电磁学第六次作业解答教学文案
《磁场对通电导线的作用力》优质教案6
《磁场对通电导线的作用力》优质教案6一、教学内容本节课选自高中物理教材《电磁学》第四章第二节,详细内容主要围绕磁场对通电导线的作用力进行讲解。
包括磁场的基本概念、安培力的计算方法以及左手定则的应用。
二、教学目标1. 让学生理解磁场对通电导线的作用力原理,掌握安培力的计算方法。
2. 培养学生运用左手定则解决实际问题的能力。
3. 激发学生对电磁学的学习兴趣,提高学生的科学素养。
三、教学难点与重点难点:安培力的计算方法,左手定则的应用。
重点:磁场对通电导线的作用力原理,安培力与电流、磁场的关系。
四、教具与学具准备1. 教具:电流表、电压表、导线、磁铁、演示用电磁铁、电源等。
2. 学具:学生分组实验所需电流表、电压表、导线、磁铁、电源等。
五、教学过程1. 实践情景引入:用演示用电磁铁吸引铁屑,引导学生思考磁场对通电导线的作用力。
2. 讲解磁场对通电导线的作用力原理,引导学生学习安培力计算方法。
3. 举例讲解:通过例题讲解安培力计算方法,左手定则的应用。
4. 随堂练习:让学生分组实验,测量不同电流、磁场下导线的受力情况,验证安培力计算方法。
六、板书设计1. 磁场对通电导线的作用力原理:安培力计算方法:F = BILsinθ左手定则2. 实例分析:安培力计算与左手定则应用3. 随堂练习:分组实验数据及结论七、作业设计1. 作业题目:(1)计算题:一根长为1m,电流为2A的直导线,垂直放置于磁感应强度为0.5T的磁场中,求导线所受安培力。
(2)应用题:简述左手定则,并说明其在实际中的应用。
2. 答案:(1)F = BILsinθ = 0.5 2 1 sin90° = 1N(2)左手定则:伸开左手,使拇指、食指和中指垂直,中指指向磁场方向,食指指向电流方向,拇指所指方向即为安培力的方向。
实际应用:判断电磁铁的极性,判断电动机的转向等。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等方式,使学生掌握了磁场对通电导线的作用力原理,安培力的计算方法及左手定则的应用。
电磁场与电磁波课后习题及答案六章习题解答
第六章时变电磁场有一导体滑片在两根平行的轨道上滑动,整个装置位于正弦时变磁场之中,如题图所示。
滑片的位置由确定,轨道终端接有电阻,试求电流i.解穿过导体回路abcda的磁通为故感应电流为一根半径为a的长圆柱形介质棒放入均匀磁场中与z轴平行。
设棒以角速度绕轴作等速旋转,求介质内的极化强度、体积内和表面上单位长度的极化电荷。
解介质棒内距轴线距离为r处的感应电场为故介质棒内的极化强度为极化电荷体密度为极化电荷面密度为则介质体积内和表面上同单位长度的极化电荷分别为平行双线传输线与一矩形回路共面,如题图所示。
设、、,求回路中的感应电动势。
解由题给定的电流方向可知,双线中的电流产生的磁感应强度的方向,在回路中都是垂直于纸面向内的。
故回路中的感应电动势为式中故则有一个环形线圈,导线的长度为l,分别通过以直流电源供应电压U0和时变电源供应电压U(t)。
讨论这两种情况下导线内的电场强度E。
解设导线材料的电导率为,横截面积为S,则导线的电阻为而环形线圈的电感为L,故电压方程为当U=U0时,电流i也为直流,。
故此时导线内的切向电场为当U=U(t)时,,故即求解此微分方程就可得到。
一圆柱形电容器,内导体半径为a,外导体内半径为b,长为l。
设外加电压为,试计算电容器极板间的总位移电流,证明它等于电容器的传导电流。
解当外加电压的频率不是很高时,圆柱形电容器两极板间的电场分布与外加直流电压时的电场分布可视为相同(准静态电场),即故电容器两极板间的位移电流密度为则式中,是长为l的圆柱形电容器的电容。
流过电容器的传导电流为可见由麦克斯韦方程组出发,导出点电荷的电场强度公式和泊松方程。
解点电荷q产生的电场满足麦克斯韦方程和由得据散度定理,上式即为利用球对称性,得故得点电荷的电场表示式由于,可取,则得即得泊松方程试将麦克斯方程的微分形式写成八个标量方程:(1)在直角坐标中;(2)在圆柱坐标中;(3)在球坐标中。
解(1)在直角坐标中(2)在圆柱坐标中(3)在球坐标系中已知在空气中,求和。
电磁场与电磁波课后习题及答案六章习题解答
第六章 时变电磁场6.1 有一导体滑片在两根平行的轨道上滑动,整个装置位于正弦时变磁场5cos mT z e t ω=B 之中,如题 6.1图所示。
滑片的位置由0.35(1cos )m x t ω=-确定,轨道终端接有电阻0.2R =Ω,试求电流i.解 5cos 0.2(0.7)cos [0.70.35(1cos )]0.35cos (1cos )z z d B ad ab t x t t t t ωωωωωΦ==⨯=⨯-=--=+⎰g g B S e e故感应电流为110.35sin (12cos ) 1.75sin (12cos )mAin d i R R dt t t t t R ωωωωωωΦ==-=-+-+E6.2 一根半径为a 的长圆柱形介质棒放入均匀磁场0z B =B e 中与z 轴平行。
设棒以角速度ω绕轴作等速旋转,求介质内的极化强度、体积内和表面上单位长度的极化电荷。
解 介质棒内距轴线距离为r 处的感应电场为00z r r r B φωω=⨯=⨯=E v B e e B e故介质棒内的极化强度为 00000(1)()e r r r r B r B εεεωεεω==-=-P E e e X极化电荷体密度为2000011()()2()P rP r B r r r rB ρεεωεεω∂∂=-∇⋅=-=--∂∂=--P极化电荷面密度为00()(P r r r a e r σεεωε==⋅=-⋅=-P n B e 则介质体积内和表面上同单位长度的极化电荷分别为220020012()212()P P PS P Q a a B Q a a B πρπεεωπσπεεω=⨯⨯=--=⨯⨯=-6.3 平行双线传输线与一矩形回路共面,如题6.3图所示。
设0.2a m=、0.1m b c d ===、71.0cos(210)A i t π=⨯,求回路中的感应电动势。
解 由题给定的电流方向可知,双线中的电流产生的磁感应强度的方向,在回路中都是垂直于纸面向内的。
电磁学答案
Q 2pR
Rrd
dEr=
r
3
o
4pe 0(R2 + r 2 ) 2
ò 积分得距圆心 r 处中轴线上
强
Er =
Qr
3
8p 2e 0 (R2 + r 2 ) 2
2p d
0
=
Qr
3
4pe 0 (R2 + r 2 ) 2
场
由于线和圆环之间的库伦力是一对相互作用力,故只需考虑线受力,积分得:
ò ò F =
0
= 2. 25 ×10 s
1-9 (PB13203219 张子越) 不可能。取方形回路,其中一组对边平行于电场线,一组对边垂直于电场线。在 此回路中,当试探电荷沿着垂直于电场线的路径运动时电场对试探电荷不做工; 当沿着平行于电场线的对边运动时要做工,但是根据题意这两条边上的场强大小 不相等,但是做工路径相等,故沿回路做工不为零,与“静电场是保守场”矛盾。
1-16(PB13203219 张子越)
U= ∗ ( 1 +2
+( )
.
+ 1 −2
+( )
另 y=(1 +2
+ ) . + (1 −2
+
在 x=0 附近展开,前两项为 0,保留第三项
y≈(3cos2θ-1)x2
) . −2
.
−2)
令 x=l/r 得 U= ∗
⃗ = −∇⃗
3 =
1 ∗ ∗ ((3
4
òp 2k d
0 rp
sin
=
4k rp
1-14(PB13000808 刘通) 解:
设 OD=r,则BD = R +r −2Rr c os θ,
NO6参考答案
NO.6 稳恒磁场班级: 学号: 姓名: 成绩:一 选择题1.如果我们想让一质子在地磁场中一直沿着赤道运动,我们发射该质子的速度方向应是(A) 平行赤道向东. (B) 平行赤道向西. (C) 垂直赤道向北. (D) 垂直赤道向南. (E) 垂直赤道向上. (F) 垂直赤道向下. [ B ]2.如图示的两个载有相等电流I 的圆形线圈,一个处于水平位置,一个处于竖直位置,半径均为R ,并同圆心,圆心O 处的磁感应强度大小为:(A )0; (B )R I20μ; (C )RI220μ; (D )R I 0μ。
[ C ]参考:O 点处磁感应强度矢量叠加。
圆形电流在圆心处产生的磁感应强度大小为:B=RI20μ.3.载流的圆形线圈(半径a 1)与正方形线圈(边长a 2)通有相同电流I ,若两个线圈的中心O 1、O 2处的磁感应强度大小相同,则a 1︰a 2为:(A )1︰1 ; (B )π2︰1 ; (C )π2︰4 ; (D )π2︰8 ;[ D ]参考:圆形线圈(半径a 1)通有相同电流I ,线圈的中心O 1处的磁感应强度:0112IB a μ=;正方形线圈(边长a 2)通有相同电流I ,线圈的中心O 2处的磁感应强度:(教材第150页公式):022234[coscos()]4442IB μπππ=⨯--=4.如图,两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上,稳恒电流I 从a 端流入而从d 端流出,则磁感应强度B 沿图中闭合路径L 的积分∮L l d B⋅等于:(A )μ0I ; (B )μ0I / 3 ; (C )μ0I / 4 ; (D )2μ0I / 3 。
[ D ]5.无限长直导线与正三角形线圈在同一平面内,电流如图,若长直导线固定不动,则载流三角形线圈将:L(A )向长直导线平移; (B )离开长直导线平移; (C )转动; (D )不动。
[ A ]参考:1I 的作用:使得正三角形线圈内的磁通量有增大趋势。
大物电磁学课后答案
6-5 如图一长为l的直导线弯折成夹角为120o相等
长度的两部分,放在垂直于均匀磁场B的平面 上,并绕其一端以角速度在此平面内旋转, 求导线中感应电动势,并指出哪些电势高。
B
l
120o
2
l
解:两部分获感应电动势相当于直线段OA感
应电动势: OA 2 l cos300 3 l
9
6-10在圆柱形空间中存在着均匀磁场,B的方向与柱的轴线平行 ,若B的变化率为dB/dt=0.1特/秒,R=10厘米,问自r=5厘米、15 厘米处的感应电场的电场强度为多大?若将一个电子放在r=5厘 米处,求开始时电子的加速度a。
解:由于B的对称性
r=5厘米时
l
E
dl
E1
指向圆心的内压力。
补充6.1 一块金属板在均匀磁场中平移会不会产生感应电动势? 会不会产生涡电流?若金属板在均匀磁场中旋转,情况怎样?
解:当平板运动方向与磁力线平行时,不产生感应电动势;若
不平行,则有感应电动势,但无涡流产生;若是旋转,则平板
上各点速度所在平面与磁力线平行,无感应电动势,不平行则
有电动势。
1
补充6.2有一个铜环和一个木环,两环尺寸完全相同,放在同一 变化磁场里,问在两环中的感应电动势和感生电场相同吗? 解:产生的感应电场相同,电动势不同,铜环内有自由电子可 形成感应电流,而木环在感应电场作用下受极化。
6-2将一个超导材料作成的小薄片,放在永久磁铁的上方,它会 悬浮起来。你能解释这种现象吗? 解:处于超导态的材料电阻为零,电流分布在外表面上,内部 磁场为零。实际超导电流产生磁场抵抗外磁场的侵入,因而超 导材料受到一个排斥力,它与重力平衡而悬浮在磁场的上方。
电磁学[赵凯华]答案及解析[第6章麦克斯韦电磁理论]
1 一平行板电容器的两极板都是半径为的圆导体片,在充电时,其中电场强度的变化率为:。
试求:(1)两极板间的位移电流;(2)极板边缘的磁感应强度。
解: (1)如图所示,根据电容器极板带电情况,可知电场强度的方向水平向右(电位移矢量的方向与的方向相同)。
因电容器中为真空,故。
忽略边缘效应,电场只分布在两板之间的空间内,且为匀强电场。
已知圆板的面积,故穿过该面积的的通量为由位移电流的定义式,得电容器两板间位移电流为因,所以的方向与的方向相同,即位移电流的方向与的方向相同。
(2)由于忽略边缘效应,则可认为两极板间的电场变化率是相同的,则极板间的位移电流是轴对称分布的,因此由它所产生的磁场对于两板中心线也具有轴对称性。
在平行板电容器中沿极板边缘作以半径为的圆,其上的大小相等,选积分方向与方向一致,则由安培环路定理可得(全电流)因在电容器内传导电流,位移电流为,则全电流为所以极板边缘的磁感应强度为根据右手螺旋定则,可知电容器边缘处的磁感应强度的方向,如图所示。
2 一平行板电容器的两极板为圆形金属板,面积均为,接于一交流电源时,板上的电荷随时间变化,即。
试求:(1)电容器中的位移电流密度的大小;(2)设为由圆板中心到该点的距离,两板之间的磁感应强度分布。
解: (1)由题意可知,,对于平行板电容器电位移矢量的大小为所以,位移电流密度的大小为(2)由于电容器内无传导电流,故。
又由于位移电流具有轴对称性,故可用安培环路求解磁感应强度。
设为圆板中心到场点的距离,并以为半径做圆周路径。
根据全电流安培环路定理可知通过所围面积的位移电流为所以.最后可得3. 如图(a)所示,用二面积为的大圆盘组成一间距为的平行板电容器,用两根长导线垂直地接在二圆盘的中心。
今用可调电源使此电容器以恒定的电流充电,试求:(1)此电容器中位移电流密度;(2)如图(b)所示,电容器中点的磁感应强度;(3)证明在此电容器中从半径为﹑厚度为的圆柱体表面流进的电磁能与圆柱体内增加的电磁能相等。
电磁学(赵凯华,陈熙谋第三版)第六章 习题及解答
新概念物理教程・电磁学! 第六章 麦克斯韦电磁理论 电磁波 电磁单位制 习题解答
! ! ! ! " " 设 "## ! 的电灯泡将所有能量以电磁波的形式沿各方向均匀地 辐射出去, 求: (") $# " 以外的地方电场强度和磁场强度的方均根值; ( $ )在该处对理想反射面产生的光压。 解: (") # $ "## " " $ & ’ $ %!% $ # # $
!
(
)
(
)
由于同心球形电容器中放电电流具有球对称性分布, 电流产生的磁场 分布也必定是球对称的; 然而磁场是轴矢量, 球对称的磁场只能处处为 & , 即电容器中没有磁场。
新概念物理教程・电磁学! 第六章 麦克斯韦电磁理论 电磁波 电磁单位制 习题解答
! ! ! ! " " 太阳每分钟垂直射于地球表面上每 !"" 的能量约为 " !#$ ( # !#$" $ % " &) , 求地面上日光中电场强度 # 和磁场强度 $ 的方均根值。 解:% & # # # $ & " % % " ! !% " "%
&
新概念物理教程・电磁学! 第六章 麦克斯韦电磁理论 电磁波 电磁单位制 习题解答
! ! ! ! "" " 利用电报方程证明: 长度为 # 的平行双线 ( 损耗可以忽略)两端 开启时电压和电流分别形成如下形式的驻波: "%$ " !"# & ! ’$%& ( $ ’ !& ( ) , " # ! ( & % #, $, %, …) &!’ "% *" * #’( ( ) ) ) $%& , ( ’ !& " " # &! " 指出电压、 电流的波腹和波节的位置, 以 其中谐振角频率为 ! & % #! +& ,& 及波长的大小。
电磁学课后部分习题答案解析
电磁学课后部分习题答案解析1.2.2 两个同号点电荷所带电荷量之和为Q.在两者距离一定的前提下,他们带电荷量各为多少时相互作用力最大?解答:设一个点电荷的电荷量为1q q =,另一个点电荷的电荷量为()2q Q q =-,两者距离为r,则由库仑定律求得两个电电荷之间的作用力为()204q Q q F rπε-=令力F 对电荷量q 的一阶导数为零,即 ()2004Q q qdF dqrπε--==得122Q q q ==即取 122Q q q ==时力F 为极值,而222202204Q q d F dqrπε==-<故当 122Q q q ==时,F 取最大值1.2.6 两个电荷量相等的同性点电荷相距为2a ,在两者连线的中垂面上置一试探点电荷0q , 求0q 受力最大的点的轨迹.解答:如图(a)所示,设有两个电荷量为q 的点电荷 ,坐标分别为(-a ,0,0)和(a ,0,0),试探点电荷0q 置于二者连线的中垂面Oyz 上坐标为(0,y,z).r y j z k=+ 为原点O 至试探点电荷0q 的失径,距离为r =,如图(b)所示.根据对称性, 所受合力的方向与失径r 平行或反平行.其大小为 ()003222222sin 2q q q qrF kkr araα==++求上式的级值,去F 对r 的一阶导数并令其为零,的方程 ()22230r r a-++=求得2r =求二阶导数并带入2r =,得()272222022120r d Fa kqq r a rdr -=-+<说明此时F 取极大值因此,0q 受力最大的点的轨迹是在中垂面上的圆心坐标为(0,0,0)半径为2的圆.1.3.6 附图中均匀带电圆环的半径为R,总电荷量为q(1)求数轴线上离环心O 为x处的场强E(2) 轴线上何处场强最大?其值是多少? (3)大致画出E-x 曲线.解答:设圆环的带电线密度为 2q Rηπ=如图(a)所示,圆环一小段d l 到轴上一点P 的距离为r ,即有dq dl η=,cos x rα=,该小段对P 点产生的场强大小为22dq dldE k krrη==根据对称性,P 点场强仅有x 分量, d E在x 轴的分量大小为()3222cos x xdldE dE kRxηα==+()()()33322222222200224xxRxqxE dEkR RxR xR xηηπεπε====+++⎰P点场强为()322204qxE iR xπε=+(2)应求dE dx并令其值为0,求得当2x =,E取极值,而2220x d Edx<,根据对称性,位于轴上2x =±点的场强取最大值,其值为qE =±(3)如图(b )所示。
电磁场与电磁波(西安交大第三版)第6章课后答案
第六章 平面电磁波 1.在εr=2, μr=1的理想介质中,频率为f =150MHZ 的均匀平面波沿y 方向传播,y=0处,E =zˆ10V/m,求E , E (y,t), H ,H (y,t) ,S c,υp.解:s m c cv rr p /2==εμ,m f c fv p 222===λπλπ22==kyj jkye z eE E π2010ˆ--==Z=120π/2Z e z yZ E k H yj /10ˆˆ/ˆ2π-⨯=⨯==-xˆ(2/12π)yj e π2-E (y,t)= zˆ102cos(2π*150*106t-2πy) H (y,t)= -xˆ/6πcos(2π*150*106t-2πy) Sc=*H E ⨯=yˆ52/6π2.在真空中H =xˆx H =x ˆ0H zj e π2求E ,E (z,t), λ, f ,Z, S c.解:Z=120πE =kH Z ˆ⨯=z j e H z x ππ20120)ˆ(ˆ-⨯=y ˆ120π0H z j e π2 k=2πλ=k π2=1m ,Hz c v f p 8103⨯===λλ Sc=*H E⨯=-zˆ120π0H 23.在理想介质中E (x,t)= y ˆ80π2cos(10*107πt+2πx)H (x,t)= -z ˆ2cos(10*107πt+2πx)求: f , εr, μr ,λ.解:71010⨯=πω,f =πω2=5*107Hz π2=k ,λ=kπ2=1m,m f c 60==λ由: k=2π=ω (εrμr)2/1及 Z=80π=120π(μr /εr)2/1 得:εr=9 ,μr=44.均匀平面电磁波在真空中沿kˆ=1/2(yˆ+z ˆ)方向传播, 0E =10x ˆ,求E ,E (y,z,t),H ,H (y,z,t), Sc解:则k=2π,E =0E r k j e ∙-=xˆ10))(2(z y j e +-πH =1/Z*⨯kˆE =2/24π(yˆ-z ˆ))(2z y j e +-πE (y,z,t)= xˆ102cos(2πc/λt-(2π)(y+z)) H (y,z,t)= 1/12π(y ˆ-z ˆ)cos(2πc/λt-(2π)(y+z)) Sc=*H E ⨯=(5/62π)(yˆ+z ˆ)5、在均匀理想介质中)sin(2ˆ)cos(2ˆ)(00kz t E y kz t E xt E -+-=ωω. 求)(t H及平均坡印亭矢量。
电磁学实验教案
电磁学实验教案教案标题:电磁学实验教案教案目标:1. 了解电磁学的基本概念和原理。
2. 掌握电磁学实验的基本步骤和操作技巧。
3. 培养学生的实验设计和数据分析能力。
4. 培养学生的团队合作和沟通能力。
教学目标:1. 学生能够描述电磁学的基本概念和原理。
2. 学生能够独立进行电磁学实验,并正确操作实验仪器。
3. 学生能够设计并完成一项电磁学实验,并对实验数据进行分析和解释。
4. 学生能够与小组成员合作,共同完成实验任务。
教学重点:1. 电磁学的基本概念和原理。
2. 实验仪器的正确操作。
3. 实验数据的分析和解释。
教学难点:1. 实验设计的合理性和可行性。
2. 实验数据的准确性和可靠性。
教学准备:1. 教师准备:a. 确定教学目标和重点难点。
b. 准备相关的教学资料和实验仪器。
c. 熟悉实验步骤和操作要点。
2. 学生准备:a. 提前预习电磁学的基本概念和原理。
b. 熟悉实验室安全操作规范。
教学过程:1. 导入(5分钟):a. 引入电磁学的基本概念和应用领域。
b. 引发学生对电磁学实验的兴趣。
2. 理论讲解(15分钟):a. 介绍电磁学的基本概念和原理。
b. 解释实验所涉及的电磁学现象和实验原理。
3. 实验操作演示(15分钟):a. 演示实验仪器的正确操作方法。
b. 强调实验中的安全注意事项。
4. 实验设计与操作(30分钟):a. 学生分组,设计一项电磁学实验。
b. 学生按照实验设计,进行实验操作。
c. 教师提供必要的指导和帮助。
5. 数据分析和讨论(20分钟):a. 学生收集实验数据,并进行数据分析。
b. 学生小组讨论实验结果,解释实验现象。
6. 实验总结(10分钟):a. 学生将实验结果和分析写入实验报告。
b. 学生展示实验结果和分析,进行班内讨论。
7. 作业布置(5分钟):a. 布置相关的作业,巩固学生对电磁学的理解。
教学辅助手段:1. 实验仪器:电磁铁、电磁感应装置等。
2. 多媒体设备:投影仪、电脑等。
电磁学习题解答
新疆大学物理系
亚森江I, 例1. 载流长直导线,其电流强度为 ,试计算导线旁 任意一点P的磁感应强度 任意一点 的磁感应强度 B = ? dB 方向为 Idl × r y θ 根据毕——萨定理 解:根据毕 萨定理 2 取任意电流元 Idl 其在P点产生的磁场为 点产生的磁场为: 其在 点产生的磁场为: ro ×P o µ o Idl sinθ dB = l θr 4π r 2 Idl θ 方向垂直纸面向里。 各电流元产生的 dB 方向垂直纸面向里。 1
q µ oq σ= ω ∴B = 2π R πR 2 R 2 (2) Pm = ∫ dPm = ∫ SdI = ∫ π r σω rdr = 1 πσω R 4 4 0 2 qR ω ∴ Pm = 12 4
µoI R2 B=? 例5. 一长螺线管轴线上的磁场 B= 2 r3 已知:导线通有电流I,单位长度上匝数为n。 已知:导线通有电流 ,单位长度上匝数为 。 在管上取一小段dl 解:在管上取一小段 , 电流为dI=nIdl , 电流为 该电流在P点的磁场为 点的磁场为: 该电流在 点的磁场为: µo R2nIdl r 2 = l 2 + R 2 dB = 2 + R2 )3 2 r= R 2(l sin θ R dθ dl ... . ... . . . .. .... . ... . .. ... l = − Rctgθ → dl = r θ sin 2θ θ θ µ o nI l P 则: = dB sin θ d θ 2 θ2µ o nI B = ∫ dB = ∫ sinθ dθ θ1 2 µ o nI (cosθ 1 − cosθ 2 ) =
2( x 2 + R 2 ) 3 / 2
轴正向! 方向沿 x 轴正向!
双减”作业设计】高中物理作业设计优秀案例
双减”作业设计】高中物理作业设计优秀案例双减"作业设计】高中物理作业设计优秀案例1.引言随着学生课业负担的加重,近年来"双减"政策逐渐引起了教育界的关注和重视。
为了贯彻执行这一政策,我们认为应该设计更加优秀的作业,减少学生的课业负担,提高学生的研究效果。
本文将针对高中物理课程,介绍一份优秀的作业设计案例,旨在帮助教师设计出更加科学、贴近生活的作业,提高学生的研究兴趣和研究效果。
2.作业设计框架本文设计的物理作业旨在培养学生的科学精神和实验能力,并通过趣味性和开放性的问题激发学生的思考和探究欲望。
作业包括有关力学、电磁学和光学等几个模块,每个模块包含两个小题,共计六个小题。
接下来将逐个介绍每个小题的设计。
3.作业设计示例3.1 力学模块问题一。
问题一。
问题一。
问题一。
___要用一根木棒将一块物体挪动到另一个位置,请你分析并解释木棒在这个过程中所扮演的作用。
问题二。
问题二。
问题二。
问题二。
___用一根绳子将一个重物吊起,当她用力拉过第一个固定点时,绳子突然断了,请你用牛顿第二定律解释这一现象,并提出一种具体的改进方法。
3.2 电磁学模块问题三。
问题三。
问题三。
问题三。
当电流通过我们身体时,我们会感到电击的刺痛感。
请你解释为什么这样,以及如何防止电击的发生。
问题四。
问题四。
问题四。
问题四。
我们平日经常使用电子设备,比如手机和电脑。
请你简要介绍电子设备的工作原理,并说明为什么电子设备会产生热量。
3.3 光学模块问题五。
问题五。
问题五。
问题五。
孩子们在玩一款利用反射原理的游戏,他们需要利用镜子将太阳的光线反射到指定位置。
请你解释光线是如何被镜子反射的,并说明如何用镜子控制光线的反射角度。
问题六。
问题六。
问题六。
问题六。
天空为什么是蓝色的?请你解释蓝天的成因,并说明为什么太阳在日落时呈现红色。
4.结语通过以上设计的优秀物理作业案例,我们可以看出,科学、趣味、生活化是一个成功的作业设计所必须具备的特点。
大学物理教案pdf
教学目标:1. 让学生掌握电磁学的基本概念和基本原理。
2. 培养学生的实验操作能力和科学思维能力。
3. 提高学生的综合素质,为后续课程的学习打下基础。
教学重点:1. 电磁学的基本概念和基本原理。
2. 电磁场的计算和应用。
3. 电磁学实验操作。
教学难点:1. 复杂电磁场问题的计算。
2. 电磁学实验数据的处理和分析。
教学过程:一、导入1. 通过实际生活中的电磁现象,激发学生的学习兴趣。
2. 介绍电磁学在科技领域的应用,让学生认识到学习电磁学的重要性。
二、基本概念和基本原理1. 介绍电荷、电场、磁场等基本概念。
2. 讲解库仑定律、法拉第电磁感应定律等基本原理。
3. 通过实例讲解电磁学的基本规律。
三、电磁场的计算和应用1. 讲解电磁场的计算方法,如高斯定理、安培环路定理等。
2. 通过实例讲解电磁场的应用,如电磁场在通信、医疗、能源等领域的应用。
四、电磁学实验操作1. 介绍电磁学实验的基本操作步骤。
2. 讲解电磁学实验仪器的使用方法。
3. 通过实验操作,让学生掌握电磁学实验的基本技能。
五、课堂小结1. 回顾本节课所学的电磁学基本概念、基本原理和实验操作。
2. 强调电磁学在科技领域的重要性。
六、课后作业1. 完成课后习题,巩固所学知识。
2. 预习下一节课的内容。
教学评价:1. 通过课堂提问、课堂讨论等方式,了解学生对电磁学知识的掌握程度。
2. 通过课后作业和实验报告,评估学生的实践能力和创新能力。
3. 结合学生的课堂表现、作业完成情况、实验报告等,对学生的学习情况进行综合评价。
教学资源:1. 教材:《大学物理》电磁学部分。
2. 教学课件:电磁学基本概念、基本原理、实验操作等内容。
3. 实验器材:电磁学实验装置。
教学反思:1. 关注学生的学习需求,及时调整教学方法和手段。
2. 注重培养学生的实践能力和创新能力。
3. 加强与学生的沟通交流,了解学生的学习状况,提高教学效果。
电磁学第二版习题答案第六章
电磁学第二版习题答案第六章电磁学第二版习题答案第六章习题在无限长密绕螺线管内放一圆形小线圈,圆平面与螺线管轴线垂直。
小线圈有100 6.2.11 匝,半径为 1cm,螺线管单位长度的匝数为 200cm . 设螺线管的电流在0.05 s 内以匀变化率从 1.5 A 变为 -1.5 A ,(1) 求小线圈的感应的电动势;(2) 在螺线管电流从正直经零值到负值时,小线圈的感应电动势的大小和方向是否改变,为什么,解答:1 2 ,小线圈半径 R, = 10 (1) 螺线管单位长度的匝数 n=200 cm m ,匝数N , , 100 ,若选择电动势的正方向与电流的正方向相同,螺线管内小线圈的感应电动势大小为, , , N , ddt, , N , dBdtS , , , 0 n( R, 2 ) N , dIdt , 4.7 ,10 2V . >0 表明电动势的方向与设定的方向相同。
螺线管电流从正值经零值到负值时,小线圈的感应电动势的大小和方向都不变, (2)因为电流以及磁通量都以相同的变化率作变化。
6.2.2 边长分别为 a=0.2 m 和 b=0.1 m 的两个正方形按附图所示的方式结成一个回路,单2 , 位的电阻为 5 , 10 10 .回路置于按 B , Bm sin ,t 规律变化的均匀磁场中, mBm , 10 2 T,, , 100 s 1 。
磁场 B 与回路所在平面垂直。
求回路中感应电流的最大值。
解答:在任一瞬时,两个正方形电路中的电动势的方向相反,故电路的总电动势的绝对值为d ,大 d ,小 dB 2 , , , a , b2 , , , a 2 b2 ,, Bm cos ,t , , m cos ,t dt dt dt2 , ,故回路电阻为因回路单位长度的电阻, , 5 ,10 mR , , , 4 , a , b, , 6 ,10 2 ,回路中感应电流的最大值为I m , R, m , 0.5 A6.2.3 半径分别为 R 和 r 的两个圆形线圈同轴放置,相距为 x (见附图)。
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电磁学第六次作业解
答
电磁学第六次作业解答
第八章 真空中的稳恒磁场
8-2 如图所示,一无限长直导线通有电流I =10 A ,在一处折成夹角=60°的折线,求角平分线上与导线的垂直距离均为r =0.1 cm 的P 点处的磁感强度.(0 =4×10-7 H ·m -1)
解:P 处的B 可以看作是两载流直导线所产生的,1B 与2
B 的方向相同.
21B B B +=
r
I π=40μ+︒--︒)]90sin(60[sin r I
π40μ)]60sin(90[sin ︒--︒
r
I
π=420μ=︒+︒)60sin 90(sin 3.73×10-3 T
方向垂直纸面向上.
8-4 将通有电流I 的导线在同一平面内弯成如图所示的形状,求D 点的磁感强度B
的大小.
解:其中3/4圆环在D 处的场 )8/(301a I B μ=
AB 段在D 处的磁感强度 )221
()]4/([02⋅π=b I B μ
BC 段在D 处的磁感强度 )221
()]4/([03⋅π=b I B μ
1B 、2B
、3B 方向相同,可知D 处总的B 为 )223(
40b
a
I B +
π
π=
μ
8-12 如图所示,有一密绕平面螺旋线圈,其上通有电流I ,总匝数为N ,它被限制在半径为R 1和R 2的两个圆周之间.求此螺旋线中心O 处的磁感强度.
解:以O 为圆心,在线圈所在处作一半径为r 的圆.则在r 到r + d r 的圈数为
r R R N
d 1
2- 由圆电流公式得 )
(2d d 120R R r r
NI B -=μ
⎰=
-=
2
1
)
(2d 12
0R R R R
r r
NI B μ1
2
120ln
)
(2R R R R NI
-μ D
b A B C
a I b
O
R 1
R 2
I
r r
P θ
方向⊙
8-13 图所示为两条穿过y 轴且垂直于x -y 平面的平行长直导线的正视图,两条导线皆通有电流I ,但方向相反,它们到x 轴的距离皆为a .
(1) 推导出x 轴上P 点处的磁感强度)(x B 的表达式. (2) 求P 点在x 轴上何处时,该点的B 取得最大值.
解:(1) 利用安培环路定理可求得1导线在P 点产生的磁感强度的大小为:
r
I B π=201μ2
/1220)(1
2x a I +⋅π=μ 2导线在P 点产生的磁感强度的大小为: r
I B π=202μ2/1220)(1
2x a I +⋅π=μ 1B 、2B
的方向如图所示. P 点总场
θθcos cos 2121B B B B B x x x +=+= 021=+=y y y B B B
)()(220x a Ia x B +π=μ,i x a Ia x B )
()(2
20+π=μ (2) 当 0d )
(d =x x B ,
0d )(d 2
2=<x x B 时,B (x )最大. 由此可得:x = 0处,B 有最大值.
8-16 如图所示,一无限长载流平板宽度为a ,线电流密度(即沿x 方向单位长度上的电流)为,求与平板共面且距平板一边为b 的任意点P 的磁感强度.
解:利用无限长载流直导线的公式求解.
(1) 取离P 点为x 宽度为d x 的无限长载流细条,它的电
流 x i d d δ= (2) 这载流长条在P 点产生的磁感应强度
x i B π=2d d 0μx
x
π=2d 0δμ 方向垂直纸面向里.
(3) 所有载流长条在P 点产生的磁感强度的方向都相同,所以载流平板在P
点产生的磁感强度 ==⎰B B d 02a b b dx x
μδ+⎰π0ln 2a b
b μδ+=π 方向垂直纸面向里.
I
I x y a a
O P x
y r r x a a θ θ θ 2 1
O P x B 1 B 2
O
b
x
a
P δ x d x P
O
x。