文档介绍：电磁场综合 1、安培力 1、如图所示,在两根劲度系数都为 k的相同的轻质弹簧下悬挂有一根导体棒 ab ,导体棒置于水平方向的匀强磁场中,,当导体棒中通以自左向右的恒定电流时,两弹簧各伸长了Δ L1 ;若只将电流反向而保持其他条件不变,则两弹簧各伸长了Δ L2 ,求: (1) 导体棒通电后受到的磁场力的大小? (2) 若导体棒中无电流,则每根弹簧的伸长量为多少? 2 1 ( ) k L L ? ?? 1 2 2 L L ? ?? 2、如图所示,宽为 L的金属框架和水平面夹角为α,并处于磁感应强度为 B的匀强磁场中, ab 的质量为 m,长度为 d置于金属框架上时将向下匀加速滑动,导体棒与框架之间的最大静摩擦力为 ,将电动势为 E,内阻不计的电源接入电路,若框架与导体棒的电阻不计,求需要接入的滑动变阻器 R的阻值范围. α M Nα ab R B sin sin BEl BEl R mg f mg f ? ?? ?? ? 3、在倾角为α的光滑斜面上,置一通有电流 I,长 L质量为 m的导体棒,如图所示,试问: ⑴欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度 B的最小值和方向. ⑵欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力,外加匀强磁场的磁感应强度 B的大小和方向. ⑶分析棒有可能静止在斜面上且要求 B垂直 L,应加外磁场的方向范围. α I yB 2α x F 1B 1F 2Nmg 分析与解:此题属于电磁学和静力学综合题,研究对象为通电导体棒,所受力为重力 mg ,弹力 FN ,安培里 F,属于三个共点力的平衡问题,要使棒静止在斜面上,当安培力等于重力沿斜面向下分力 mgsin α且B垂直 l时, ,则棒不受斜面的支持力,此时应有安培力与重力相平衡,导体棒只受两个力作用. ⑴因 BIl = mgsin α,所以 B= mgsin α/, B的方向垂直斜面向上. ⑵ mg = BIl ,B= mg/Il .由左手定则知, B的方向应水平向左. ⑶此问题讨论的只是问题的可能性,并没有具体研究满足平衡的定量关系,为讨论问题方便建立如图 11-2-3 ,安培力 F的方向须限定在图上 F1 和 F2 , F的方向应包括 F2 的方向,但不能包括 F1 的方向, 根据左手定则, B与+ x的夹角θ满足α<θ≤π. 4、如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨,相距为 L,导轨所在平面距地面高度为 h, 导轨左端与电源相连,右端放有质量为 m的静止的金属棒,竖直向上的匀强磁场的磁感应强度为 B,当电键闭合后,金属棒无转动地做平抛运动,落地点的水平距离为 : 电路接通的瞬间,通过金属棒的电荷量为多少? 磁场中的电荷量: 注意两个推论的应用 5、如图所示,金属棒 ab 的质量 m等于 5g ,放在相距 L为 1m 的光滑金属导轨上,磁感应强度 B= ,方向竖直向上,电容器的电容 C=200 μF,电源电动势 E=16V ,导轨距地面高度 h= ,当单刀双掷开关先掷向 1后,再掷向 2,金属棒被抛到水平距离 s= 的地面上,问电容器两端的电压还有多大? 8V hs ab 12Sc 磁场中的电荷量: 注意两个推论的应用电磁场综合 2、带电粒子在复合场中的运动磁场综合(步骤 3个:找圆心 4、画轨迹、求半径 ) 1、常见问题: ⑴几何⑵多解⑶边界⑷临界 2、方程 4: ⑴半径⑵力⑶时间角度⑷平衡 3、推论 3: ⑴ r ⑵ T ⑶t 1、几何: 注意圆周运动中有关对称规律: 如从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等;在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出。