CFETR TF高场导体的横向几何特征分析

聚变堆用超导磁体性能衰退与超导丝断裂有关,其宏观表现为股线发生横向位移。对一种高性能CICC导体进行极限电磁性能测试,观测到导体性能发生显著衰退。通过FiJi软件对不同磁场下导体进行横向几何特征分析。结果表明,随磁场增加,洛伦兹力使得股线从低压区向高压区迁移,局部空隙率发生变化,并且整体股线向洛伦兹力方向迁移。     

感生电场与动生电场的等效性探究

本文认为在感生电场的情况下,磁场的强弱变化可以引起磁场自身的横向运动,使得线圈中电子相对于磁场发生运动,从而等效为一个动生电场,受到洛伦兹力的作用.借助磁感线模拟磁场的运动方式,得到圆形回路中任意一点与磁场相对运动速度的表达式,进而推得该＂等效动生电场＂中的洛伦兹力.以螺线管为例,验证该方法可以解释感生电场所满足的规律.将感生电场与动生电场的产生原因统一为导体中电子与磁场的相对运动,相应电动势的非静电力统一为洛伦兹力.     

浅谈运动磁场中导体棒电动势的产生

当磁场运动而导体棒不动时,产生电动势的原因并不是洛伦兹力的作用,而是电场力.从这个意义上讲,把电磁感应电动势分为感生和动生只有相对意义.     

浅议安培力与洛伦兹力

关于安培力与洛伦兹力,现行中专物理教材提到:“(磁场)作用在通电导线上的安培力,只不过是作用在运动电荷上的力(洛伦兹力)的宏观表现”.高级中学课本《物理》甲种本上说“安培力可以看成是这一段通电导体中所有定向运动的电荷所受洛伦兹力的总和”.那么定向运动的电子所受到的洛伦兹力是怎样成为载流导体的安培力的?本文就此问题谈谈自己的一点看法. 1 磁场中静止的载流导体如图所示的载流导体,电流强度为I,处在方向向左的匀强磁场B中,因为载流导体中每个定向运动的电子,都要受到一个洛伦兹力f_L的作用,其大小F_L=evB,方向沿 Z,这导致导体A侧出现负电荷的堆积,B侧出现正电荷的堆积,结果在载流导体上下两侧产生一个U_(BA)的电位差,形成一个沿 Z的横向电场E,故每个定向运动的电子受到一个沿—Z     

展示相对性原理和电磁场相对性的一个佳例

以条形磁铁与导体圆环相对运动为例,依据导体圆环产生感应电流这一事实,首先讨论了条形磁铁参考系和导体圆环参考系下电场和磁场的不同.并在条形磁铁参考系下,从产生动生电动势的物理本质洛伦兹力出发,导出了法拉第电磁感应定律.然后,在导体圆环参考系下,由相对性原理直接给出了感生电场性质的数学表述,并深入讨论了电场和磁场的联系.最后,给出了爱因斯坦和费曼对该问题的不同思考并进行了简单分析.     

对《洛伦兹力做功微探》一文进一步探讨

贵刊在2010年第9期刊登《洛伦兹力做功微探》一文［1］，提出在以相对磁场运动的参考系中洛伦兹力会做功的观点，值得推敲．2011年第11期刊登的《对<洛伦兹力做功微探>一文观点的商榷》一文［2］指出了该观点的错误，但文章本身也存在问题，提出的带电小球静止不动，不激发磁场，即带电小球不会受洛伦兹力，也就不做功的观点同样值得推敲，而且该文并未给出相关例题的具体解法．笔者对贵刊以上两篇文章有不同想法，提出来进一步商榷。     

“磁场对运动电荷的作用”的探究式教学设计

"磁场对运动电荷的作用"一节放在"磁场对通电导体的作用"内容之后,意味教材引导教师利用安培力导出洛伦兹力的大小、方向,绝大数教师也是采用此思路展开教学的.随着实验技术的提升,用高清摄像头把蓝色的阴极射线轨迹投影到黑色大屏幕上,改变加速电压与励磁电流,基于实验现象引导学     

广义洛伦兹磁力具有普适性,它能全面解释电磁感应的物理过程

本文将综合论证指出：广义洛伦兹磁力具有普适性,它能全面解释电磁感应的物理过程;无论是静态场,或是时变场,都是洛伦兹磁场力的作用结果.①电波反射是广义洛伦兹磁力的应用,②广义洛伦兹磁力使线圈产生“反电动势”,③接收天线上的信号形成是广义洛伦兹磁力的作用结果,④磁力线静止而导体转动情况的经典洛伦兹磁力的应用,⑤导体静止而磁铁携带磁力线转动情况是广义洛仑兹磁力的应用,⑥磁发电机是广义洛伦滋磁力的应用,⑦变压器的变压原理是广义洛伦滋磁力的应用⑧铁芯中形成涡电流是广义洛伦滋磁力的应用.故,“磁生电”的真实原因是：金属电子在广义洛伦兹磁力的作用下的流动而形成Ic,却不是法拉第-麦克斯韦-爱因斯坦他们在自由空间里虚构的位移电流Ia.或,基于唯物主义自然观,联系电磁感应的物质是洛伦兹的金属电子,却不是法拉第-麦克斯韦-爱因斯坦他们的真空以太.     

“ 洛伦兹力演示实验”改进

通过改进洛伦兹力演示实验可以让学生从微观上理解洛伦兹力和使用左手定则判断洛伦兹力的方向; 定性地研究磁场强度、 电荷运动的速度对洛伦兹力大小的影响和磁场方向、 电荷运动方向对洛伦兹力方向的影响, 进而提高学生分析、 解决实际问题的能力     

谈动生电动势的非静电力问题

如图,放在匀强磁场B中的导体棒ab无摩擦地向右做匀速切割磁感线运动(金属框架及ab棒的电阻均忽略不计),在ab棒中产生了稳定的动生电动势,此电动势的非静电力就是导体内部自由电子受到的洛伦兹力,洛伦兹力做功将机械能转化为电能,而动生电动势就等于洛伦兹力推动单位电荷(在这里     

对《洛伦兹力做功微探》一文观点的商榷

贵刊在2010年第9期刊登的《洛伦兹力做功微探》一文[1],提出在以相对磁场运动的参考系中洛伦兹力会做功的观点,值得推敲.笔者有几点不同的想法,提出来商榷.首先,"以磁场为参考系"的说法值得商榷.众所周知,电磁场是一种能量的表现形式,是电磁作用     

普物教学中如何讲述电磁场变换

从洛伦兹力公式和运动电荷磁场出发，导出了两惯性系间电磁场的变换关系．     

利用狭义相对论计算洛伦兹力和安培力

随着对电磁现象研究的逐步深入,人们早已认识到磁现象来源于电荷的运动,磁场和电场是相互联系的统一体,称之为电磁场。本文根据狭义相对论中洛伦兹变换的基本原理,利用两个坐标系中静电力和电场的相对论变换,推导出洛伦兹力与库仑力、安培力之间关系,即洛伦兹力和安培力来源于电场力的相对论变换,从而更加有助于理解洛伦兹力的物理本质。     

引入势函数计算刚性导线在均匀磁场中绕定轴转动时的动生电动势

利用洛伦兹力沿径向的保守性引入势函数方便地计算刚性导线在均匀磁场中绕定轴转动时的动生电动势．     

洛伦兹力演示仪

为了使学生深入了解洛伦兹力,设计制作了喷泉洛伦兹力演示仪.该演示仪将电场和磁场按照一定方向放置,使离子溶液受到向上的洛伦兹力,在洛伦兹力作用下,溶液向上运动,进而形成了喷泉.     

也谈带电粒子在电磁场中动态受力平衡条件

电磁场中相对论带电粒子的经典轨道运动受到洛伦兹力和辐射阻尼力的影响,在一定条件下会达到受力平衡状态．基于洛伦兹一狄拉克方程,本文介绍了计及辐射阻尼力后电磁场中带电单粒子(包括导体中的自由电子)受力平衡条件的一种可能的相对论协变形式．     

磁电式电流表的设计原理

我们知道通电导体在磁场中受到的磁场力为：F=BILsinα。而一定电流的矩形线圈在匀强磁场中受到的是一力偶矩．设线圈平面口abcd与磁场方向平行，如图1，则F1=     

矩形与圆形截面载流平行双导体间安培力研究

截面形状不同的载流导体在空间中的磁场分布以及对其他导体的安培力,在实际工程应用中有重要意义.本文从理论上分析计算无限长矩形截面和圆形截面载流导体磁场分布,进而对两根平行的矩形截面导体间、圆形截面导体间的安培力进行分析,并利用Matlab软件对磁场分布和安培力做了模拟.结果表明:矩形截面载流导体的磁感线呈近似椭圆状;两平行矩形截面载流导体间的安培力不仅与距离、截面尺寸有关,当距离、截面尺寸一定时还和放置的方向有关.当边长比a/b1时,安培力小于同样面积和载流密度情况下的圆截面导体,且a/b值越小,作用力越大,当a/b1时,大于同样载流情况下的圆截面导体,但随着导体间距增大作用力的差别越来越小.     

洛伦兹力做功微探

洛伦兹力有两种定义：一种是运动电荷在电磁场中受的电场力与磁场力的矢量和,一种是运动电荷在磁场中受的力;一般所说的洛伦兹力为后一种,本文所指也为后一种．对于该洛伦兹力,众所周知,因其始终与运动电荷速度方向垂直而对运动电荷永不做功．关于论证洛伦兹力是否做功的文章有很多;这些文章都以对洛伦兹力永不做功表示怀疑为起点,最终以洛伦兹力永不做功为结论．然而,笔者思考该类问题时,在自构的情景中遇到了困惑,现阐述如下．     

用右手螺旋定则代替左、右手定则

判断通电导线在磁场中所受磁场力方向的左手定则；判断导体切割磁感线时，导体中产生的感应电流的方向（感应电动势方向）的右手定则是电磁学中两个非常重要的定则．容易出错、混淆．用右手螺旋定则代替左手定则和右手定则，学生反映容易记、容易掌握．教学效果好．现就用...