中学物理竞赛例题 ppt课件
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高中物理竞赛(电磁学)电磁感应(含真题练习)：计算动生电动势(共16张ppt)
0I 2r
xdr
d
0 I xdr 2r
dt
dt
v X
C
D
a
b
r
F dr
E(O )
做法对吗？
非均匀磁场
例 一直导线CD在一无限长直电流磁场中作 切割磁力线运动。求：动生电动势。（联赛）
解：方法一
d
(
v
B ) dl
I
v 0 I sin 900 dl cos1800
2l
0vI dl 2l
v
B
v
l
dl
C
D
a
b
方向 D C
0vI ab dl 0vI ln a b
2 a l
2
a
方法二 作辅助线，形成闭合回路CDEF
B • dS
S
ab 0 I xdr a 2r
0 Ix ln a b
2
a
I
i
d
dt
( 0 I ln a b ) dx
2
a dt
0 Iv ln a b
2
a
方向 D C
v X
C
D
a
b
r
F dr
E(O )
思考
i
d
dt
I
d B • dS
2020高中物理学奥林匹克竞赛
电磁学篇[基础版] （含往年物理竞赛真题练习）
平动
分
均匀磁场
计
类
转动
算 动
非均匀磁场
生
电
动 势
方
i
d m
dt
法
i
b
(v
B)
dl
a
2020年高中物理竞赛(电磁学)电磁场和电磁波(含真题练习题)位移电流(共15张PPT)
B
LE dl S t dS
对稳恒磁场
SB dS 0
lH dl I0
静电场和稳恒磁场的基本规律
静电场
SD dS V dV
E涡
E dl 0
L
稳恒磁场
SB dS 0
H dl
j dS
Id
L
S
E dl
L
B
变
dS
S t
LH
dl
磁场的角度看，变化的电场可以等效为一种电流。
若把最右端电通量的时间变化率看作为一种电流，那
么电路就连续了。麦克斯韦把这种电流称为位移电流。
定义
Id
de
dt
d dt
D dS
S
D
dS
S t
jd
D t
0
E t
P （位移电流密度） t
位移电流的方向
位移电流与传导电流方向相同 如放电时
2020高中物理学奥林匹克竞赛
电磁学篇[基础版] （含往年物理竞赛真题练习）
1820年奥斯特 1831年法拉第
电 产生 磁 磁 产生 电
变化的磁场 激发 电场
? 变化的电场
磁场
11-1 位移电流 麦克斯韦方程组
一. 位移电流
1、电磁场的基本规律
对静电场
S D dS q0
L E dl 0 对变化的磁I
+++++++++
I
电容器上极板在充放电过程中，造成极板上电荷
积累随时间变化。
D Q
S
电位移通量 e DS Q
单位时间内极板上电荷增加（或减少）等于通入
LE dl S t dS
对稳恒磁场
SB dS 0
lH dl I0
静电场和稳恒磁场的基本规律
静电场
SD dS V dV
E涡
E dl 0
L
稳恒磁场
SB dS 0
H dl
j dS
Id
L
S
E dl
L
B
变
dS
S t
LH
dl
磁场的角度看，变化的电场可以等效为一种电流。
若把最右端电通量的时间变化率看作为一种电流，那
么电路就连续了。麦克斯韦把这种电流称为位移电流。
定义
Id
de
dt
d dt
D dS
S
D
dS
S t
jd
D t
0
E t
P （位移电流密度） t
位移电流的方向
位移电流与传导电流方向相同 如放电时
2020高中物理学奥林匹克竞赛
电磁学篇[基础版] （含往年物理竞赛真题练习）
1820年奥斯特 1831年法拉第
电 产生 磁 磁 产生 电
变化的磁场 激发 电场
? 变化的电场
磁场
11-1 位移电流 麦克斯韦方程组
一. 位移电流
1、电磁场的基本规律
对静电场
S D dS q0
L E dl 0 对变化的磁I
+++++++++
I
电容器上极板在充放电过程中，造成极板上电荷
积累随时间变化。
D Q
S
电位移通量 e DS Q
单位时间内极板上电荷增加（或减少）等于通入
江苏省南京师范大学附属中学高中物理竞赛讲座课件：质点动力学运动定理 (共90张PPT)
(2)势能
保守力
V Fx x V V Fx lim . x 0 x x ( y , z不变 )
V V V Fx , Fy , Fz . x y z
F V gradV .
V V V F Fx i Fy j Fz k ( i j k) x y z gradU U 梯度： (i j k )V x y z (i j k )U V gradV x y z
2
T mv / 2
2
R O
2 2
mv / mgR / .
2 2 2
v gR /
2 2
T mv / 2 mgR / 2 .
Wcon (V2 V1 ).
If Wtot Wcon then T2 T1 (V2 V1 ).
T2 V2 T1 V1.
功能原理 作用于质点的力F
Fc所作的功Wc可用势 能的减少来表示.
Fd所作的功Wn不（可） T2 T1 W Wc Wn 用势能的减少来表示.
GMm V r
关 于 势 能：
(1) 势能总是与保守力相联系。存在若干种保守力时，就可引进若干种势能。 (2) 势能的绝对数值与零势能位形的选取有关，但势能的差与之无关。不同保守力对 应的势能，其零势能位形的选取可以不同。 (3) 势能既然与各质点间相互作用的保守力相联系，因而为体系所共有。 (4) 与势能相联系的是保守力对质点系所作的总功，与参考系无关。
(1)
( 2)
my mz ) d ( mx
(1) 1 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2
2020年高中物理竞赛—磁学篇(进阶版)11-5 安培定律(含习题课)(共55张PPT)
====共有N1匝 ，其长度为L ，=======================
====忽略边缘效应，
I2
N2
则管内磁感应强度B 的大小为
[
0nI1
0
N1 L
I1
]，方向为
L
[ 沿管轴水平向右
]；若其中部放置一边长为a的小正
方形线圈，共有N2 匝，通有电流 I2 , 则此小线圈的磁矩Pm 的大
4)运动电荷产生的磁场
B
0 4
q r r3
（下一页）
5.磁场方程
1)磁场高斯定理 2)安培环路定理
S B
dS
0
lB dl 0 Ii
(稳恒磁场无源) (稳恒磁场有旋)
6.载流线圈的磁矩
Pm
NISn
n
7.电磁相互作用
S
1)安培定律
df Idl B
I
2)磁场对载流导线的安培力
f
小行方为时向，为[ 其[ 在向所图下N受面俯2磁I内视2力a向逆2矩上时的针；大转或小向在]M，。图=当[内小P上m线B方s圈in平9]0。面0 与 管0轴NL线1 I平1N2I2a2]
（下一页）
二、磁力的功
. . . （1） 载流导线在磁场中移动时 .. . . A = FΔx = B I lΔ x = IΔΦm .. . . （2） 载流线圈在磁场中转动时 I
B1
0I 4a
cos 0
cos
3
4
L
Ra a
0I 4a
1
2 2
方向：
L
a
A
AL 两端相对于R点所对应的
1 4 2
Sa
（下一页）
AL 在R点的磁感应强度大小为
2020年高中物理竞赛(电磁学)电磁场和电磁波(含真题练习题)麦克斯韦方程组(共13张PPT)
(3)因为电容器内 I=0,且磁场分布应具有轴对称性,
由全电流定律得 P
rR
L1 H1 dl S Jd dS Jdr 2
O
O
R
H1
2r
0U0
l
r
2
cost
l
H1
0U0
2l
cost
r
B1
0H1
U0
2lc2
cost
r
rR
L2 H2 dl Id JdR2
P
O
O
R
H2
l
l
根据位移电流的定义
P
O
O
R
l
Id
de
dt
dDS
dt
0
dE dt
R2
0R2
l
U0
cost
另解
Id
dQ dt
d CU
dt
C
dU dt
平性板电容器的电容 C 0R2
l
代入,可得同样结果.
(2)由位移电流密度的定义
Jd
D t
0
E t
0 U
l t
0U0 cost
l
或者 Jd Id R2
2020高中物理学奥林匹克竞赛
电磁学篇[基础版] （含往年物理竞赛真题练习）
三、麦克斯韦方程组
麦克斯韦认为静电场的高斯定理和磁场的高斯定
理也适用于一般电磁场.所以,可以将电磁场的基本规
律写成麦克斯韦方程组(积分形式):
SD
LE
dS dl
V S
dV
B t
dS
SB dS
LH dl
Id
2r
全国中学生物理竞赛课件4：角标运算矢量图解运动问题共26页文档
运动的合成与分解遵循如下原理：
♠ 独立性原理 构成一个合运动的几个分运动是彼此独立、
互不相干的，物体的任意一个分运动，都按其自身规律进行，不会 因有其它分运动的存在而发生改变．
♠ 等时性原理 合运动是同一物体在同一时间内同时完成几个
分运动的结果，对同一物体同时参与的几个运动进行合成才有意义．
♠ 矢量性原理 描述运动状态的位移、速度、加速度等
v02 2gh
v0
矢量△“面积”
θ
S
1 2
gt
v0
cos
h
1 2
g
x
1 2v0vt
sin
当 xv09v0g02o即 vt2stiann1 v02v0 vt2
时 xmax
v0
x
v02 vt2 g
θ
vt
△v
专题4-例5 网球以速度v0落到一重球拍上后弹性地射回．为
使球能沿着与原轨道垂直的方向射回，球拍应以什么样的速度vP运 动？如果速度v0和球拍面的法线的夹角是α，速度vP 和此法线的夹
v3 2 tv23 v22 v3 vco s
v2t
C
7
v3t
v 4
v3t
D
专题4-例4 从h高处斜向上抛出一初速度大小为v0的物体，
讨论抛出角θ为多大时物体落地的水平位移最大．
物体做抛体运动时，只受重力作用．在落下h高度的 时间t内，速度增量△v恒为竖直向下,大小为gt;
矢量关落地系时:速 u度uvvv的大vvt小为vvv0t
物理量都是矢量，对运动进行合成与分解时应按矢量法则即平行 四边形定则作上述物理量的运算．
雨滴在空中以4 m/s速度竖直下落，人打着伞以3 m/s的速度向 东急行，如果希望让雨滴垂直打向伞的截面而少淋雨，伞柄应指向
♠ 独立性原理 构成一个合运动的几个分运动是彼此独立、
互不相干的，物体的任意一个分运动，都按其自身规律进行，不会 因有其它分运动的存在而发生改变．
♠ 等时性原理 合运动是同一物体在同一时间内同时完成几个
分运动的结果，对同一物体同时参与的几个运动进行合成才有意义．
♠ 矢量性原理 描述运动状态的位移、速度、加速度等
v02 2gh
v0
矢量△“面积”
θ
S
1 2
gt
v0
cos
h
1 2
g
x
1 2v0vt
sin
当 xv09v0g02o即 vt2stiann1 v02v0 vt2
时 xmax
v0
x
v02 vt2 g
θ
vt
△v
专题4-例5 网球以速度v0落到一重球拍上后弹性地射回．为
使球能沿着与原轨道垂直的方向射回，球拍应以什么样的速度vP运 动？如果速度v0和球拍面的法线的夹角是α，速度vP 和此法线的夹
v3 2 tv23 v22 v3 vco s
v2t
C
7
v3t
v 4
v3t
D
专题4-例4 从h高处斜向上抛出一初速度大小为v0的物体，
讨论抛出角θ为多大时物体落地的水平位移最大．
物体做抛体运动时，只受重力作用．在落下h高度的 时间t内，速度增量△v恒为竖直向下,大小为gt;
矢量关落地系时:速 u度uvvv的大vvt小为vvv0t
物理量都是矢量，对运动进行合成与分解时应按矢量法则即平行 四边形定则作上述物理量的运算．
雨滴在空中以4 m/s速度竖直下落，人打着伞以3 m/s的速度向 东急行，如果希望让雨滴垂直打向伞的截面而少淋雨，伞柄应指向
物理竞赛ppt教学课件
法 ， 即 先保 持 电 阻不 变 ， 研究 电 流 与电__压______ 的 关 系 ； 再保 持 ______电__压_______不变，研究电流与______电__阻_______的关系．
4支．路并两联端电路的中电电压压_、__相电__等流___、_电；阻（的2特）点并是联：电（路1）中并的联总电电路流各
A. 正立、缩小的虚像
B．正立、缩小的实像
C．倒立、缩小的虚像
D．倒立、缩小的实像
4.图3和图4是两种声音的波形图，从图形可知：图 C 是 乐音的波形，图 D 是噪声的波形。
1．高压输电线路的铁塔顶端有一条（或两条）比下面输
电线细的金属线（如图1～图2 ),它的作用是［C］
A.加强铁塔的稳定性 B传输零线的电流
3.自已举自已能实现吗?( A ) A.能 B.不能
（1）取一汽车或拖拉机车轮内胎，拔掉内胎的气门针，用一橡皮管封套在气门上。 （2）在内胎上放一块木板（内胎平置于地面），人站在木板上，通过橡皮管用嘴向内胎吹气，唤气时可将橡皮 管折死。吹气过程中，人亦被徐徐升起。 （3）也可用一个比较重的物体代替人，放置在木板上，用打气筒向内胎打气，同样可以看到重物被徐徐升起。 （4）如果找不到汽车内胎可用救生圈或自行车内胎代替。
因为不同乐器所发声音的 音色 是不同的。
（3）电视观众看到莲花座上的千手观音身披绚丽霞光，这些光是
由红 、 绿 、 蓝 三原色依不同的比例混合而成的。
1.瀑布（打一物理名词） 2.离婚（打一物理名词） 3.死胡同（打一物理名词） 4.返航线（打一物理名词）
回路 热学
微安 36伏
5.交上坏朋友 （物理一名词） 6.打遍天罡无敌手（ 物理常数） 7.暑假补课 （物理学科名） 8.稍微放心（打一物理量单位）
4支．路并两联端电路的中电电压压_、__相电__等流___、_电；阻（的2特）点并是联：电（路1）中并的联总电电路流各
A. 正立、缩小的虚像
B．正立、缩小的实像
C．倒立、缩小的虚像
D．倒立、缩小的实像
4.图3和图4是两种声音的波形图，从图形可知：图 C 是 乐音的波形，图 D 是噪声的波形。
1．高压输电线路的铁塔顶端有一条（或两条）比下面输
电线细的金属线（如图1～图2 ),它的作用是［C］
A.加强铁塔的稳定性 B传输零线的电流
3.自已举自已能实现吗?( A ) A.能 B.不能
（1）取一汽车或拖拉机车轮内胎，拔掉内胎的气门针，用一橡皮管封套在气门上。 （2）在内胎上放一块木板（内胎平置于地面），人站在木板上，通过橡皮管用嘴向内胎吹气，唤气时可将橡皮 管折死。吹气过程中，人亦被徐徐升起。 （3）也可用一个比较重的物体代替人，放置在木板上，用打气筒向内胎打气，同样可以看到重物被徐徐升起。 （4）如果找不到汽车内胎可用救生圈或自行车内胎代替。
因为不同乐器所发声音的 音色 是不同的。
（3）电视观众看到莲花座上的千手观音身披绚丽霞光，这些光是
由红 、 绿 、 蓝 三原色依不同的比例混合而成的。
1.瀑布（打一物理名词） 2.离婚（打一物理名词） 3.死胡同（打一物理名词） 4.返航线（打一物理名词）
回路 热学
微安 36伏
5.交上坏朋友 （物理一名词） 6.打遍天罡无敌手（ 物理常数） 7.暑假补课 （物理学科名） 8.稍微放心（打一物理量单位）
高中物理竞赛—电磁学篇(基础版)42电磁感应习题课(共21张PPT)
磁场中，
L H dl
s
D t
dS
或 dD
dt
L E dl
s
B t
dS
或 dm
dt
15
三. 计算题
1．如图所示，长直导线 AB中的电流 I沿导线向上，并以dI/dt=2A/s的变化 率均匀增大，导线附近放一个与之同 面的直角三角形线框，其一边与导线 平行，位置及线框尺寸如图所示，求 此线框中产生的感应电动势的大小和 方向。
a
a
b
vt vt
1
d1
dt
0 Il 2
a
v vt
a
v b
vt
方向以顺时针为正方向。
19
(2)2
Bds
ab
a
0I 2r
ldr
0 Il 2lnaFra bibliotek ab
0l 2
ln
a
a
b
I0
sin t
2
d2
dt
0l ln 2
a
b a
I0 cost
0lI0 ln a b cost
2
a
方向以顺时针为正方向。
d dI
L
dt
dt
d 21
dt
M
dI1 d2t
一.选择题：
1．用线圈的自感系数L来表示载流线圈磁场的能量 公式
Wm
1 2
LI 2
（A）只适用于无限长密绕螺线管； （B）只适用单匝线圈； （C）只适用一个匝数很多，且密绕的螺线环； （D）适用于自感系数L一定的任意线圈。
[ D]
3
2．关于位移电流，有下面四种说法，正确的是
20
(3)3
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例4：如图所示，质量为m的物块置于斜劈的 光滑斜面上，并用细绳系住，绳子的另一端 系于斜劈顶端固定于劈的挡板上。设细线张 力达2mg时将被拉断。求保持物块m不脱离 斜劈，斜劈向右的加速度a不能超过多少？
例5：半径为R的轮子以恒定的速度v在水平面 上沿直线作无滑动滚动。将一质量为m的小石 子轻轻地放到轮子的顶端。试问：经过多少时 间小石子与轮子之间发生相对滑动。已知小石 子与轮子间的最大静摩擦系数为μ。
例3：一根光滑、细长的水平杆oA，可 绕过o点的竖直轴转动，杆上被串上两 根完全相同的轻弹簧（弹性系数均为k）
和两个完全相同的小物体（质量 m1=m2=m），其中一根弹簧的一端固 定在转轴o点，另一端通过小物体m1与 另一弹簧相连，如图所示。若系统绕转 轴MN作稳定的匀速转动，求转动角速
度ω的可取值。
中学物理竞赛例题
例1：一小球作竖直上抛运动，当它回到 抛出点时，速度为抛出时的3/4。设小球 运动中受到的空气阻力为恒力。试求：
（1）小球受到的空气阻力与重力之比。
（2例2：水平桌面上放置一倾角为θ的 楔形块，如图所示。设在楔形块的斜 面上放一物体，物体的质量与楔形块 质量均为m，物体与楔形块之间、楔 形块与桌面之间的摩擦系数均为μ。 （1）若要物体下滑时楔形块不后退， μ与θ应满足什么关系？ （2）若μ=1/5，满足上述关系的θ角 在什么范围内？