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文檔簡介
章末整合1.通電導線在磁場中會受到安培力作用,由于安培力的方向與電流的方向、磁場的方向之間存在著較復雜的空間方位關系,因此要求學生有較強的空間想象力,并且善于把立體圖改畫成平面圖.將此類題目處理好要注意兩點:(1)分析安培力的方向應牢記安培力方向既跟磁感應強度方向垂直又跟電流方向垂直;(2)畫出導體受力的平面圖.通電導體在磁場中的運動問題2.安培力與以前各章節知識均能綜合到一起,其分析與解決問題的方法與力學方法相同,只不過是在分析受力時再加一種安培力即可.(1)利用畫出的平面圖對導體棒進行詳細的受力分析.分析安培力時如果F、B、I兩兩垂直,可根據左手定則判斷安培力的方向,如果B和I不垂直,可把B進行正交分解,利用B1的方向判斷出安培力的方向.(2)根據平衡條件或運動情況列方程求解.圖3-1【例1】如圖3-1(a)所示,光滑的平行導軌傾角為θ,處在磁感應強度為B方向豎直向下的勻強磁場中,導軌中接入電動勢為E、內阻為r的直流電源,電路中有一阻值為R的電阻,其余電阻不計.將質量為m,長度為L的導體棒ab由靜止釋放,求導體棒在釋放的瞬時加速度的大?。半娖D”和“磁偏轉”分別是利用電場和磁場對運動電荷施加作用力,從而控制其運動方向,由于磁場和電場對電荷的作用具有不同的特征,使得兩種偏轉存在著差別.帶電粒子的電磁偏轉1.受力特征(1)“磁偏轉”:質質量為m,電荷量為q的粒子以速度度v垂直射入磁感感應強度為B的勻強磁場中中,所受的磁磁場力(即洛倫茲力)f=qvB與粒子的速度度v有關,f所產生的加速速度使粒子的的速度方向發發生變化,而而速度方向的的變化反過來來又導致f的方向變化,,f是變力.(2)“電偏轉”:質質量為m,電荷量為q的粒子以速度度v0垂直射入電場場強度為E的勻強電場中中時,所受的的電場力F=Eq,與粒子的速速度v0無關,F是恒力.3.動能變化的的差別在“磁偏轉””中,由于f始終與粒子的的運動速度垂垂直,所以其其動能的數值值保持不變,,在“電偏轉轉”中,由于于電場力F做功,其動能能發生變化..【例2】如圖3-2所示,在直角角坐標系的第第一、二象限限內有垂直于于紙面的勻強強磁場,第三三象限有沿y軸負方向的勻勻強電場,第第四象限內無無電場和磁場場.質量為m、電荷量為q的粒子從M點以速度v0沿x軸負方向進入入電場,不計計粒子的重力力,粒子經N、P最后又回到M點,設OM=L,ON=2L.圖3-21.帶電粒子在在電場、磁場場或重力場并并存的復合場場中運動分類類:(1)若粒子所受的的電場力、洛洛倫茲力和重重力的合力為為零,則粒子子做勻速直線線運動;(2)若粒子所受勻勻強電場的電電場力和重力力平衡,那么么粒子在勻強強磁場的洛倫倫茲力作用下下有可能做勻勻速圓周運動動;帶電粒子在復復合場中的運運動問題(3)若粒子所受的的電場力、洛洛倫茲力和重重力的合力方方向與速度方方向不在同一一直線上,粒粒子做非勻變變速曲線運動動,在這種情情況下,雖然然粒子的軌跡跡不是簡單的的曲線,但由由于洛倫茲力力不做功,重重力和電場力力做的功只由由初末位置的的高度差和電電勢差決定,,所以一般應應用動能定理理或能量守恒恒定律來解會會比較方便..(4)磁流體發電機機磁流體發電機機就是利用等等離子體來發發電.在高溫溫條件下(例如2000K)氣體發生電離離,電離后的的氣體中含有有離子、電子子和未經電離離的中性粒子子.因為正、、負電荷的密密度幾乎相等等,故從整體體看來呈電中中性,這種高高度電離的氣氣體就稱為等等離子體,也也有人稱它為為“物質的第第四態”.磁流體發電機機原理如圖3-3所示,其平面面圖如圖3-4所示.(5)電磁流量計圖3-5是電磁流量計計的示意圖..在非磁性材材料做成的圓圓管道外加一一勻強磁場區區域,當管中中的導電液體體流過此磁場場區域時,測測出管壁上的的a、b兩點間的電動動勢E,就可以知道道管中液體的的流量Q——單位時間內流流過的液體體體積(m3/s).圖3-5(6)霍爾效應如圖圖3-6所示,厚度為為h,寬度為d的導體板放在在垂直于它的的磁感應強度度為B的勻強磁場中中,當電流通通過導體板時時,在導體板板的上側面A和下側面A′之間會產生電電勢差,這種種現象稱為霍霍爾效應.圖3-6【例3】目前世界上正正在研究的一一種新型發電電機叫做磁流流體發電機..如圖3-7,這種發電機機與一般發電電機不同,它它可以直接把把內能轉化為為電能,它的的發電原理是是:將一束等等離子體(即高溫下電離離的氣體,含含有大量帶正正電和帶負電電的微粒,而而從整體來說說呈中性)噴射入磁場,,磁場中A、B金屬板上會聚聚集電荷,產產生電壓,設設A、B兩平行金屬板板的面積為S,彼此相距L
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