电磁感应中导体棒受安培力作用的教学实践

通过对导体棒在电磁感应中受安培力作用的有关习题分析,培养学生领悟物理规律的能力.     

对电磁感应现象中安培力做正功能量转化的讨论

在电磁感应问题中,在电流经过闭合回路时,除在导体上要产生一定的热量外,还要受到安培力的作用,此力要对导体运动做正功.     

电磁感应电路中功能关系的辨析

法拉第电磁感应定律只是给出了感应电动势的计算规律,并未给出具体的能量关系,也未完全揭示电磁感应过程全部的物理实质.通过双棒问题、磁场自身运动问题的一些非典型特例,深入地分析了过程中的电路问题和能量转化问题.     

电磁感应中导体棒的收尾状态概述

导体棒在磁场中运动情况的判断,是电磁感应中常见问题.它既可考查全电路、牛顿定律、功能关系等重要知识点,又可考查学生分析、判断、推理能力及综合应用能力.在高考中常作为"压轴题"出现,在教学中也作为重要的题型重点讲解.现对各种情境下导体棒运动状态及收尾速度作一一分析(表1).     

导体棒旋转切割磁感线模型的解决新法

导体棒旋转切割磁感线问题在近几年高考中不断出现.在微分思想下使用微元图像结合法解决导体棒速度与长度乘积问题,以微元图像法和有效长度法两种方式解决旋转切割产生电动势的系列问题,创新提出并解决曲线导体棒旋转切割问题.     

对匀强磁场中球面摆运动规律的研究

通过对匀强磁场中一种球面摆运动的理论研究, 证明了其正则角动量守恒, 分析了当小球的速率有微 扰时运动的定量规律以及不脱离而稳定运动的条件, 最后通过数值模拟直观地显示了运动轨迹并验证了理论分析 的结果     

带电粒子在匀强电场和匀强磁场中运动规律的研究

先通过牛顿运动第二定律推出带电粒子在匀强电场和匀强磁场中运动的微分方程组,再利用数学软件Maple解出方程组的解析解,对解析解的进一步分析证明带电粒子在运动过程中加速度大小不变,最后通过Maple对解析解进行数值模拟,得到了带电粒子在复合场中的5种常见的运动轨迹.     

对R-L电磁感应电路的再讨论

本文简要讨论了Ｒ－Ｌ电磁感应电路所引出的问题，并对其作了进一步的改进和完善，从而加深了对电磁感应现象和本质的认识     

匀强磁场对水中气泡运动的影响

基于Rayleigh-Plesset方程, 考虑极性水分子在均匀磁场运动受到磁场力作用, 根据能量守恒建立了外磁场作用下单气泡运动的控制方程, 并对附加压强的大小、性质及对气泡运动的影响进行了计算和分析. 结果表明: 随磁场强度的增强, 附加压强线性增大, 气泡膨胀率降低, 最大半径减小, 气泡坍缩速度下降; 外加磁场引起的气泡振动变化规律与增大静态压具有相似的效果.     

对安培力与安培力做功的一种解释

提出了在中学阶段对安培力及安培力做功的一种通俗解释.     

非均匀变化情况下的电磁感应

用定性和半定量分析方法研究了非均匀变化情况下的电磁感应,从而推断出由于非均匀变化产生的感应电流以及导体因此而受到的安培力都非常小,不具有观测效应,可以忽略不计.     

基于反串接线圈的金属熔球磁悬浮感应加热数值分析

对金属熔球在反串接线圈中电磁感应加热的电磁场和温度场进行建模.分析安培力在金属熔球上的分布;分析反串接线圈的几何尺寸、电源参数、熔球位置等对金属熔球所受电磁力和所产生焦耳热的影响;给出金属材料的物性参数对金属熔球所受电磁力、产生的焦耳热和金属熔球内部温度场分布的影响.模拟结果与实验观察相吻合.     

陀螺仪特斯拉计的相关讨论

当一个由非铁磁性导体制成的陀螺仪,被放置在磁场中时,其由于旋转切割磁感线会受到制动力矩的作用,从而会发生减速.本文首先将此模型简化为非铁磁性导体圆盘在磁场中的运动,通过求解体系所满足的麦克斯韦方程组,结合实验现象进行了解释;再总结出导体圆盘的角速度变化与外界磁场大小的关系,并将其用于制作一个陀螺仪特斯拉计,对其测量结果...     

匀强磁场中带电粒子运动轨迹的一种推导

垂直射入匀强磁场中的带电粒子,在洛伦兹力F=qvB的作用下,将会偏离原来的运动方向.那么,粒子的运动轨迹是怎样的呢?     

带电粒子在匀强磁场中运动的能量和磁通量量子化问题

一 本文试图探讨为大学低年级学生讲授带电粒子在磁场中运动的能量量子化及磁通量量子化问题.目的有两个.其一,可使没有机会专门攻读量子力学这门课程的大学生们了解更多的量子化现象.其二,对于专攻物理科学的大学生们,虽然他们在学习量子力学时将有机会从更严格的角度来解决这类问题,但在基础物理中介绍更多的量子化现象无疑将使他们在以后学习量子力学时减少困难. 以往以初等方法介绍量子化概念的主要例子之一是电子在有心的库仑场中运动.例如在氢原子中,电子绕质子运动,满足经典动力学方程.同时,电子具有波动性,在稳定轨道上运动的电子波…     

带电粒子在矩形边界匀强磁场中经过某一点的问题

从2019年高考全国卷物理带电粒子在匀强磁场中的偏转问题出发,结合在平时教学中遇到的带电粒子在矩形边界磁场中经过某一点的问题,提出了从角度关系解决这一问题的思路与方法,以期辅助学生简洁快速地解决该类问题.     

电磁感应教学中一个容易忽视的问题

以一题为例, 分析了电磁感应“ 切割情形”中, 若同时伴有因磁场随时间变化导致的感生电动势作用, 安培力所做功的值与回路产生的焦耳热不等的原因