快速解答物理选择题的好方法

1等效法所谓等效法,是指运用等效代换的方法,将一个较为复杂的未知问题(或过程)转化为熟知的简单问题,从而达到快速解答的目的.【例1】如图1(a)所示,两根平行放置的长直导线a和b,载有大小相同方向相反的电流,a受到的     

介绍两个用投影仪演示的电学实验

一、演示平行载流导线的相互作用 制作:见图1说明.所给尺寸仅供参考,可根据投影仪大小而定.为使两平行导线之间的距离可调,ABCD四个接线柱在有机玻璃框架上应能左右稍许移动,CD之间以铜片短接. 演示:当由AB接入蓄电池时,可演示异向电流互相排斥;当把AB也短接,由AC接入蓄电池时,可演示同向电流互相吸引.这些均可通过投影仪在银幕上观察. 二、演示洛伦兹力 制作:用直径约 8cm的塑料瓶盖,锉去顶部,把圆圈粘在有机玻璃板上构成圆槽,再如图中说明做好二个电极. 演示:槽中倒入淡食盐水,由AB接入6V蓄电池.电流方向是辐射状地流向圆周或者相反…     

对电流间相互作用实验的改进

人教版高中物理教材“磁场”一章中,安排了一个名为“电流之间通过磁场发生相互作用”的演示实验,其实验方法是：在支架上平行的固定两条直导线,当通以相同方向的电流时,两导线相互吸引;当通以相反方向的电流时,两导线相互排斥．     

一道电学题

一根半径 R=1mm的长直铜线,其中通有随时间变化的电流 I=tA(t为时间),试求离导线 10 cm处的感生电场.参考答案: 研究图1所示的宽度为d、长为1的知形面积,在这个区域内的磁场为因此可计算出穿过矩形面积的通量为由法拉第定律,有且E是与导线平行的(由楞次定律可知).故有E0为导线中心的感生场,E0=0,所以有请注意,导线表面的感生电场是与导线的半径无关的,即在离导线10 cm处,E10cm10-0V/m一道电学题$湖南师大@罗维治     

是电势差还是电动势

我院使用的上海版大专《物理学》第七章，有三道题值得商量，其中一道如下．长直载有电流，的导线一侧的同一平面上，有一段导线MN，它与直导线的垂直方向成θ角，其尺寸与位置如图所示，当它以平行长直导线方向作匀速率v运动时，MN两点间电势差多大?哪一点电势高?     

《平行通电导线相互作用》演示实验的改进

平行通电导线之间的相互作用的演示实验，在一般教材中都有介绍．把两根竖直长导线平行地悬挂起来，导体中电流方向相同，互相吸引；导体中电流方向相反，互相排斥．按教材所述的实验装置去做，现象不明显．通常将两条平行的锡箔带用金属夹板固定在支架上，通电时，箔带与...     

有限长直电流磁场的另外两种计算方法

有限长直电流磁场的计算,是电流磁场计算中的基本问题.利用电流元的概念和毕奥——萨伐尔定律可以求得图1所示的有限长直电流在P点产生的磁感应强度,其大小为B=(μ_0I/4πR)（cosθ_1-cosθ_2）=(μ_0I/4πR)(sinβ_2-sinβ_1)作为比较,这里给出该问题的另外两种计算方法.     

电流的热效应

电流通过导体时所生之热量Q与电流强度I,异体的电阻R和通电时間t之間的关系,用焦耳——楞次定律来表示即: Q=0.24I~2Rt (1) 从(1)式可知在电流强度I相同(如串联的两根电阻线)的情况下,导体生之热与本身的电阻成正比。设R_1与R_2表示两根电阻不同的导线的电阻,当它們串联(图1)时在相同时間內生之热量分別为:     

关于两平行电子束相互作用力的问题

以实验室为参照系，两平行电子束相当于两同向平行直电流，相互有安培引力作用；以运动电子为参照系，它们相当于两长直带电线，相互有库仑斥为作用．出现这一佯谬，是由于忽略了平行电子束与平行截流直导线的不同．本文利用狭义相对论长度收缩公式，通过定量计算证明，在这两种参照系中，平行电子束相互作用力同为斥力，在量值上亦相当．     

冷原子的双阱微磁表面囚禁

提出了两种新颖的采用载流导线的双阱微磁表面囚禁方案(即双U形与双Z形导线囚禁)。通过改变囚禁方案中直导线中的电流方向，即可将双U形导线囚禁改变为双Z形导线囚禁；如果逐渐减小直导线中的电流大小，即可将一个双阱微磁囚禁连续地合并为一个单阱微磁囚禁，反之亦然。详细计算和分析了上述两种载流导线囚禁方案的磁场及其梯度的空间分布。研究发现在导线中通以较小的电流，即可在导线表面附近产生很大的磁场梯度及其曲率。例如当电流为O．2A时，其磁场梯度和曲率可分别达到0．2T／cm和10T／cm2以上。由于双U形导线囚禁中存在磁场零点，而双Z形导线囚禁中仅存在磁场最小值，所以双U形导线囚禁仅适用于制备双样品磁光囚禁(MOT)或研究中性原子的冷碰撞，而双Z形导线囚禁除了可用于研究原子的冷碰撞之外，还可以用于制备双样品玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)或实验研究双阱玻色-爱因斯坦凝聚的性质等。     

长导线的反向电场

本文讨论了一根电流均匀增长的无限长直导线激发的电场．由于考虑了场是以光速传播的，在导线上有电荷的积累．得出的结果是：沿轴向电场分量为零，沿径向电场分量为 这与同轴电缆及传输线的情况是一致的．     

如何做好P—R图象

研究电源的输出功率和负载的关系是一个重要的电学实验,也是对学生进行图象教学的典型实验.我校学生用的实验器材为WYJ-20/2A高精度直流稳压电源、C31-A型电流表(0.5级)、J236-1型电阻箱(0.5级)、开关、导线等.实验电路图如图1所示,R为负载,R0为定值电阻,充当电源的假内阻,当E、R0调到一定值(如E=6.0 V,R0=10.0Ω)后,调节R的阻值,测量电路中的电流I,计算输出功率P=I2R,在坐标纸上作出P-R图象,可直观地反映输出功率与负载电阻的关系,其图象如图2所示.     

多导体传输线高频场线耦合渐近法分析

基于理想地面上单导体传输线渐近法,提出了改进的多导体传输线渐近法。与已有多导体传输线渐近法相比,所提方法步骤简单,求解效率高。利用所提方法计算电磁波与不同结构多导体传输线网络之间的耦合,结果与全波分析方法计算结果吻合很好。在此基础上,分析了多导体传输线导线间距对沿线感应电流的影响。结果表明,随着导线间距变化,矩形网络和平行网络沿线感应电流波形变化趋势不同,且当间距大于一个波长后,平行网络和理想地面上相同结构的单导线具有相同的沿线感应电流。     

演示通电直导线在磁场中受力的改进

原实验装置如图1所示,L为一多匝线框,用导线悬挂在支架上,并与电源接通,线框的一边处于蹄形磁铁两极之间。当接通电源开关K时,线圈中有电流通过,线框受磁场力作用而偏离平衡位置,从而达到实验     

电动帆平行双导线鞘层特性与受力分析

太阳风等离子体与偏压导线电场间的相互作用是电动帆推力器的基本工作机理.采用二维粒子模拟方法分别对垂直入射和斜入射太阳风等离子体与平行双导线间的动量传递过程开展数值模拟,对比分析了不同条件下耦合电场及偏转离子的运动轨迹及其对动量传递的影响.结果表明:偏压导线的高电势会在导线附近形成离子空洞并向下游扩展;两根导线间由于鞘层相互影响而形成离子阱结构,减速、滞止、反射部分离子;在1 kV的导线偏压和太阳风垂直入射条件下,两根帆导线受力约为30 nN/m;随着导线间距增大,离子阱中约束离子数量表现出先增大后减小的趋势,电动帆推力亦随之先增大后减小;太阳风斜入射情况研究,首次从等离子体动力学仿真出发,确定了电动帆推力受帆姿态影响,可分为沿太阳风方向的水平推力和垂直太阳风方向的升力两个分量;明确了升力与俯仰角α的关系,当电动帆导线平面顺着太阳风方向右倾时,升力小于0,而当电动帆导线平面逆着太阳风方向左倾时,升力大于0;明确了推力角θ变化趋势和范围,随俯仰角α的增大呈现出先减小后增大的非线性变化趋势,大小为-40°θ40°.研究结果明确了电动帆的推力矢量及其随姿态的变化,对电动帆航天器轨道动力学的优化设计提供了重要参考.     

计算感生电动势的角度法

局限于圆柱形空间、方向平行于圆柱轴线的均匀磁场随时间均匀变化时，在周围空间激发感生电场。处于该电场中的有限长直导线上产生的感生电动势可由简捷方法求出。本文根据电动势的定义导出计算直导线上感生电动势的角度法。     

关于电磁场的统一性和相对性

学过电场和磁场后,容易把二者看成本质不同的两回事。为了让学生们对电磁场的统一性和相对性有个粗浅的了解,我用两节课讲了下面一个常见问题。 一、问题的提出 如图1所示,一带正电q的粒子正以速度υ平行于强度为I的长直导线运动,该粒子距导线为r。在地面上(简称实验室系K)会观测到强度为 B=的磁场,方向沿图1中y轴正向。按洛仑兹公式,粒子所受磁场力为方向沿图1中z轴正向。因稳恒载流导线为电中性,周围不存在电场。 当在随同粒子一起运动的坐标系(简称粒子系K’)中观测时,会不会观测到力?如能观测到,那它是什么性质的力?它是否等于实验室…     

电学中的几件"怪事"

1有电势差却没有电动势的"怪事" 如图1所示,线框abcd在匀强磁场中垂直于磁场方向向右平移,abcd面积中的磁通量没有变化.根据法拉第电磁感应定律,由于△φ=0,则应有E=0,没有感应电动势.但我们看ab和cd两根导线都切割了磁感线,有Ua＞Ub、Uc＜Ud.有电势差,却没有电动势.这岂非"怪事"?其实,可以将ab和cd分别视作电源,由于ab和cd长度相等,则Ua=Ud,Uc=Ub.这样我们可以将ab和cd分别视为两个电动势相等的电源的反串联.如图2所示,电源内部没有电流,也可理解为合电动势为零.若cd＞ab,如图3所示,当abcd向右平移时,△φ=0,E=0,但Ud＞Ua＞Ub.这时,可分别将dc、da、ab视为三个电源,如图4所示,仍可理解合电动势为零.如图5所示,若将abcd与负载相连,当线框向右运动时,负载中必然有电流.     

载流长直密绕螺线管磁场的全空间解

很多《普通物理学》教材讲到稳恒磁场时，都以长直密绕螺线管为例，为求解其磁场分布，一般都假设导线很细，将长直密绕螺线管简化为一串共轴圆电流，得到管内磁场是一均匀磁场，管外磁场为零的结论．但这样的螺线管模型不可能使电流从管的一端流到另一端，与实际情况相差较远．本文在不做这种简化假设的条件下，求得长直密绕螺线管磁场在全空间的精确解．ｌ长直密绕螺线管的磁场 设长直密绕螺线管的半径为Ｒ，单位长度上的匝数为ｎ，电流环绕轴线流动并与轴线方向成一角度ａ，如图１所示．将管上任一段的管壁展开，如图２（为清楚起见，图…     

测不准关系的思考实验

根据海森伯的测不准关系,同时准确地测量电磁波中电场E和磁场H是不可能的[1].现将证明此事的思考实验叙述如下. 如图一.把电容为C的平行板电容器和电感为L的螺线管互相垂直地安装成LC回路,投射. 图一是螺线管L的轴或平行板电容器C’的极板分别平行或垂直于投射偏振光的磁场H以及电场E的立体配置图.H　E以频率为ω的偏振光。使入射偏振光的电场E垂直于的极板,磁场H平行于L的轴.当LC回路对入射偏振光发生共振吸收时,也就是说,当满足关系ω=1/　时,在回路中产生突变电流I,这时在回路中储存的能量为其中Q是C的极板上的电荷;υ’,υ分别…