资源简介

(共24张PPT)
第一章　安培力与洛伦兹力
微专题（一）　带电粒子在组合场、
复合场中的运动
类型一 带电粒子在组合场中的运动
1. 组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，一般为两场相邻或 在同一区域电场、磁场交替出现。
2. 粒子重力的分析
（1）对于微观粒子：如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与静 电力或磁场力相比太小，可以忽略。
（2）对于带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等一般应考虑重力。
注意：
①在题目中有明确说明是否要考虑重力的，按题目要求处理。
②不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要结合 运动状态确定。
（1）粒子在Q点速度的大小vQ和与x轴正方向的夹角θ；
（1）2v0　60°　
（2）匀强磁场磁感应强度大小B；
粒子运动轨迹如图所示：
（3）粒子在电场、磁场中运动总的时间。
【典例2】如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电 场，在第Ⅱ象限中存在垂直于纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m 的带正电粒子，在x轴上的a点以与x轴负方向成60°角的速度v0射入磁场，从 y＝L处的b点沿垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上x＝2L处的c点。不计 粒子重力。求：
（1）磁感应强度B的大小；
解析：（1）带电粒子的运动轨迹如图所示：
（2）电场强度E的大小；
（3）带电粒子在磁场和电场中的运动时间之比。
（3）2π∶9
【方法点拨】
带电粒子在组合场中的运动是指粒子从电场到磁场或从磁场到电场的运动。 通常按时间的先后顺序将粒子的运动过程分成若干个小过程，在每一运动过 程中从粒子的受力性质、受力方向和速度方向的关系入手，分析粒子在电场 中做什么运动，在磁场中做什么运动。
项目 垂直于电场线进入匀强电 场（不计重力） 垂直于磁感线进入匀强磁场（不计 重力）
受力情况 电场力F电＝qE大小、方 向不变 洛伦兹力F洛＝qvB大小不变，方向 时刻与v垂直
运动类型 类平抛运动 匀速圆周运动
运动轨迹 抛物线
圆或圆的一部分
带电粒子在匀强电场和匀强磁场中偏转的比较
求解方法
动能 变大 不变
带电粒子在匀强电场和匀强磁场中偏转的比较
类型二 带电粒子在叠加场中的运动
1. 叠加场：在同一区域中电场、磁场、重力场三场共存或其中任意两场 共存。
2. 带电粒子在叠加场中的常见运动
静止或匀速直 线运动 当带电粒子在叠加场中所受合力为零时，将处于静止状态 或匀速直线运动状态
匀速圆周运动 当带电粒子所受的重力与电场力大小相等、方向相反时， 带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面 内做匀速圆周运动
较复杂的曲线
运动 当带电粒子所受合力的大小和方向均变化，且与初速度方 向不在同一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时 粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线
ACD
A. 该微粒一定带负电荷
B. 微粒从O到A的运动可能是匀变速运动
ACD
B. 磁场方向垂直于纸面向外
C. 小球在从a点运动到b点的过程中，电势能增加
D. 运动过程突然将磁场反向，小球仍能做匀速圆周运动
BC
A. 该离子带负电
B. A、B两点位于同一高度
C. 到达C点时离子速度最大
D. 离子到达B点后，将沿原曲线返回A点
解析：起始状态，离子仅受到静电力作用由静止开始向下运动，可知离子受 到的静电力方向向下，与电场方向同向，则该离子带正电，A错误；洛伦兹 力不做功，从A到B，动能变化为零，根据动能定理知，静电力做功为零， A、B两点等电势，因为该电场是匀强电场，所以A、B两点位于同一高度，B 正确；根据动能定理知，离子从A到C静电力做正功，离子到达C点时静电力 做功最多，则速度最大，C正确；离子在B点的状态与A点的状态（速度为 零，电势能相等）相同，离子将在B点的右侧重复前面的曲线运动，不可能 沿原曲线返回A点，D错误。
【方法点拨】
叠加场的组成弄清电场、磁场、重力场叠加情况，受力分析先重力、再弹 力、后摩擦力，然后分析其他力（电场力、洛伦兹力），运动分析注意运动 情况和受力情况的结合，分段分析粒子通过不同种类的场时，分段讨论画出 轨迹。
选择规律：匀速直线运动→平衡条件
匀速圆周运动→牛顿运动定律和圆周运动规律
复杂曲线运动→动能定理或能量守恒定律　　(共21张PPT)
第三章　交变电流
微专题（三）　变压器电路的综合问题
类型一 理想变压器的动态分析
1. 理想变压器各物理量间的制约关系
（2）输出功率决定输入功率：对理想变压器P入＝P出。
（5）输入频率决定输出频率，f2＝f1。
2. 理想变压器的动态分析的两种常见情况
（1）原、副线圈匝数比不变，负载电阻变化：分析各物理量随负载电阻变 化而变化的情况的一般顺序：R→I2→P2→P1→I1。
（2）负载电阻不变，原、副线圈匝数比变化：分析各物理量随匝数比的变 化而变化的情况的一般顺序：n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1。
B
B. 电流表A1的示数增大
C. 电压表V2的示数不变，电压表V3的示数增大
D. 电压表V3示数的变化量与电流表A2示数的变化量之比变小
【方法点拨】
理想变压器动态问题的处理方法
（1）首先抓住三个决定性原则：输入电压U1决定输出电压U2；输出电流I2决 定输入电流I1；输出功率P2决定输入功率P1。
（2）把副线圈当作电源，研究副线圈电路电阻的变化。
（3）根据闭合电路的欧姆定律，判定副线圈电流的变化、功率的变化。
（4）根据理想变压器的变压规律、变流规律和功率规律判断原线圈电流的 变化及输入功率的变化。
类型二 常见的变压器及应用
1. 自耦变压器
（1）构造特点：如图甲、乙、丙所示是自耦变压器的示意图。这种变压器 的特点是铁芯上只绕有一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作 为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用。
①自耦降压变压器：把整个线圈作原线圈，副
线圈只取原线圈的一部分，如图甲、丙所示；
②自耦升压变压器：把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，如图乙 所示。
2. 互感器
（1）电压互感器：并联在被测电路中，实质是降压变压器，可以把高电压 变成低电压，故原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2。如图甲所示。
（2）电流互感器：串联在被测电路中，实质是升压变压器，可以把大电流 变成小电流，故原线圈匝数n1小于副线圈匝数n2。如图乙所示。
C
A. U2＞U1，U2降低
B. U2＞U1，U2升高
C. U2＜U1，U2降低
D. U2＜U1，U2升高
【方法点拨】
自耦变压器虽然只有一个线圈，也遵循变压器的规律，分清原、副线圈匝数 的变化情况，根据变压器的规律解题。
AD
A. 甲中的电表是电压表，输电电压为22 000 V
B. 甲是电流互感器，输电电流是100 A
C. 乙中的电表是电压表，输电电压为22 000 V
D. 乙是电流互感器，输电电流是100 A
【方法点拨】
电压互感器与电流互感器的区别
（1）副线圈上的仪表不同，电压互感器用电压表，电流互感器用电流表。
（2）原、副线圈匝数关系不同，电压互感器是降压变压器，n1＞n2；电流互 感器是升压变压器，n1＜n2。
（3）原线圈接线方式不同，电压互感器接在两条输电线之间，电流互感器 串联接在某条输电线上。
1. “电压与匝数成正比关系”对有多个副线圈的变压器仍适用，而“电流与 匝数成反比关系”只适用于有一个副线圈的变压器。
2. 处理有多个副线圈的变压器问题时，根据能量守恒，从功率角度P1＝P2＋ P3＋…打开突破口。
类型三 有多个副线圈的变压器
C
【方法点拨】(共27张PPT)
第二章　电磁感应
微专题（二）　电磁感应定律的综合应用
类型一 电磁感应中的电路问题
【典例1】把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在 竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a、电阻等 于R、粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当 金属棒以恒定速度v向右运动经过环心O时，求：
（1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN；
解析：（1）把切割磁感线的金属棒看成一个内阻为R、电动势为E的电源， 两个半圆环看成两个并联电阻，且R1＝R2＝R，画出等效电路如图所示。
等效电源电动势为E＝2Bav，
由右手定则可知金属棒中电流方向为从N流向M。
（2）圆环和金属棒消耗的总热功率。
A. φa＞φb，Uab＝1.5 V B. φa＜φb，Uab＝－1.5 V
C. φa＜φb，Uab＝－0.5 V D. φa＞φb，Uab＝0.5 V
A
【方法点拨】
1. “电源”的确定方法：“切割”磁感线的导体（或磁通量发生变化的线 圈）相当于“电源”，该部分导体（或线圈）的电阻相当于“内电阻”。
2. 电流的流向：在“电源”内部电流从负极流向正极，在“电源”外部电流 从正极流向负极。
类型二 电磁感应中的电荷量问题
C
A. 1∶1 B. 2∶1 C. 1∶2 D. 1∶4
B
【方法点拨】
线圈匝数一定时，通过导线某一横截面的感应电荷量仅由回路电阻和磁通量 的变化量决定，与时间无关。
类型三 电磁感应中的动力学问题
1. 导体的两种运动状态及处理方法
（1）导体的平衡状态——静止状态或匀速直线运动状态。
处理方法：根据平衡条件（合外力等于0）列式分析。
（2）导体的非平衡状态——加速度不为0。
处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。
2. 处理此类问题的基本方法
（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。
（2）求回路中感应电流的大小和方向。
（3）分析导体受力情况（包括安培力）。
（4）列动力学方程或根据平衡条件列方程求解。
【典例5】如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角
为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的定值电阻，一 根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于 磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，导轨和金属 杆的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好， 不计它们之间的摩擦。（重力加速度为g）
（1）由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中的 受力示意图；
（1）见解析图　
解析：（1）如图所示，ab杆受重力mg，方向竖直向下；支持力FN，方向垂 直于导轨平面向上；电流方向由a→b，安培力F安，方向沿导轨向上。
（2）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流大 小及其加速度的大小；
（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。
【方法点拨】
电磁感应中的动力学临界问题的基本思路
导体受外力运动 感应电动势 感应电流 导体受安培 力→合外力变化 加速度变化→临界状态
1. 电磁感应现象中的能量转化
安培力做 功
类型四 电磁感应中的能量问题
2. 焦耳热Q的计算方法及适用条件
（1）焦耳定律：Q＝I2Rt，适用于电流恒定的电磁感应问题。
（2）功能关系：对于纯电阻电路，克服安培力所做的功等于焦耳热Q，
即Q＝W克安。
（3）能量转化：Q等于其他能的减少量，适用于所有电磁感应问题。
3. 基本步骤
（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。
（2）画出等效电路，求出回路中消耗电功率的表达式。
（3）分析导体机械能的变化，用能量守恒定律得到导体做功的功率的变化 与回路中电功率的变化所满足的关系。
【典例6】如图所示，足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置，所在平面的倾角 θ＝37°，导轨间的距离L＝1.0 m，下端连接R＝1.6 Ω的定值电阻，导轨电 阻不计，所在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝
1.0 T。质量m＝0.5 kg、电阻r＝0.4 Ω的金属棒ab垂直放置于导轨上，现用沿导轨平面且垂直于金属棒、大小为F＝5.0 N的恒力使金属棒ab从静止开始沿导 轨向上滑行且始终与导轨接触良好，当金属棒滑行x＝2.8 m后速度保持不变 （sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2）。求：
（1）金属棒匀速运动时的速度大小v；
（1）4 m/s　
（2）金属棒从静止开始到做匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量QR。
（2）1.28 J
【方法点拨】
求解焦耳热Q的几种方法
公式法 感应电流恒定时：Q＝I2Rt
功能关系法 焦耳热等于克服安培力做的功：Q＝W克安
能量转化法 焦耳热等于其他形式能的减少量：Q＝ΔE减

展开更多......

收起↑