(共15张PPT)
一、安培力作用下的力学问题
[例1] 如图所示，在匀强磁场中沿水平方向固定两平行金属导轨，磁感应强度B＝5 T，方向垂直于ab，与导轨平面的夹角α＝53°，导轨宽度为L＝1 m，导轨电阻忽略不计，左端与电源连接。一质量m＝1 kg的金属棒ab垂直于两平行导轨放置并与导轨接触良好，连入导轨间的电阻R＝2 Ω，ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.25(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，在ab棒中点施加一水平向右的拉力T，使ab棒能处于静止状态。已知E＝6 V，r＝1 Ω，g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，求：
(1)金属棒ab受到的安培力F的大小；
(2)拉力T的大小范围；
(3)若磁场磁感应强度大小不变，方向突然反向，同时撤去T，求此时金属棒ab的加速度a的大小。
答案 (1)10 N (2)7 N≤T≤9 N (3)4 m/s2
(2)对ab受力分析，如图所示。
最大静摩擦力fm＝μN＝μ(mg－F cos α)＝1 N
当最大静摩擦力方向向右(图甲)时，有T＝F sin α－fm＝7 N
当最大静摩擦力方向向左(图乙)时，有T＝F sin α＋fm＝9 N
综上可得7 N≤T≤9 N。
(3)磁场反向后，安培力F也反向了，受力分析如图丙所示。
F sin α－f′m＝ma
F cos α＋mg＝N′
f′m＝μN′
综上可得a＝4 m/s2。
(1)P与A之间的水平距离；
(2)小滑块在C点时的速度大小vC；
(3)小滑块在轨道最低点D时对轨道的压力。
答案 (1)1.2 m (2)3 m/s (3)32.5 N，方向竖直向下
四、带电粒子在复合场中的运动
[例4] 如图所示的xOy平面内，x轴上方存在平行于y轴向下的匀强电场，x轴下方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，在y轴上坐标为L处的P点有一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子，以v0的速度平行x轴进入电场中，并从x轴上的M点(图中未标出)以与x轴成60°角方向首次进入磁场中，粒子在磁场中做匀速圆周运动，随后从x轴上的N点(图中未标出)首次离开磁场，且恰能回到P点，不计粒子重力，求：
(1)匀强电场的电场强度大小E；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B；
(3)若改变磁感应强度的大小，粒子经多次进出磁场之后能再次经过M点，求磁感应强度可能的值及粒子相邻两次经过M点的时间间隔。
(2)带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动，圆心在y轴上，轨迹关于y轴对称，如图所示。(共6张PPT)
电磁振荡过程分析
[例1] 如图所示的是某时刻LC振荡电路中振荡电流i的方向，下列对甲、乙回路情况的判断正确的是( )
A.若甲电路中电流i正在增大，则该电路中线圈
的自感电动势必定在增大
B.若乙电路中电流i正在增大，则该电路中电容
器里的电场必定向下
C.若甲电路中电流i正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必在增强
D.若乙电路中电流i正在减小，则该电路中电容器极板电荷必是上正下负
B
解析 据LC振荡电路特点知，若电路中电流i正在增大，说明振荡电路正在放电，电容器里的电荷量在减少，上极板带正电荷，下极板带负电荷，电场向下，电压也在减小，线圈的自感电动势也在减小，电路周围磁场在增强；反之，若电流正在减小，说明电容器正在充电，各量相应的变化与上述相反。故选B。
[例2] 振荡电路在测量、自动控制、无线电通信及遥控等许
多领域有广泛应用。在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场
及电容器中的电场如图所示，关于振荡电路正在发生的现
象，下列说法正确的是( )
A.电路中的电流正在增大
B.线圈中感应电动势正在减小
C.电容器极板上的电荷量正在减小
D.振荡电路中磁场能正在向电场能转化
D
解析 由电容器中电场方向可知电容器的上极板带正电，线圈中的磁场方向向上，由安培定则判断线圈中的电流是由下端流向上端，故电容器正在充电，电容器极板上的电荷量正在增多，则振荡电路中磁场能正在向电场能转化，磁场能正在减少，电路中的电流正在减小，故A、C错误，D正确；电容器正在充电，电容器的电荷量正在增多，两极板间的电压正在增大，线圈中感应电动势等于两极板间的电压，故线圈中感应电动势正在增大，故B错误。(共8张PPT)
传感器在实际问题中的应用
[例1] 某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警
电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温
度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，
下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1＝3 V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30 Ω。当线圈中的电流大于等于50 mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻R的阻值随温度变化的图像。
(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱________(均选填“A”或“B”)相连。
(2)当环境温度升高时，热敏电阻阻值将________，继电器的磁性将________(均选填“增大”“减小”或“不变”)，当环境温度达到________ ℃时，警铃报警。
(3)如果要使报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是________。
A.适当减小U1 B.适当增大U1
C.适当减小U2 D.适当增大U2
答案 (1)B A (2)减小 增大 80 (3)A
解析 (1)根据题意知警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。
(1)当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图中电铃应接在________(选填“A、B”或“C、D”)两端。
(2)为使车重G≥3.6×105 N时启动报警系统，则电阻箱R′的电阻应调节到________ Ω。
(3)通过调整电阻箱R′的阻值，可以调整报警车重，能使该装置报警的最小车重为________ N。
答案 (1)C、D (2)120 (3)7.2×104
解析 (1)当压力增大到一定程度时，压力传感器输出电压达到一定数值，线圈中电流大于或等于20 mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，C、D间的电路就会被接通，因此电铃应接在C、D之间。(共13张PPT)
一、正弦交流电图像的问题
[例1] 如图甲所示是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是( )
A.线圈转动的转速为25 r/s
B.电流表的示数为10 A
C.1 s内线圈中电流方向改变了50次
D.t＝0.01 s时线圈平面与中性面重合
B
二、交变电流“四值”的理解及应用
[例2] (2023·湖南卷)(多选)某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动(皮带不打滑)，半径之比为4∶1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度ω匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是( )
A.线圈转动的角速度为4ω
AC
三、理想变压器的制约关系和动态分析
[例3] 如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交流电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是( )
A.保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变
B.保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大
C.保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大
D.保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小
B
四、远距离输电问题
[例4] 如图所示，作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”
拥有9.1万个座位，其扇形屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心
悦目之感，还隐藏着一座年发电量约为98 550 kW·h的太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1×105 W。
(1)按平均每天太阳照射6小时，该发电系统一年(365天)能输出多少电能？
(2)假若输出电压为250 V，现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率为输送电功率的5%，用户获得220 V电压，应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？
答案 (1)7.884×1011 J (2)1∶16 190∶11
解析 (1)设该发电系统一年能输出的电能为E，P＝1×105 W，t＝365×6×3 600 s，则E＝Pt＝7.884×1011 J。
(2)依题意作出输电示意图，如图所示。(共13张PPT)
一、“三定则一定律”的综合应用
[例1] (多选)如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上，b环在螺线管右侧附近，b的环面与a的环面平行，当螺线管中电流变化时，则( )
A.电流减小时，a环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小
B.电流减小时，a环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小
C.电流增大时，b环远离螺线管
D.电流增大时，b环靠近螺线管
AC
解析 电流减小时，通电螺线管产生的磁场减弱，a环磁通量减小。根据安培定则，通电螺线管内部磁场向右，外部磁场向左。当a环缩小时，向右的磁通量不变，向左的磁通量减小，总磁通量增大。故要阻碍原磁通量的减小，a环有缩小的趋势，A正确，B错误；电流增大时，磁场变强，b环磁通量增大，为阻碍原磁通量的增大，b环远离螺线管，C正确，D错误。
二、法拉第电磁感应定律的应用
[例2] 如图所示的圆形线圈共n匝，电阻为R，过线圈中心O垂直于线圈平面的直线上有A、B两点，A、B两点的距离为L，A、B关于O点对称。一条形磁铁开始放在A点，轴线与A、B所在直线重合，此时线圈中的磁通量为Φ1，将条形磁铁以速度v匀速向右移动，轴线始终与直线重合，磁铁中心到O点时线圈中的磁通量为Φ2，下列说法正确的是( )
B
C.磁铁从A到B的过程中，线圈中磁通量的变化量为2Φ1
D.磁铁从A到B的过程中，通过线圈某一截面的电量不为零
三、电磁感应中的动力学问题
[例3] (2025·中山市高二期末)如图甲所示，质量为0.5 kg、足够长的“ ”形光滑金属框放在光滑绝缘水平面上，金属框两平行边间距为1 m，处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为1 T，金属棒ab垂直放在金属框两平行边上，用绝缘细线将金属棒ab与固定力传感器相连，开始时细线水平伸直且无张力，给金属框施加一个水平向右的拉力F1，在拉力F1作用过程中，力传感器的示数F随时间变化的规律如图乙所示，不计金属框的电阻，金属棒ab始终与金属框两平行边垂直且接触良好，金属棒接入电路的电阻为2 Ω，求：
(1)t＝1 s时，流过金属棒ab的电流大小及金属框运动的速度大小；
(2)金属框的加速度a的大小；
(3)t＝2 s时，拉力F1的瞬时功率。
答案 (1)1 A 2 m/s (2)2 m/s2 (3)12 W
四、电磁感应中的动量和能量问题
[例4] 如图所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内，导轨间的距离为L，导轨上横放着两根导体棒ab和cd。设两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，导轨光滑且电阻不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。开始时ab和cd两导体棒有方向相反的水平初速度，初速度大小分别为v0和2v0，求：
(1)从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热；
