頁類型三：圓形磁場(chǎng)類型三：圓形磁場(chǎng)第26頁/共99頁1 vvBO1、虛線所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，、虛線所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一束電子流沿圓形磁場(chǎng)的直徑方向，一束電子流沿圓形磁場(chǎng)的直徑方向以速度以速度v 射入磁場(chǎng)，電子束經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)后，其運(yùn)動(dòng)方射入磁場(chǎng)，電子束經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)后，其運(yùn)動(dòng)方向與原方向成向與原方向成 角。設(shè)電子質(zhì)量為角。設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為e，求，求磁場(chǎng)區(qū)域圓

14、半徑磁場(chǎng)區(qū)域圓半徑 r 為多少？為多少？第27頁/共99頁 vvBOOff /2分析1第28頁/共99頁32、如圖所示，矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)為、如圖所示，矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)為L(zhǎng)，寬為，寬為L(zhǎng)/2。磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為，質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為e 的電子沿著矩的電子沿著矩形磁場(chǎng)的上方邊界射入磁場(chǎng)，欲使該電子由下方邊界穿形磁場(chǎng)的上方邊界射入磁場(chǎng)，欲使該電子由下方邊界穿出磁場(chǎng)，求：出磁場(chǎng)，求：（1）電子速率）電子速率v 的取的取值范圍？值范圍？（2）電子在磁場(chǎng)中）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)時(shí)間t 的變化范的變化范圍？圍？LL/2abcdvffvO 第29頁/共99頁3、三個(gè)質(zhì)子、三

15、個(gè)質(zhì)子1、2和和3分別以大小相等、方向如圖分別以大小相等、方向如圖所示的初速率所示的初速率v1、v2和和v3，經(jīng)過平板，經(jīng)過平板MN上的小孔上的小孔O射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，整個(gè)裝射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，整個(gè)裝置放在真空中，且不計(jì)重力，這三個(gè)質(zhì)子打到平置放在真空中，且不計(jì)重力，這三個(gè)質(zhì)子打到平板板MN上的位置到小孔上的位置到小孔O的距離分別是的距離分別是s1、s2和和s3，則位移之間的大小關(guān)系如何？則位移之間的大小關(guān)系如何？2v2v3v1O MN第30頁/共99頁v3O O R分析2 v1v1v2v2第31頁/共99頁4、（、（11 北京）利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)，可以將比荷不同

16、的離子分開，北京）利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。這種方法在化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。如圖所示的矩形區(qū)域如圖所示的矩形區(qū)域ACDG（AC邊足夠長(zhǎng)）中存在著垂直于紙面邊足夠長(zhǎng)）中存在著垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A處有一狹縫。離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場(chǎng)加速處有一狹縫。離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場(chǎng)加速后穿過狹縫沿垂直于后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)邊且垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到到GA邊，被相應(yīng)的收集器收集。整個(gè)裝置內(nèi)部為真空。邊，被相應(yīng)的收集器收集。整個(gè)裝置內(nèi)部為真空。已知被加速的兩種正離

17、子的質(zhì)量分別是已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和和m2（m1m2）。電荷）。電荷量均為量均為q，加速電場(chǎng)的電勢(shì)差為，加速電場(chǎng)的電勢(shì)差為U，離子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度可以，離子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度可以忽略，不計(jì)重力，也不考慮離子間的相互作用。忽略，不計(jì)重力，也不考慮離子間的相互作用。（1）求質(zhì)量為）求質(zhì)量為m1的離子進(jìn)入的離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率磁場(chǎng)時(shí)的速率 1；（2）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為為B時(shí)，求兩種離子在時(shí)，求兩種離子在GA邊邊落點(diǎn)的間距落點(diǎn)的間距s；離子源離子源狹縫狹縫加速加速電場(chǎng)電場(chǎng)ABqGDC3第32頁/共99頁已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是已知被加速的兩種正離子的質(zhì)

18、量分別是m1和和m2（m1m2）。電荷）。電荷量均為量均為q，加速電場(chǎng)的電勢(shì)差為，加速電場(chǎng)的電勢(shì)差為U，離子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度可以，離子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度可以忽略，不計(jì)重力，也不考慮離子間的相互作用。忽略，不計(jì)重力，也不考慮離子間的相互作用。（3）在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實(shí)際裝置中狹縫具）在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實(shí)際裝置中狹縫具有一定寬度。若狹縫過寬，可能使兩束離子在有一定寬度。若狹縫過寬，可能使兩束離子在GA邊上的落點(diǎn)區(qū)域邊上的落點(diǎn)區(qū)域離子源離子源狹縫狹縫加速加速電場(chǎng)電場(chǎng)ABqGDC交疊，導(dǎo)致兩種離子無法完全分離。交疊，導(dǎo)致兩種離子無法完全分離。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)，

19、設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)，GA邊長(zhǎng)為定值邊長(zhǎng)為定值L，狹縫寬度為，狹縫寬度為d，狹縫右邊緣在狹縫右邊緣在A處。離子可以處。離子可以使狹縫各處射入磁場(chǎng)，入射方使狹縫各處射入磁場(chǎng)，入射方向仍垂直于向仍垂直于GA邊且垂直于磁邊且垂直于磁場(chǎng)。為保證上述兩種離子能落場(chǎng)。為保證上述兩種離子能落在在GA邊上并被完全分離，求邊上并被完全分離，求狹縫的最大寬度。狹縫的最大寬度。分析分析第33頁/共99頁BGDCAd2R12R2d兩種離子能被完全分離兩種離子能被完全分離兩種離子能落在兩種離子能落在GA邊上邊上2R1m=Ld而而22qBmUR 1212mmRR故故Ld21212mmmmLdm第34頁/共99頁5、（、（

20、05 全國(guó)）如圖所示，在一水平放置的平板全國(guó)）如圖所示，在一水平放置的平板MN的上的上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，許多質(zhì)量為于紙面向里，許多質(zhì)量為m、帶電量為、帶電量為+q的粒子，以相同的粒子，以相同的速率的速率 沿位于紙面內(nèi)的各個(gè)方向由小孔沿位于紙面內(nèi)的各個(gè)方向由小孔O射入磁場(chǎng)區(qū)域，射入磁場(chǎng)區(qū)域，不計(jì)重力，不計(jì)粒子間的相互影響，下列（乙）圖中陰影不計(jì)重力，不計(jì)粒子間的相互影響，下列（乙）圖中陰影部分帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域，其中部分帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域，其中 。哪個(gè)圖。哪個(gè)圖是正確的？是正確的？qBmRMNO第

21、35頁/共99頁(A)(B)(C)(D)A第36頁/共99頁MNOO1CO2O3第37頁/共99頁6 6、（00 全國(guó)）全國(guó)）如圖所示，兩個(gè)共軸的圓筒形金屬電如圖所示，兩個(gè)共軸的圓筒形金屬電極，外電極接地，其上均勻分布著平行于軸線的極，外電極接地，其上均勻分布著平行于軸線的四條狹縫四條狹縫a、b、c和和d，外筒的外半徑為，外筒的外半徑為r0，在圓，在圓筒之外的足夠大區(qū)域中平行于軸線方向的均勻磁筒之外的足夠大區(qū)域中平行于軸線方向的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，在兩極間加上電壓，在兩極間加上電壓，使兩圓筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外使兩圓筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場(chǎng)，一質(zhì)量

22、為的電場(chǎng)，一質(zhì)量為m，帶電量，帶電量為為+q 的粒子，從緊靠?jī)?nèi)筒且的粒子，從緊靠?jī)?nèi)筒且正對(duì)狹縫正對(duì)狹縫a的的S點(diǎn)出發(fā)，初速點(diǎn)出發(fā)，初速為零。如果該粒子經(jīng)過一段為零。如果該粒子經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)之后恰好又回到時(shí)間的運(yùn)動(dòng)之后恰好又回到出發(fā)點(diǎn)出發(fā)點(diǎn)S，則兩電極之間的電，則兩電極之間的電壓壓U應(yīng)是多少？（不計(jì)重力，應(yīng)是多少？（不計(jì)重力，整個(gè)裝置在真空中）整個(gè)裝置在真空中）接地接地Oabcd+q S2第38頁/共99頁接地接地Oabcd+q S分析2第39頁/共99頁7、正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的最后部分的簡(jiǎn)化圖如圖（甲）所示（俯視、正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的最后部分的簡(jiǎn)化圖如圖（甲）所示（俯視圖），位于水平面內(nèi)的粗實(shí)線所

23、示的圓環(huán)形真空管道是正負(fù)電圖），位于水平面內(nèi)的粗實(shí)線所示的圓環(huán)形真空管道是正負(fù)電子做圓運(yùn)動(dòng)的子做圓運(yùn)動(dòng)的“容器容器”，經(jīng)過加速器加速后的正負(fù)電子被分別，經(jīng)過加速器加速后的正負(fù)電子被分別引入該管道時(shí)，具有相同的速率引入該管道時(shí)，具有相同的速率v，它們沿管道向相反的方向運(yùn)，它們沿管道向相反的方向運(yùn)動(dòng)。在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)變的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的動(dòng)。在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)變的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的A1、A2、A3An，共，共n個(gè)，均勻分布在整個(gè)圓環(huán)上（圖中只示意個(gè)，均勻分布在整個(gè)圓環(huán)上（圖中只示意性地用細(xì)實(shí)線畫出了幾個(gè)，其余的用細(xì)虛線表示），每個(gè)電磁性地用細(xì)實(shí)線畫出了幾個(gè)，其余的用細(xì)虛線表示

24、），每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場(chǎng)都是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同，方向豎直鐵內(nèi)的磁場(chǎng)都是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同，方向豎直向下，磁場(chǎng)區(qū)域的直徑為向下，磁場(chǎng)區(qū)域的直徑為d，改變電磁鐵內(nèi)的電流的大小，就可，改變電磁鐵內(nèi)的電流的大小，就可改變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而改變電子偏轉(zhuǎn)角度。經(jīng)過精確的改變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而改變電子偏轉(zhuǎn)角度。經(jīng)過精確的調(diào)整，首先實(shí)現(xiàn)電子在環(huán)形管道中沿圖中粗虛線所示的軌跡運(yùn)調(diào)整，首先實(shí)現(xiàn)電子在環(huán)形管道中沿圖中粗虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng)，這時(shí)電子經(jīng)過每個(gè)電磁鐵時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)都在電磁鐵的動(dòng)，這時(shí)電子經(jīng)過每個(gè)電磁鐵時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)都在電磁鐵的同一條直徑的兩端，如圖（乙）所示，這就為進(jìn)一步

25、實(shí)現(xiàn)正、同一條直徑的兩端，如圖（乙）所示，這就為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的對(duì)撞做好了準(zhǔn)備。負(fù)電子的對(duì)撞做好了準(zhǔn)備。（五）綜合1（難題解析225）第40頁/共99頁A1AnAn-1A2A3 dvAiDCBOv（1）試確定正、負(fù)電子在管道內(nèi)各是什么方向旋轉(zhuǎn)的；）試確定正、負(fù)電子在管道內(nèi)各是什么方向旋轉(zhuǎn)的；（2）已知正、負(fù)電子的質(zhì)量都是）已知正、負(fù)電子的質(zhì)量都是m，所帶電荷都是元電荷，所帶電荷都是元電荷e，重力可不計(jì)，求電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度重力可不計(jì)，求電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。的大小。 2 /n第41頁/共99頁8、如圖所示，、如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，為兩

26、塊帶等量異種電荷的平行金屬板，S1、S2為板上正對(duì)的小孔，為板上正對(duì)的小孔，N板右側(cè)有兩個(gè)寬度均為板右側(cè)有兩個(gè)寬度均為d 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于紙面向外和向里，方向分別垂直于紙面向外和向里，磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一個(gè)熒光屏，取屏上與磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一個(gè)熒光屏，取屏上與S1、S2共線的共線的O點(diǎn)為原點(diǎn)，點(diǎn)為原點(diǎn)，向上為正方向建立向上為正方向建立 x 軸。軸。M板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小孔孔S1進(jìn)入兩板間，電子的質(zhì)量為進(jìn)入兩板間，電子的質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為e，初速度可以忽，初速度可以忽略。略。KMNS1

27、S2BBddOx熒熒光光屏屏第42頁/共99頁當(dāng)兩板間電勢(shì)差為當(dāng)兩板間電勢(shì)差為U0時(shí)，求從小孔時(shí)，求從小孔S2射出的電子的速度射出的電子的速度v0。求兩金屬板間電勢(shì)差求兩金屬板間電勢(shì)差U 在什么范圍內(nèi)，電子不能穿過磁場(chǎng)區(qū)在什么范圍內(nèi)，電子不能穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上。域而打到熒光屏上。若電子能夠穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上，試在答題卡的圖若電子能夠穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上，試在答題卡的圖上定性地畫出電子運(yùn)動(dòng)的軌跡。上定性地畫出電子運(yùn)動(dòng)的軌跡。求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差和金屬板間電勢(shì)差U的函數(shù)的函數(shù)關(guān)系。關(guān)系。KMNS1S2BBddOx熒熒光光屏

28、屏OO 第43頁/共99頁KMNS1S2BBddOx熒熒光光屏屏求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差和金屬板間電勢(shì)差U的函數(shù)關(guān)系。的函數(shù)關(guān)系。O x x第44頁/共99頁P(yáng)1P2P3Oxy450O 9、（04 全國(guó)）全國(guó)）如圖所示，在如圖所示，在y 0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿沿y軸負(fù)方向；在軸負(fù)方向；在y 0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直的空間中，存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xy平面向外。一電量為平面向外。一電量為q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過y軸上軸上y=h處的點(diǎn)處的點(diǎn)P1時(shí)速率為時(shí)

29、速率為v0，方向沿，方向沿 x 軸正方向；然后，經(jīng)軸正方向；然后，經(jīng)過過x軸上軸上x=2h處的處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并經(jīng)過點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并經(jīng)過 y 軸上軸上y= 2h處的處的P3點(diǎn)。點(diǎn)。不計(jì)重力。求：不計(jì)重力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；（2）粒子到達(dá)）粒子到達(dá)P2時(shí)速度時(shí)速度的大小和方向；的大小和方向；（3）粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的）粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心坐標(biāo)及磁感應(yīng)強(qiáng)度的圓心坐標(biāo)及磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。大小。4（優(yōu)化161）第45頁/共99頁（六）復(fù)合場(chǎng)帶電粒子在帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)中的運(yùn)動(dòng)動(dòng)第46頁/共99頁速度選擇器速度選擇器正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)組成速度選擇器。帶電正交的勻強(qiáng)

30、磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)組成速度選擇器。帶電粒子必須以唯一確定的速度（包括大小、方向）才粒子必須以唯一確定的速度（包括大小、方向）才能勻速（或者說沿直線）通過速度選擇器。否則將能勻速（或者說沿直線）通過速度選擇器。否則將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這個(gè)速度的大小可以由洛倫茲力和電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這個(gè)速度的大小可以由洛倫茲力和電場(chǎng)BEv v力的平衡得出：力的平衡得出：qvB=Eq，第47頁/共99頁（1 1）帶電質(zhì)點(diǎn)（無軌道約束）做勻速直線運(yùn)動(dòng)）帶電質(zhì)點(diǎn)（無軌道約束）做勻速直線運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)力、洛倫茲力和重力合力為零電場(chǎng)力、洛倫茲力和重力合力為零mgqEqvB三個(gè)力均在豎直平面內(nèi)三個(gè)力均在豎直平面內(nèi)第48頁/共99頁1 1、（199

31、6 全國(guó)）全國(guó)）設(shè)在地面上方的真空室內(nèi)，存在設(shè)在地面上方的真空室內(nèi)，存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是相同的，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小強(qiáng)度的方向是相同的，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=4.0V/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.15T，今有，今有一個(gè)帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以一個(gè)帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以v =20m/s的的速度在此區(qū)域內(nèi)沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方速度在此區(qū)域內(nèi)沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求此帶電向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求此帶電質(zhì)點(diǎn)的電量與質(zhì)量之比質(zhì)點(diǎn)的電量與質(zhì)量之比q/m以及以及磁場(chǎng)的所有可能方向。（角度磁場(chǎng)的所有可能方向。（角度可用反三角函數(shù)表示）可用反三角函數(shù)表

32、示）mgEqEBqvB 第49頁/共99頁（2 2）帶電質(zhì)點(diǎn)（無軌道約束）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)）帶電質(zhì)點(diǎn)（無軌道約束）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)力和重力相平衡，洛倫茲力提供做向心力。電場(chǎng)力和重力相平衡，洛倫茲力提供做向心力。第50頁/共99頁2、如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存在區(qū)域如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存在區(qū)域里，電場(chǎng)方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，里，電場(chǎng)方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，有一電荷量為有一電荷量為 q1的微粒沿半徑為的微粒沿半徑為r1的圓周在豎直的圓周在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，與另一靜止在該圓周上電平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，與另一靜止在該圓周上電荷量荷量 q2的微粒相碰后

33、，合在一起沿半徑為的微粒相碰后，合在一起沿半徑為r2的圓的圓周在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求周在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求r1: r2=?-q2q1BE第51頁/共99頁洛倫茲力的洛倫茲力的應(yīng)用應(yīng)用第52頁/共99頁回旋加速器回旋加速器動(dòng)畫動(dòng)畫第53頁/共99頁回旋加速器回旋加速器A0A1以正離子為例以正離子為例 0 1電場(chǎng)又變回電場(chǎng)又變回原來原來交變電場(chǎng)的周期與粒子的周期一致，交變電場(chǎng)的周期與粒子的周期一致，保證每次經(jīng)過電場(chǎng)時(shí)被加速保證每次經(jīng)過電場(chǎng)時(shí)被加速第54頁/共99頁質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀1、測(cè)定粒子荷質(zhì)比的儀器，叫做、測(cè)定粒子荷質(zhì)比的儀器，叫做質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀。2、工作原理：、工作原理：帶電粒子

34、在帶電粒子在S1、S2之間的電場(chǎng)加速后，進(jìn)之間的電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器（即入速度選擇器（即P1、P2之間的區(qū)域），之間的區(qū)域），保證進(jìn)入磁場(chǎng)保證進(jìn)入磁場(chǎng)B2的離子都具有相同的速度。的離子都具有相同的速度。最后通過最后通過S3進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，在洛倫茲進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，在洛倫茲力的作用下運(yùn)動(dòng)半周后打到底片上。力的作用下運(yùn)動(dòng)半周后打到底片上。3、荷質(zhì)比、荷質(zhì)比S1P1S2P2S3照相底片照相底片E1B1B2第55頁/共99頁基本原理 將高溫等離子體以高速將高溫等離子體以高速(約約1000m/s)送入發(fā)電通送入發(fā)電通道道,發(fā)電通道處于左右兩發(fā)電通道處于左右兩個(gè)磁極所產(chǎn)生的磁場(chǎng)之個(gè)磁極所產(chǎn)生的磁場(chǎng)

35、之中中,在通道內(nèi)上下放入兩在通道內(nèi)上下放入兩塊金屬板極塊金屬板極A、B作為電作為電極極.氣體中自由電子和正氣體中自由電子和正離子在洛倫茲力作用下離子在洛倫茲力作用下分別運(yùn)動(dòng)到分別運(yùn)動(dòng)到A、B極板上極板上產(chǎn)生電勢(shì)差這就是磁產(chǎn)生電勢(shì)差這就是磁流體發(fā)電機(jī)的工作原流體發(fā)電機(jī)的工作原理理磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)第56頁/共99頁電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 高考要求高考要求1. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象、磁通量、法拉第電磁感應(yīng)定律、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、磁通量、法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律楞次定律 2. 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、右手定則導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、右手定則 3. 反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì) 4. 自感電動(dòng)勢(shì)、日光燈、渦流

36、自感電動(dòng)勢(shì)、日光燈、渦流 1、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，只限于、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，只限于l垂直于垂直于B與與 的情況的情況2、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里不要求判斷內(nèi)電路中各點(diǎn)電勢(shì)的高低、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里不要求判斷內(nèi)電路中各點(diǎn)電勢(shì)的高低3、根據(jù)、根據(jù)“能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律”，會(huì)處理不同形式能量之，會(huì)處理不同形式能量之間的轉(zhuǎn)化問題間的轉(zhuǎn)化問題第57頁/共99頁電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)1、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：不論什么方法（不論什么方法（閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線，還是閉合電路中的磁場(chǎng)發(fā)生變化線，還是閉合電路中的磁場(chǎng)發(fā)生變

37、化），），只要穿過閉只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。閉合電路中就有電流產(chǎn)生。這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做產(chǎn)生的電流叫做產(chǎn)生的電流叫做。第58頁/共99頁（1）楞次定律）楞次定律2、感應(yīng)電流的方向、感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)磁場(chǎng)總要總要阻礙阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的引起感應(yīng)電流的磁通量的變化變化。第59頁/共99頁對(duì)楞次定律的理解感應(yīng)電流總是感應(yīng)電流總是反抗反抗引起感應(yīng)電流的引起感應(yīng)電流的原因原因.1.阻礙原磁通量的變化阻礙原磁通量的變化(線圈面積線圈

38、面積Sn或磁感應(yīng)或磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度B發(fā)生變化發(fā)生變化).2.阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的感應(yīng)電流的感應(yīng)電流).3.阻礙原電流的變化阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象).4.從能量觀點(diǎn)來看從能量觀點(diǎn)來看:其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能.第60頁/共99頁右手定則：右手定則：伸出右手，伸出右手，使拇指和其余四指垂直，使拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，拇指指向?qū)w入手心，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，那么，其余運(yùn)動(dòng)方向，那么，其余四指所指的方向就是感四指所指的方向就是感應(yīng)電

39、流的方向。應(yīng)電流的方向。（2）導(dǎo)體切割磁感線）導(dǎo)體切割磁感線2、感應(yīng)電流的方向、感應(yīng)電流的方向第61頁/共99頁1、如圖所示，一水平放置的矩形線、如圖所示，一水平放置的矩形線圈圈abcd，在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的，在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直極附近豎直下落，保持下落，保持bc邊在紙外，邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，邊在紙內(nèi)，從圖中位置從圖中位置經(jīng)過位置經(jīng)過位置到位置到位置，位置位置和和都很靠近都很靠近。在這個(gè)過程。在這個(gè)過程中，線圈中感應(yīng)電流（中，線圈中感應(yīng)電流（ ）abcdN12AA、沿、沿abcd流動(dòng)流動(dòng)B、沿、沿dcda流動(dòng)流動(dòng)C、由、由到到是沿是沿abcd流動(dòng)，由流動(dòng)，由到到是沿是沿dcba流動(dòng)流動(dòng)D、由、

40、由到到是沿是沿dcba流動(dòng)，由流動(dòng)，由到到是沿是沿abcd流動(dòng)流動(dòng)第62頁/共99頁2、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟大線圈、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟大線圈M相接。導(dǎo)軌上放一根導(dǎo)線相接。導(dǎo)軌上放一根導(dǎo)線ab，磁感線垂直于導(dǎo)軌所，磁感線垂直于導(dǎo)軌所在平面，假定除在平面，假定除ab導(dǎo)線外其余部分電阻不計(jì)，欲使導(dǎo)線外其余部分電阻不計(jì)，欲使M 所包圍的小閉合線圈所包圍的小閉合線圈N產(chǎn)生順時(shí)針方向感應(yīng)電流，導(dǎo)產(chǎn)生順時(shí)針方向感應(yīng)電流，導(dǎo)線線ab需（需（ ）MNab41A、勻速向右運(yùn)動(dòng)、勻速向右運(yùn)動(dòng)B、加速向右運(yùn)動(dòng)、加速向右運(yùn)動(dòng)C、減速向右運(yùn)動(dòng)、減速向右運(yùn)動(dòng)D、加速向左運(yùn)動(dòng)、加速向左運(yùn)動(dòng)C

41、D第63頁/共99頁法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律tnE電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的過這一電路的磁通量的變化率磁通量的變化率成正比。成正比。 第64頁/共99頁E=Blva b +fvababRabvBRI導(dǎo)體切割磁感線導(dǎo)體切割磁感線r( 1 ) B、L、v三者互相垂直三者互相垂直電源的內(nèi)電路和外電路電源的內(nèi)電路和外電路. .第65頁/共99頁（2）導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但）導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但與磁場(chǎng)方向成與磁場(chǎng)方向成 角角v/v Bv E=Blv = Blvsin 第66頁/共99頁（3） L與與v不垂直，而不垂直，而v B，則應(yīng)

42、選取，則應(yīng)選取導(dǎo)線的有效切割長(zhǎng)度。導(dǎo)線的有效切割長(zhǎng)度。導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)vvv第67頁/共99頁例例1：如圖所示有一均勻磁場(chǎng)，：如圖所示有一均勻磁場(chǎng)，B=210-3T，在垂直磁場(chǎng)的，在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)，有一金屬棒平面內(nèi)，有一金屬棒AO繞平行于磁場(chǎng)的繞平行于磁場(chǎng)的O軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知棒長(zhǎng)動(dòng)。已知棒長(zhǎng)L=0.1m，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n=50r/s，求，求： （1）O、A哪一點(diǎn)的電勢(shì)高？哪一點(diǎn)的電勢(shì)高？（2）棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大？）棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大？OAA （4） 導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線tEtLLB21 = t)2(LBL

43、BLE21第68頁/共99頁電磁感應(yīng)綜合問題電磁感應(yīng)綜合問題1. 1.與閉合電路的歐姆定律、安培力的綜合與閉合電路的歐姆定律、安培力的綜合2. 2.與牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合與牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合3. 3.與功能關(guān)系和能量守恒定律的綜合與功能關(guān)系和能量守恒定律的綜合第69頁/共99頁導(dǎo)體切割磁感線第70頁/共99頁1、一個(gè)邊長(zhǎng)為、一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，匝數(shù)為，匝數(shù)為N的正方形線圈的總電阻為的正方形線圈的總電阻為R，以恒定的速率，以恒定的速率v通過磁感應(yīng)強(qiáng)度為通過磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，磁場(chǎng)寬度為域，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，磁場(chǎng)寬度為b，如圖，如圖所示，整個(gè)線圈通過磁場(chǎng)

44、。在下列兩種情況下所示，整個(gè)線圈通過磁場(chǎng)。在下列兩種情況下:（1）Lb 問線圈中產(chǎn)生的熱量各是多少？問線圈中產(chǎn)生的熱量各是多少？2（進(jìn)修155）Lbv第71頁/共99頁1、（1）Lb 問線圈中產(chǎn)生的熱量各是多少？問線圈中產(chǎn)生的熱量各是多少？2（分析二）Lbv第73頁/共99頁8（07版五三243415）（1）ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)ab邊的電邊的電勢(shì)差勢(shì)差Uab;（2）cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度；邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度；（3）線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，）線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，ab邊的發(fā)熱量。邊的發(fā)熱量。2、如圖所示，質(zhì)量為、如圖所示，質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體框，從有的正方形導(dǎo)體框

45、，從有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方由靜止自由下落。線框每邊電阻為界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方由靜止自由下落。線框每邊電阻為R。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為H（LH）。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為）。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向，方向垂直于紙面向內(nèi)。已知垂直于紙面向內(nèi)。已知ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)線邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)線框都做減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小都是框都做減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小都是 。求：。求：g31abcdLBH123 1 1 2第74頁/共99頁自自 感感實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)一：先閉合開關(guān)先閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)變阻器調(diào)節(jié)變阻器R的電阻，使同樣規(guī)格的兩個(gè)的電阻，使同樣規(guī)格的兩個(gè)燈泡燈泡A1和和A2的明亮程度相同。的明亮程度相同。再

46、調(diào)節(jié)變阻器再調(diào)節(jié)變阻器R1使兩個(gè)燈泡使兩個(gè)燈泡都正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)都正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)S，重新接通電路重新接通電路時(shí)可以看時(shí)可以看到，跟變阻器到，跟變阻器R串聯(lián)的燈泡串聯(lián)的燈泡A2立刻正常發(fā)光，而跟有鐵立刻正常發(fā)光，而跟有鐵芯的線圈芯的線圈L串聯(lián)的燈泡串聯(lián)的燈泡A1卻卻是逐漸亮起來的。是逐漸亮起來的。SR1A1A2LR后亮起來后亮起來第75頁/共99頁實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)二：把燈泡把燈泡A和帶鐵芯的線和帶鐵芯的線圈圈L并聯(lián)在直流電路中。并聯(lián)在直流電路中。接通電路，燈泡接通電路，燈泡A正常正常發(fā)光；發(fā)光；斷開電路斷開電路，這時(shí)，這時(shí)可以看到，燈泡可以看到，燈泡A沒有沒有立即熄滅，相反，它立即熄滅

47、，相反，它會(huì)很亮地閃一下。會(huì)很亮地閃一下。LAS斷開斷開自自 感感第76頁/共99頁1、（、（11 北京）某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己北京）某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶貼心的線圈找來帶貼心的線圈L、小燈泡、小燈泡A、開關(guān)、開關(guān)S和電池組和電池組E，用導(dǎo)線將它們鏈接成如圖所示的電路。檢查電路后，用導(dǎo)線將它們鏈接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關(guān)閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅有，小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖多次重復(fù)，仍未見老師演不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖多次重復(fù)，仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因。示時(shí)出現(xiàn)的小燈

48、泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是（你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是（ ）CA、電源的內(nèi)阻較大、電源的內(nèi)阻較大B、小燈泡電阻偏大、小燈泡電阻偏大C、線圈電阻偏大、線圈電阻偏大D、線圈的自感系數(shù)較大、線圈的自感系數(shù)較大第77頁/共99頁渦渦 流流金屬塊中產(chǎn)生的渦流金屬塊中產(chǎn)生的渦流閉合回路中的磁通量發(fā)生閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)變化時(shí)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生，整塊的金屬放在變化生，整塊的金屬放在變化的磁場(chǎng)中時(shí)，也會(huì)有電磁的磁場(chǎng)中時(shí)，也會(huì)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象。這時(shí)，在金屬感應(yīng)現(xiàn)象。這時(shí)，在金屬塊內(nèi)部有自成閉合回路的塊內(nèi)部有自成閉合回路的感應(yīng)電流，很

49、像水的漩渦，感應(yīng)電流，很像水的漩渦，人們把它叫做人們把它叫做渦流渦流。第78頁/共99頁感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱高頻冶煉爐高頻冶煉爐把待冶煉的金屬放在陶瓷把待冶煉的金屬放在陶瓷坩堝中，坩堝外面繞著線坩堝中，坩堝外面繞著線圈，當(dāng)給線圈通入高頻交圈，當(dāng)給線圈通入高頻交變電流時(shí)，坩堝內(nèi)的金屬變電流時(shí)，坩堝內(nèi)的金屬在變化的磁場(chǎng)中感應(yīng)出很在變化的磁場(chǎng)中感應(yīng)出很強(qiáng)的渦流，產(chǎn)生的熱量足強(qiáng)的渦流，產(chǎn)生的熱量足以使它自己熔化。這種冶以使它自己熔化。這種冶煉方法速度快，效率高，煉方法速度快，效率高，容易控制，還可以在真空容易控制，還可以在真空的條件下進(jìn)行，避免金屬的條件下進(jìn)行，避免金屬的氧化，保證純度，因此，的氧化，保證

50、純度，因此，特別適用于冶煉特種合金。特別適用于冶煉特種合金。渦流的應(yīng)用渦流的應(yīng)用第79頁/共99頁2、渦流的防止、渦流的防止金屬塊中產(chǎn)生的渦流金屬塊中產(chǎn)生的渦流硅鋼片疊成的鐵心中渦流硅鋼片疊成的鐵心中渦流減小減小第80頁/共99頁交交 變變 電電 流流 高考要求高考要求1. 交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理；正弦式交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理；正弦式電流的圖像和三角函數(shù)表達(dá)，最大值與有效值，周電流的圖像和三角函數(shù)表達(dá)，最大值與有效值，周期與頻率期與頻率 2. 電阻、電感和電容對(duì)交變電流的作用電阻、電感和電容對(duì)交變電流的作用 3. 變壓器的原理，原、副線圈電壓、電流的關(guān)系變壓器的原理，原

51、、副線圈電壓、電流的關(guān)系 4. 電能的輸送電能的輸送 說明：對(duì)變壓器只要求討論單相理想情況說明：對(duì)變壓器只要求討論單相理想情況第81頁/共99頁矩形線圈矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，與線圈兩端滑在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，與線圈兩端滑環(huán)環(huán)K、L連接的電流表指針就會(huì)有規(guī)律的左右擺動(dòng)一次。連接的電流表指針就會(huì)有規(guī)律的左右擺動(dòng)一次。這說明矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈里產(chǎn)這說明矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈里產(chǎn)生大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流。我們把大生大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流。我們把大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交變電流交變電流。

52、KL交流發(fā)電交流發(fā)電機(jī)模型圖機(jī)模型圖交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律第82頁/共99頁S/BBabcdOO5（分析一）Bavd俯視圖俯視圖vO+nBSlBlnBlnEm222211第83頁/共99頁S B5（分析二）B俯視圖俯視圖OadvvE = 0BabcdOO l1l2第84頁/共99頁設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線，線圈切割磁感線的兩個(gè)邊圈切割磁感線的兩個(gè)邊ab和和cd邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad 和和bc邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，線，線圈匝數(shù)為圈匝數(shù)為n，線圈從線圈平面線圈從線圈平面和磁場(chǎng)方向垂直的平面和磁場(chǎng)方向垂直的平面（這（這個(gè)面叫做個(gè)面叫做中性面中性面）

53、開始開始 以角以角速度速度 沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間經(jīng)過時(shí)間t線圈平面和中性面夾線圈平面和中性面夾角為角為 t，如圖所示。，如圖所示。v t0:0te121:2sin 2sin2 sintt enBLvLnBLtnBSt第85頁/共99頁表征交流電的物理量表征交流電的物理量最大值最大值有效值有效值平均值平均值 交流電的有效值交流電的有效值 是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的。是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的。即在相同時(shí)間內(nèi)，跟某一交流電能使同一電阻即在相同時(shí)間內(nèi)，跟某一交流電能使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值，叫做該交流電產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值，叫做該交流電的有效值。的有效值

54、。第86頁/共99頁【現(xiàn)象現(xiàn)象】把一個(gè)電感線圈和把一個(gè)電感線圈和一個(gè)小燈泡串聯(lián)起來，通過一個(gè)小燈泡串聯(lián)起來，通過雙刀雙擲開關(guān)讓它們可以和雙刀雙擲開關(guān)讓它們可以和直流電源相接，也可以和電直流電源相接，也可以和電壓相同的交流電源相接，如壓相同的交流電源相接，如圖所示。比較在這兩種連接圖所示。比較在這兩種連接中燈泡的亮度，可以看到，中燈泡的亮度，可以看到，與交流電源連接時(shí)燈泡暗些，與交流電源連接時(shí)燈泡暗些，即通過它的電流弱些。即通過它的電流弱些。【分析分析】電感線圈對(duì)交流電有阻礙作用，電感線圈對(duì)交流電的電感線圈對(duì)交流電有阻礙作用，電感線圈對(duì)交流電的阻礙作用來源于它的自感。阻礙作用來源于它的自感。電感

55、、電容對(duì)交變電流的影響電感、電容對(duì)交變電流的影響 第87頁/共99頁【分析分析】電容器內(nèi)部有不導(dǎo)電的電介質(zhì)，電流是不能通過的。電容器內(nèi)部有不導(dǎo)電的電介質(zhì)，電流是不能通過的。但是，在交變電流的作用下，電容器的兩個(gè)極板被交替地充電但是，在交變電流的作用下，電容器的兩個(gè)極板被交替地充電和放電，就一個(gè)極板來看，充電時(shí)電流流向極板，放電時(shí)電流和放電，就一個(gè)極板來看，充電時(shí)電流流向極板，放電時(shí)電流從極板流出，所以電路中就有方向交替變化的電流通過，就好從極板流出，所以電路中就有方向交替變化的電流通過，就好像電流像電流“通過通過”電容器似的。電容器似的。【現(xiàn)象現(xiàn)象】把一個(gè)電容器和一個(gè)小把一個(gè)電容器和一個(gè)小燈泡串聯(lián)起來通過雙刀雙擲開關(guān)燈泡串聯(lián)起來通過雙刀雙擲開關(guān)依次和直流電源及交流電源相接。依次和直流電源及交流電源相接。當(dāng)它們和直流電源相接時(shí)，燈泡當(dāng)它們和直流電源相接時(shí)，燈泡不亮，說明電路中沒有電流；當(dāng)不亮，說明電路中沒有電流；當(dāng)它們和交流電源相接時(shí)，燈泡亮它們和交流電源相接時(shí)，燈泡亮了，說明電路中有電流。了，說明電路中有電流。第88頁/共99頁電感電感是是“通直流、阻交流通直流、阻交流、通低頻、