人教版高中物理选修2课件

[思路点拨] (1)磁感应强度在 0～4 s 内均匀增大，可由 E＝nΔΔBt ·S，求感应电动势。 (2)t＝5 s 时，磁感应强度正在均匀减小，线圈产生感应电动势，相当于电源。
[解析] (1)根据法拉第电磁感应定律得，0～4 s 内，回路中的感应电动势 E＝nΔΔΦt ＝1 000×0.4－0.24×2×10－2 V＝1 V。 (2)t＝5 s 时，磁感应强度正在减弱，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与 原磁场方向相同，即感应电流产生的磁场方向是垂直纸面向里，故 a 点的电势高。
()
解析：由楞次定律知，题中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感应 电流沿顺时针方向。由法拉第电磁感应定律知，E＝ΔΔΦt ＝ΔΔBtS＝ΔBΔ·πtR2，由于两 圆环半径之比 Ra∶Rb＝2∶1，所以 Ea∶Eb＝4∶1。综上所述，选项 B 正确。 答案：B
动生电动势的理解及应用 [问题探究] 如图所示，一个半径为 r 的半圆导线，处在磁感应强度 为 B 的匀强磁场中。 (1)当导线沿 OP 方向以速度 v 做匀速运动时，其感应电 动势的大小是多少？
第2章 电磁感应 2 法拉第电磁感应定律
核心素养目标
1．知道什么是感应电动势。 2．理解和掌握法拉第电磁感应定律的内容和表达
式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题。 3．掌握导体切割磁感线产生的电动势 E＝Blvsin θ
的推导及意义，会用此关系式解答有关问题。 4．知道动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系，
知识点二 导线切割磁感线时的感应电动势 [情境导学] 如图所示，把矩形线框 CDMN 放在磁感应强度为 B
的匀强磁场中，线框平面跟磁感线垂直。试计算导体棒 MN 切割磁感线时的感应电动势。
提示：在 Δt 内穿过闭合电路磁通量的变化量 ΔΦ＝BΔS＝BlvΔt。根据法拉 第电磁感应定律，得 E＝ΔΔΦt ＝Blv。

(
)
A.在第1 s末到第2 s末的过程中电容器正在向外电路放电
B.在第1 s末到第2 s末的过程中电容器的下极板带负电
C.在第2 s末到第3 s末的过程中M点的电势比N点的电势低
D.在第2 s末到第3 s末的过程中电路中电场能正在逐渐减小
解析 在第1 s末到第2 s末的过程中,振荡电流是充电电流,充电电流是由上
2021
第四章
1.电磁振荡
内
容
索
引
01
课前篇 自主预习
02
课堂篇 探究学习
学习目标
1.通过实验,了解电磁振荡。(科
学探究)
2.体会LC振荡电路中电荷、电场、
电流、磁场的动态变化过程及其
相关物理量的变化情况。(科学
思维)
3.了解LC振荡电路固有周期和固
有频率的公式,了解实际生产、
生活中调节振荡电路频率的基本
定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围空间一定产生均匀变化的磁场
D.周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场
解析 根据麦克斯韦电磁场理论,只有变化的电场才能产生磁场,均匀变化
的电场产生恒定的磁场,非均匀变化的电场产生变化的磁场,只有选项D正
确。
答案 D
规律方法 理解麦克斯韦的电磁场理论的关键
生变化的电场
生变化的磁场
振荡磁场产生同频率的振荡电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场
要点笔记 变化的磁场周围产生电场,与是否有闭合电路存在无关。
实例引导
例1 根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是(
)
A.有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生电场
B.在变化的电场周围空间一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围空间一

U Bdv
P I2R
I Bdv Rr
Bdv2
P总 EI R r
【例 2】如图所示，宽度为 d、厚度为 h 的金属导体放在垂直于它的磁感应强度为 B 的匀
强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为
霍尔效应．实验表明：当磁场不太强时，电势差 U、电流 I 和磁感应强度 B 的关系为U k BI ， d
d
x1
x2
（3）若用这个质谱仪分别观测氢的两种同位 素离子（所带电荷量为e），它们分别打在照相 底片上相距为d的两点。
①为了便于观测，希望d的数值大一些为宜。 试分析说明为了便于观测，应如何改变匀强磁 场磁感应强度B0的大小；
可见，为增大d，应减小磁感应强度B0的大小。
d
x1
x2
（3）②某同学对上述B0影响d的问题进行了 深入的研究。为了直观，他们以d为纵坐标、以 1/ B0为横坐标，画出了d随1/ B0变化的关系图像， 该图像为一条过原点的直线。测得该直线的斜 率为k，求这两种同位素离子的质量之差Δm。
2m
解析：
(1)粒子恰好从 O 点射出磁场，故在磁场Ⅰ中的轨迹为半圆，又 y d =2r1
故半径 r1
d 2
，粒子在加速过程满足 qU
1 2
mv12
在磁场Ⅰ中偏转过程满足
qv1B
m
v12 r
联立可解得U qB2d 2 。 8m
(2)粒子仅经过 x 轴一次，然后垂直于 MN 从区域Ⅱ射出，轨迹如图所示
B
evB m v 2
r
v
MO
N
r mv , T 2 πm
eB
eB
s 2 r 2 mv Δt 5 T T 4 πm

也会偏小;C对.

若将载流导线在铁芯上绕n0匝,由I= 0 0知,当n0>1时I值将偏大,D错。

【例6】（多选）某电磁感应式无线充电系统原理如图所示，当下方送电线圈两端
啊a、b接上220V的正弦交变电流后，会在上方临近的受电线圈中产生感应电流，
从而实现充电器与用电装置间的能量传递。若该装置等效为一个无漏磁的理想变
圈消耗的电功率变小，理想变压器原副线圈功率相等，原线圈输入功率减小，所以 C 选项错误:
D.P、Q都不动，副线圈两端电压不变，新开开关，副线圈中总电阻增大，总电流减小，所以变压
器的输入电流也要减小，所以 D 选项正确。故选 BD.
2.互感器
U1 n1
U2＝n2
V
电压互感器
I1n1＝I2n2
A
并联 降压
形的铁芯上，P是可移动的滑动触头。AB间接交流电压U，输出端接通了两个相同
的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头，当开关S闭合，P处于图示的位置时，
两灯均能发光。下列说法正确的是（
）A. 图中自耦变压器是升压变压器
B. Q不动，将P沿逆时针方向移动，L1将变亮C. P不动，将Q向右移动，变压器的
量的电压为副线圈两端的电压,原、副线圈匝数不变,输入电压不变,故 V2示数不变,V3示数为 V2示数减
去 R0两端电压,两线圈中电流增大,易知R0两端电压升高,故V3示数减小，选项B错误;理想变压器
U1I1=U2I2，则U1ΔI1 =U₂ΔI2，ΔI2>ΔI1 ，故U2<U1,变压器为降压变压器,选项C错误;因I增大,故知R减小,变
D.若将载流导线在铁芯上多绕几匝，钳形电流测量仪的示数将变小
解析： 钳形电流测量仪实质是一个电流互感器,依据电磁感应原理工

日常生活中,斜面自锁现象有很多.楔 子是倾角很小(小于摩擦角)的斜面,常常 用来固定物体.
螺丝钉也利用了斜面自锁的原理.钉上的 螺纹相当于旋转的斜面,沿着旋转的斜面转过 一圈,就升高同样的高度h,也就是螺纹间的距 离,称为螺距.螺纹升角α相当于斜面倾角.由于 螺纹升角α小于摩擦角θ,所以当用它来紧固机 件时,螺母尽管受到很大的压力,仍然不会移动.
个力的作用线相交于O点,因
G
此,它们是共点力.
物体静止或匀速上升时处于平衡 状态,这三个力满足共点力的平衡条件, 即
F合=0
y
选取坐标轴，分别在 x方向和y方向列平衡方程.
F1
F2
α
α
O
G
F合x = F1 cosα - F2 cosα = 0
(1)
F合y = F1 sinα + F2 sinα – G = 0
θ
Fy合 = F2sin θ – mg = 0
F1 O
x
mg
{F1 = mgcot θ
图3
解得
因此选项BD正确。
F2 = mg/sin θ
2. （1998年广东高考题）如图5细绳AO，BO 等长，A点固定不动，在手持B点沿圆弧向C 点缓慢运动过程中，绳BO的张力将（）
A．不断变大
A
B
B．不断变小
αβ
(2)
其中G是已知量,F1、F2是未知量.
由(1)式可得 F1 = F2
代入(2)式,得 G
F1 = F2 = 2sinα
由此可知,物体所受的重力一定时,钢丝 绳与水平线的夹角越大,钢丝绳对重物的拉力 越小.当α接近90°时,钢丝绳的拉力接近G/2.
反之,钢丝绳与水平线的夹角越小,钢丝 绳的拉力越大.当α为30 °时,钢丝绳的拉力等 于G,当α小于30 °时,钢丝绳的拉力大于G.由 牛顿第三定律可知,钢丝绳受重物的拉力也 将随α角的减小而增大.

四、远距离输电原理图
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
10潜伏
输电简易图
220伏
四、远距离输电原理图
I1
I2 U损 P损 I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U 1 n1 n2 U2
U3n3 n4 U4 R用
升压变压器
降压变压器
功率关系：
P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3
I1
I2 U损 P损 I3
电网供电有什么好处？
1、次能源产地使用大容量的发电机组，降低一次能源的运输成本，获得最 大的经济效益； 2、可以减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡； 3、可以根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力。
六、输电技术的发展
1882年，爱迪生在美国修建了第一个电力照明系统；每隔3 km 左右就要建 立一个发电厂，否则灯泡因电压过低而不能发光；
Pr I 2r 20 2 4 1600 (W) ( 3 ) U用 U Ur 220 80 140(V)
P用 P Pr 4400 1600 2800 (W)
例4、图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1∶1000， 理想降压变压器原、副线圈匝数比为1 000∶1，输电线的总电阻为1 000 Ω，若升 压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220 V。下列说法正确的是( B )
P损
=（P）2 U
L S
如何减少电能损失? P损 =I 2R线 (1)减小输电线电阻R
(2)减小输电电流I
途径一、减小输电线电阻R： R L
S
①减小材料的电阻率ρ： 用铜或铝 ②减小输电线的长度L： 不可行 ③可适当增大导线横截面积S. 有一定限度

所以D错误；故选B。
２.阴极射线管中电子束由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上出现如图所示的一
条亮线。要使该亮线向z轴正方向偏转，可加上沿(
A
B
)
z轴正方向的磁场
B y轴负方向的磁场
C x轴正方向的磁场
D
y轴正方向的磁场
【解析】若加一沿z轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿y轴正方向，亮线向y轴正方
生命带来灾难，地球也因此无法孕育生命。但由于地磁场的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方
向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。下面说法中正确的是（ D ）
A．地磁场直接把高能带电粒子给反射回去
B．只有在太阳内部活动剧烈时，地磁场才对
射向地球表面的宇宙射线有阻挡作用
C．地磁场会使沿地球赤道平面垂直射向地球
第一章 安培力与洛伦兹力
§1.2
磁场对运动电荷的作用力
复 习
1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？
大小：F＝BILsinθ
2、电流是如何形成的？
方向：左手定则
电荷的定向移动形成的
3、由上述的两个问题你能够想到什么？
磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的作用
力的宏观表现，也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用。
(5)显像管中偏转线圈中的电流恒定时，电子打在荧光屏上的位置是不变的。( √ )
(6)当判断运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力时，要让四指指向电荷的运动方
向。(×)
４．科学家预言，自然界存在只有一个磁极的磁单极子，磁单极子N的磁场分布如图
甲所示，它与如图乙所示正点电荷Q的电场分布相似。假设磁单极子N和正点电荷Q
运动方向与电场力的方向无关；由甲图中洛仑兹力方向，根据左手定则可知，从上往下看，带电小

实质：
是能从高温物体 转移到低温物体。
高温物体放热,内能减少; 低温物体吸热,内能增加。
能量守恒定律：
能量既不能凭空消失，也不能凭空产生， 它只能从一个物体转移到另一个物体，或 从一种形式的能量转化为另一种形式的能 量。在转移或转化的过程中能量的总量总 保持不变。
判断：
1、冰水混合物的温度是0℃，所以没有内能。 （ ×） 2、任何物体都具有内能和机械能。（ ×） 3、甲物体比乙物体的温度高，则甲比乙的 内能大。（×） 4、物体不一定都有内能。（ ×） 5、某物体温度升高，它的内能一定增大。 （√ ）
1、物体不对外界做功，外界也不对物体做功， 物体的内能一定不变。（ ）×
2、一个物体不吸热也不放热，它的温度一定
不变。（ × ） 3、物体温度升高，一定是从外界吸收了热量。 （ ×） 4、只有一个物体不能发生热传递。（ × ）
5、热量从热量多的物体向热量少的物体传递。 （×）
2、关于物体 的内能，下列说法正 确的是( D ) A、物体的运动速度越大，具有的内 能越多 B、静止的物体没有动能也没有内能 C、运动的物体有动能但没有内能 D、火红的铁块具有内能，冰冷的冰 块也具有内能，一切物体都具有内 能
么功？
有，克服摩擦做功
3：能量如何转变？
机械能→内能
大量实验表明：
（内能增加）
外
物
界
做功
体
还有其它例子吗？
（内能增加）
外
物
界
做功
体
（内能减少）
综上
做功可以改变物体的内能。
所述：
做功改变内能的实质：其它形式的能与 物体内能相互转化的过程。能量的转化
冬天双手很冷，你通常使其变暖的 两种方法在原理上有何不同？

E BLv1 BLv sin
（θ为v与B夹角）
若v//B：E=0（无切割）
2.2法拉第电磁感应定律—【新教材】 人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修二课 件
2.2法拉第电磁感应定律—【新教材】 人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修二课 件
• 一根直导线长为0.1m，在磁感应强度为 0.1T的匀强磁场中以10m/s的速度匀速运 动，则下列关于直导线中产生的感应电 动势的说法正确的是（ ） • A．—定为0.1V B．可能为0 C．可能为 0.01V D．最大值为0.1V
2.2法拉第电磁感应定律—【新教材】 人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修二课 件 2.2法拉第电磁感应定律—【新教材】 人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修二课 件
2.2法拉第电磁感应定律—【新教材】 人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修二课 件
二、导体切割磁感线运动时的感应电动势
2.2法拉第电磁感应定律—【新教材】 人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修二课 件
• 如图导体棒CD在匀强磁场中运动。自 由电荷受洛伦兹力，自由电荷相当于 纸面向哪个方向运动？（认为导体棒 中的自由电荷是正电荷）
导体棒一直运动下去，自由电荷是否总 会沿着导体棒运动？为什么？导体棒哪 段的电势比较高？
E n Φ t
2.2法拉第电磁感应定律—【新教材】 人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修二课 件
2.法拉第电磁感应定律的理解
• (1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同 决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系．
• (2)磁通量的变化率对应Φt图线上某点切线的斜率．

3．切变模量 在剪切情况下，切应力与切应变的比值称为切变模量(shear modulus)，以符号G表示大多数金属材料的切变模量约为其杨氏模量的1／2— 1／3。切变模量也叫刚性模量。一部分材料的体变模量和切变模量见表2-2。
第三节 骨与肌肉的力学特 性
一、骨骼的力学性质
人体骨骼系统是人体重要的力学支柱，起着支撑重量、维持体形、完成运动 和保护内脏器官的作用。各种骨因其所在的部位不同而有不同的形状、大小 和功能。
物体的弹性
第一节 应变和应力
一、 应 变
物体在外力作用下发生的形状和大小的改变，称为形变(deformation) 在一定形变限度内，去掉外力后物体能够完全恢复原状的，这种形变称 为弹性形变(elasticdeformation)。
外力超过某—限度后，去掉外力物体不再能完全恢复原状的，这种形变 称为范(塑)性形变(plastic deformation)。
一、弹性和塑性
在一定形变限度内，去掉外力后物体能够完全恢复原状的，这种物体称为 完全弹性体，物体能够恢复变形的特性为弹性。
若外力过大，外力除去后，有一部分变形将不能恢复，这种物体称为弹塑 性体，外力除去后变形不能恢复的特性为塑性。
曲线上的a点叫做正比极限(proportional limit)，不超过正比极限时，即在oa段，应 力与应变成正比例关系。
骨骼中的应力如果在变化后长期维持新的水平，NU不仅骨中的无机盐成分发 生改变，而且整个骨的形状也发生改变。在较高应力持续作用下，一部 分 骨细胞变成成骨细胞，这种细胞的胞浆呈碱性，有能力使无机盐沉淀， 并 能产生纤维与粘多糖蛋白等细胞间质，这些和无机盐共同组成骨质，骨 质 将成骨细胞包围在其中，细胞合成活动逐渐停止，胞浆减少，胞体变形，成 骨细胞变为骨细胞，从而使骨的承载面积增大。相反，作用在骨骼上的 应 力减少后，骨细胞变成破骨细胞，它产生酸性磷酸酶可以溶解骨骼中的 粘 多糖蛋白、胶原纤维和无机盐，这种活动的结果是降低了骨的有效面积。