nbhkdz.com冰点文库

高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩


高二物理竞赛辅导六《磁感强度、安培力及力矩计算》 【例 1】两根无限长的平行直导线 a、b 相距 40cm,通过电流的大小都是 3.0A,方向相反。试求位于两根导线之间且在 两导线所在平面内的、与 a 导线相距 10cm 的 P 点的磁感强度? 【答案】大小为 8.0×10 T ,方向在图中垂直纸面向外。
6 ?

【思考】两根互相靠近且垂直的长直导

线,分别通以图示方向的电流,且 I1 = 1.0A ,I2 = 1.73A ,试确定合磁场为零的 区域?答案:如右图,仅为一条和 I2 夹 60°角的(和 I1 、I2 在一个平面内的)直线。

【例题 2】半径为 R ,通有电流 I 的圆形线圈,放在磁感强度大小为 B 、方向垂直线圈 的匀强磁场中,求由于安培力而引起的线圈内张力?【答案】BIR 。

平 面

【思考】 : 如果圆环的电流是由于环上的带正电物质顺时针旋转而成 (磁场仍然是进去的) , 且已知单位长度的电量为λ 、 环的角速度ω 、环的总质量为 M ,其它条件不变,再求环的内张力?〖答〗BωλR +
2

M?2R 2?

【例题 3】 、 用长为 L 、 载流 I 的导线弯成线圈, 并置入匀强磁场中 (磁感强度为 B) 。 求线圈所受安培力的最大磁力矩? 答案:BIL2 / 4π

【思考】如图所示,半径为 R 的圆形线圈共 N 匝,处在方向竖直的、磁感强度为 B 的匀 强磁场中,线圈可绕其水平直径(绝缘)轴 OO′转动。一个质量为 m 的重物挂在线圈下 部,当线圈通以恒定电流 I 后,求其静止时线圈平面和磁场方向的夹角。 【答案】 arctg

?NBIR mg

【思考】重 1N 、半径为 5cm 、长 8cm 的均匀圆柱体上绕有 50 匝线圈,处于 B = 1T 的水平匀强磁场中,要它滚上高 为 2cm 的台阶,在线圈中至少要通以方向若何、大小多大的电流?答案:I = 1.0A

补充: 1、实验: 《测电源电动势和内组》的误差分析

A V V A Ig=500uA Rg=600Ω G
R2 2、电表的改装 求 R1、R2、R3 的值 R1

1mA R3 10V — —

+ I/A 0.5
3、U-I 图线 如图为 A 灯 “220V 100W” 、B 灯“220V 60W”的 U-I 图线, (1)将两灯并联在 110V 的电源上各自实际消耗的功率为多少? (2)将两灯串联在 220V 的电源上各自实际消耗的功率为多少?

500mA

0.4 0.3 0.2 0.1 0 100 200 U/V

二、带电粒子在匀强磁场中的运动 【例题 4】电子质量为 m 、电量为 q ,以初速度 v0 垂直磁场进入 度为 B 的匀强磁场中。某时刻,电子第一次通过图 9-12 所示的 P 点, 知量,试求: (1)电子从 O 到 P 经历的时间;
2m? (2) O→P 过程洛仑兹力的冲量。 【答案】 (1 ) ; (2 ) 2mv0sinθ 。 eB

磁感强 θ 为已

【例题 5】如图 9-13 所示,S 是粒子源,只能在纸面上的 360°范围 内发射速率相同、质量为 m 、电量为 q 的电子。MN 是一块足够大的挡板, 与 S 相距 OS = L 。它们处在磁感强度为 B 、方向垂直纸面向里的匀强磁 场中,试求: (1)要电子能到达挡板,其发射速度至少应为多大?

(2)若发射速率为 【答案】 (1)

eBL ,则电子击打在挡板上的范围怎样? m

eBL ; (2)从图中 O 点上方距 O 点 3 L 处到 O 点下方距 O 点 L 处的范围内。 2m

4、 (本题 15 分)如图所示,一带电量为 q 、质量为 m 的负电粒子,经坐标为(a,b)的 A 点时速率为 v 、方向沿 +x 方向,现要使粒子恰能过原点 O ,讨论磁感强度的大小。

三、带电粒子在电磁复合场中的运动 5、如图所示,长为 L 的两平行金属板,充电后其间有匀强电场,带电粒子垂直场强方向从两板正中射入,其初动 能为 E0 ,射出时偏离原方向距离为 d 。若板间再加上匀强磁场,方向与电场方向垂直,且带电粒子仍原样射入,则射 出时会反方向偏离入射方向、距离也为 d 。试求粒子从叠加场中射出的动能。

【例题 7】在三维直角坐标中,沿+z 方向有磁感强度为 B 的匀强磁场,沿? z 方向有电场强度为 E 的匀强电场。在原 点 O 有一质量为 m 、电量为? q 的粒子(不计重力)以正 x 方向、大小为 v 的初速度发射。试求粒子再过 z 轴的坐标与 时间。 【答案】z =

2?km 2?2k 2mE ,t = 。 (其中 k = 1,2,3,?) qB qB2

【例题 8】有质量为 m 、电量为+q 的粒子,从图示的叠加场(B、E 已知)中的原点自由释放,不计重力,试证该

粒子运动轨迹顶点的曲率半径是其 y 坐标的两倍。

四、束缚问题 【例题 9】单摆的摆长为 L ,摆球带电+q ,放在匀强磁场中,球的摆动平面跟磁场垂直,最大摆角为 α 。为使其能正 常摆动,磁场的磁感强度 B 值有何限制? 【答案】当 α ≥ arccos 当 α < arccos
3 mg 时,B ≤ ? 2 3 cos ? ; 4 q 2gL

3 3 ? 2 cos? mg 时,B ≤ 。 ? 4 1 ? cos? q 2gL


高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩

高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩。高二物理竞赛辅导六《磁感强度、安培力及力矩计算》 【例 1】两根无限长的平行直导线 a、b 相距 40cm,通过电流的...

高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩

高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩。高二物理竞赛辅导六《磁感强度、安培力及力矩计算》 【例 1】两根无限长的平行直导线 a、b 相距 40cm,通过电流的...

高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩

高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩_学科竞赛_高中教育_教育专区。高二物理竞赛辅导六《磁感强度、安培力及力矩计算》 【例 1】两根无限长的平行直导线 a、...

高二物理竞赛辅导六《磁感强度、安培力及力矩计算》

高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩计算》 【例 1】两根无限长的平行直导线 a、b 相距 40cm,通过电流的大小都是 3.0A,方向相反。试求位于两根导线...

高二物理竞赛辅导六《磁感强度、安培力及力矩计算》

高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩计算》 【例 1】两根无限长的平行直导线 a、b 相距 40cm,通过电流的大小都是 3.0A,方向相反。试求位于两根导线...

高二物理竞赛辅导六《磁感强度、安培力及力矩计算》

高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩计算》 【例 1】两根无限长的平行直导线 a、b 相距 40cm,通过电流的大小都是 3.0A,方向相反。试求位于两根导线...

高二物理竞赛辅导六《磁感强度、安培力及力矩计算》

高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩计算》 【例 1】两根无限长的平行直导线 a、b 相距 40cm,通过电流的大小都是 3.0A,方向相反。试求位于两根导线之...

高二物理竞赛辅导六《磁感强度、安培力及力矩计算》

高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩计算》 【例 1】两根无限长的平行直导线 a、b 相距 40cm,通过电流的大小都是 3.0A,方向相反。试求位于两根导线...

高二物理竞赛辅导六《磁感强度、安培力及力矩计算》

高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩计算》 【例 1】两根无限长的平行直导线 a、b 相距 40cm,通过电流的大小都是 3.0A,方向相反。试求位于两根导线之...

高二物理竞赛辅导六《磁感强度、安培力及力

高二物理竞赛辅导六《磁感强度、安培力及力。高二物理竞赛辅导六《磁感强度安培力及力矩计算》 【例 1】两根无限长的平行直导线 a、b 相距 40cm,通过电流的...