问题解答

問:导线割切磁力线时,导线中为什么会产生电流?由于导线在磁场中运动而產生的电动势和由于磁场随時间变化而產生的电动势是否可以统一地都用割切磁力线来說明? 答:这兩個問題是有關聯的。先說明第一个問題。我們知道,一根通有電流的導线在磁場中要受到作用力。由於電流实質上是带電質點的移动,因此很自然地會設想,任何带電質點在磁場中運动时要受到力(稱为羅侖次力)。這一设想完全为實驗所證實。力的方向同時垂直於帶电質點运动的方向和磁場的方向,力的大小則与質點的速度、磁場强度(在真空中)、以及速度和磁場强度间夾角的正弦成比例——當运动方向(即速度的方向)与磁場方向垂直時     

带电粒子在交叉电磁场中运动的受力分析

在学习电磁学时,带电粒子在交叉电磁场中的运动是一个有趣的问题。这里所谓交叉电磁场,是指均匀恒定并且相互垂直的电场和磁场,假定粒子的速度与磁场垂直。初看起来,似乎带电粒子会在垂直于磁场的平面内作圆周运动,同时沿电场方向作匀加速运动,整个运动是这两种运动的合成。然而这种看法是错误的。通过解运动方程可以证明[1],实际的运动是垂直于磁场的平面上的圆周运动和垂直于(而不是平行于)电场的匀速(而不是匀加速)运动的合成。 为了深刻理解发生上述运动的物理原因,下面来进行这一问题的受力分析。 (一)受力分析 会磁场压指向S轴,(垂直…     

带电粒子的旋轮线运动──从一道高考题谈起

带电粒子的旋轮线运动──从一道高考题谈起陈雪林（上海市郊工业学校）带电粒子以与匀强电场垂直方向的初速度，在电场中运动，其运动轨迹是抛物线。带电粒子垂直进人匀强磁场时，在洛仑兹力作用下作匀速圆周运动。如果带电粒子的初速度方向与匀强磁场的磁感应强度Ｂ成某...     

对向心加速度概念教学的一点看法

向心加速度是描述质点作圆周运动时速度方向改变快慢的物理量,是教学难点.有的教材、教参用下例进行说明:如图所示,两质点A和B分别作半径为R1和R2的匀速圆周运动,速度大小均为v.当两质点速度方向改变π2,质点运动1/4圆周时,所用时间分别为:　　　t1=T1/4　　t2=T2/4因为　T1=2R     

圆周运动两例

圆周运动的鲜明特点是它的运动轨道是圆或圆弧 .物体做圆周运动时 ,它必须受到向心力的作用 .向心力可以是某一个力 ,也可能是合力或分力 .向心力的大小总是等于ｍｖ2 /Ｒ ,而方向总是指向圆心的 ,方向一直在变 ,所以向心力是一个变力 .那么 ,物体在竖直面内做圆周运动过程中 ,     

在旋转台上滚动的球与带电质点动力学的类比

在旋转的平台上作无滑动滚动的球需要形式为Aωd×v的摩擦力,这里A是已知常数,ωd是平台的角速度,v是质点相对于惯性空间的速度.因为这个力与带电质点在磁场中运动受力的形式相同,所以球仅在封闭的圆形轨道上运动.球体滚动与带电质点运动的其它相似点是不难说明的:例如,沿盘的平面的任意外力都会引起垂直于力的漂移速度,而在盘的旋转速率发生改变时可以确定绝热不变量等. 在二十世纪四十年代中期,当A.Ein-stein正在为建立统一场论而不懈地工作时,有人曾向他提出过滚球在旋转台上运动的问题,他回答说任何这类运动仅在球与转台有摩擦力时才…     

小议竖直平面内圆周运动的临界问题

物体做圆周运动时,切向有分力产生切向加速度,与物体速度方向在同一直线上,它改变物体速度的大小;指向圆心的分力向心力产生向心加速度．与速度方向垂直且指向圆心,它改变速度的方向;同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动．在竖直面内的圆周运动是典型的变速圆周运动．对于圆周运动物体通过最高点和最低点的情况．     

由相对论力的变换求匀速运动点电荷产生的磁场

在一个平面内有两个带负电的电荷,要受到相互排斥的库仑力作用,当平面以速度v运动时,这两个电荷的任何一个电荷,除受到库仑力作用外,还要受到洛仑磁力的作用。两个电荷由静止变为匀速运动,受到力的变化,只不过是在不同参考系观察而已,通过相对论力的变换求电荷受到力的变化,与电荷受到电磁力的变化是等效的,由此也可求出匀速运动电荷产生磁场的大小。     

通电轴对称导线在匀强磁场中所受的安培力

通电直导线置于匀强磁场中,会受到安培力的作用,此安培力大小为F=BIlsinθ.(Β:磁感应强度,Ι:通电导线上的电流强度,ι:导线长度,θ:磁场和导线的夹角)。F方向既垂直于导线,又垂直于磁场方向,可用左手定则来     

安培力的冲量公式应用

感应电流通过直导线时,直导线在磁场中要受到安培力的作用,当导线与磁场垂直时,安培力的大小为F=BLI.在时间△t内安培力的冲量F△t=BLI△t=BLq=BL △φ/R式中q是通过导体截面的电荷.在一定条件下,利用该公式解答问题十分简便.     

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…     

几种不同情况下的简谐振动

如一物体在振动时,其加速度与它离开平衡位置的位移成正比,加速度的方向又永远指向平衡位置,这种振动就是简谐振动.现在先以一个作匀速圆周运动的质点,在圆周直径上的投影的运动,来研究简谐振动的规律.     

第十五届非物理类专业大学生物理竞赛试题及解答

一、填空题（共６１分）１．（４分）作直线运动的质点,在ｔ≥０时,它沿ｘ轴方向的速度为ｖｘ＝αｘ,其中α为一个正的非零常量．已知ｔ＝０时,质点位于ｘ０＞０的位置,那么质点运动过程中的加速度ａｘ与位置ｘ之间的函数关系为ａｘ＝,质点位置ｘ与时间ｔ之间的函数...     

如何解决光电灵敏电流计的零点漂移

大家知道，在磁场中的运动电荷不管受不受其它外力作用，洛仑兹力总是不做功．因为洛仑兹力总是跟速度方向垂直，它只改变速度方向，不改变速度大小．但在有些实际问题中，经常需要将洛仑兹力巧妙地进行分解，运用在某个方向上做功或者与其它外力在某个方向上叠加产生加速度来分析处理问题，现举例说明。     

电磁泵

演示洛仑茲力的实验一般都是利用磁场对通电的固体金属导体的作用。电磁泵用来演示磁场对液体通电导体的作用,效果良好,学生很感兴趣。现介绍如下,仅供同志们参考。一、基本结构与原理此演示仪的主要部分为一个扁平的U形管道(如图1),它的上部也相联,里面灌满水银。在管的弯曲部分上下装有一对电极A与B,它们与管道中的水银有良好的接触。     

一类变力 两种表现——关于"F=kV"类变力的讨论

在解决物理习题中,经常涉及两类变力:带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时受到的洛伦兹力和闭合电路的部分导体在垂直切割磁感线时受到的安培力.这两种变力除了都是磁场力这一性质上的联系外,还具有一个重要的共同点,即力的大小都与速率成正比.     

如何判断安培力的方向

现行高中教材(必修)第二册第76页介绍的左手定则是用来判断安培力方向的.其内容为:"伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向."用这个方法判断导线的受力方向,确实很好.而且把磁场、电流、安培力三个物理量方向的关系,在一只手上表示出来,很方便.但是,我在多年的教学实践中,发现这个定则也有一些缺点.例如,有些时候由于方位的关系,左手用起来很别扭.当磁场的方向与电流的方向不垂直时,如何让磁感线垂直穿过手心,有些费解.在磁场和电磁感应这一段内容中有用右手判断电流的磁场方向的安培定则,有用右手判断感应电动势方向的右手定则,有用左手判断安培力的左手定则.什么时候用左手,什么时候用右手,有些学生分不太清楚.基于这些原因,我想能不能用其他的方法判断.经过分析探索,找到了一些简单易行的方法,向同行们介绍以求赐教.     

速度选择器的工作原理及应用

如图1所示的平行板器件中,电场强度E与磁感应强度B相互垂直,四方向垂直纸面向里。具有不同水平速度的带电正粒子（重力不计）射入后发生偏转的情况不同。若进入场区时满足二力平衡条件qvB=qE,     

对向心加速度概念教学的再讨论

贵刊2000年第1期刊出的《对向心加速度概念教学的一点看法》一文,通过对两个具体问题的分析与比较最终还是认定:向心加速度就是描述质点作匀速圆周运动时速度方向改变快慢的物理量.笔者认为这种观点是极其错误的,下面试就这种观点作出进一步的剖析和讨论: 1 向心加速度不是描述速度方向改变快慢的     

关于“匀速圆周运动的投影是简谐振动”演示仪器的制作与江德骏、陈新郧同志商榷

这个演示实验的目的是通过对匀速圆周运动投影的运动情况和一个简谐振动的物体的运动情况进行观察比较,得到二者的运动学规律是相同的。因而可以用匀速圆周运动的质点对圆心的位移投影表示简谐振动的位移,从而得到简谐振动的方程x=Acos(ωt+α)。进而用匀速圆周运动的速度和加速度的投影找到简谐振动的速度和加速度的表达式。