匀强磁场中电流方向的判断?

一、匀强磁场中电流方向的判断?

闭合电路的一部分导体棒,在匀强磁场中绕着一个端点转动 感应电流方向用右手定则确定。

  伸开右手,让磁感线垂直穿入手心,拇指指向导体棒的转动方向,四指指向金属棒内部电流方向(电源正极)

  大小 I=E/(R+r) R外电路总电阻 r金属棒电阻

  E=1/2Bω^2r r金属棒的长度 ω角速度 B磁感应强度。

二、匀强磁场时间公式?

粒子在磁场中运动的时间公式是t=θ/2π*T=θm/qB,质量为m带电量为q的带电粒子(忽略重力)以速度v垂直磁场方向专射入磁感应强度为B的匀强磁场,洛伦兹力提供向心力。

磁场,物理概念,是指传递实物间磁力作用的场。磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质。磁场不是由原子或分子组成的,但磁场是客观存在的。磁场具有波粒的辐射特性。

三、匀强磁场和匀强电场的公式?

两个点电荷间的电场不是匀强电场,放入其中的试探电荷所受电场力当然 用库仑定律方便。 匀强电场是场强大小相等且方向相同。所受电场力由公式F=qE来计算。 F=qE这个公式适用一切电场,只是两个点电荷形成的电场要矢量 叠加来求出E,再用F=qE求,结果跟用库仑定律计算的是一样。

四、亥姆霍兹线圈 没有匀强磁场?

亥姆霍兹线圈是由两个相同的线圈同轴放置,其中心间距等于线圈的半径。将两个线圈通以同向电流时,磁场叠加增强,并在一定区域形成近似均匀的磁场;通以反向电流时,则叠加使磁场减弱,以至出现磁场为零的区域。

过各自产生的磁场,互相施加作用力和力矩于对方。运动中的电荷会产生磁场。磁性物质产生的磁场可以用电荷运动模型来解释。

五、匀强磁场计算时间公式?

带电粒子在匀强磁场中做匀速园周运动的周期公式为:丅=2兀m/Bq,式中m为粒子质量,B为磁感应强度,q为粒子的电量。

六、带电粒子在匀强磁场中的运动

带电粒子在匀强磁场中的运动

引言

带电粒子在匀强磁场中的运动是物理学中一个重要且有趣的研究课题。磁场是指存在于空间中的磁力场,带电粒子在磁场中会受到洛伦兹力的作用,从而产生特殊的运动规律。本文将深入探讨带电粒子在匀强磁场中的运动特性,以及与之相关的一些重要概念和公式。

洛伦兹力和带电粒子的运动

洛伦兹力是描述带电粒子在磁场中运动的重要力量。当带电粒子以一定的速度进入磁场中时,磁场会对粒子施加一个垂直于速度方向的洛伦兹力。这个力导致了带电粒子的轨迹发生弯曲,形成所谓的洛伦兹圆周运动。

当带电粒子在匀强磁场中运动时,其轨迹将是一个圆周或螺旋线。洛伦兹力与速度方向垂直,因此带电粒子在磁场中的运动会受到一个向心力的作用,使其轨迹呈现出弯曲的形状。这种运动方式是带电粒子特有的磁场效应,具有重要的实际应用价值。

圆周运动的性质和公式推导

带电粒子在匀强磁场中的圆周运动具有一些特殊的性质和规律。以下是一些重要的公式和推导过程。

1. 圆周运动的半径公式

洛伦兹力提供了带电粒子在圆周运动中向心力的来源。根据牛顿第二定律和向心力的定义,我们可以推导出带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式如下:

r = mv / (eB)

其中,r表示圆周运动的半径,m为粒子的质量,v为粒子的速度,e为粒子的电荷量,B为磁场的磁感应强度。

2. 圆周运动的周期公式

根据圆周运动的定义,我们可以推导出带电粒子在匀强磁场中圆周运动的周期公式如下:

T = 2πm / (eB)

其中,T表示圆周运动的周期。

3. 圆周运动的频率和角速度公式

圆周运动的频率和角速度是描述带电粒子运动快慢的重要参数。我们可以通过以下公式计算带电粒子在匀强磁场中圆周运动的频率和角速度:

f = 1 / T

ω = 2πf

其中,f表示圆周运动的频率,ω表示圆周运动的角速度。

磁场对带电粒子的影响

带电粒子在匀强磁场中的运动受到磁场强度的影响,不同磁场强度会导致不同的运动特征和轨迹形状。

1. 磁场强度对圆周运动半径的影响

根据圆周运动的半径公式可知,磁场强度越大,圆周运动的半径越小;磁场强度越小,圆周运动的半径越大。这是因为磁场强度与向心力成正比,向心力越大,圆周运动的半径越小。

2. 磁场强度对圆周运动周期的影响

根据圆周运动的周期公式可知,磁场强度越大,圆周运动的周期越小;磁场强度越小,圆周运动的周期越大。这是因为磁场强度与圆周运动的频率成正比,磁场强度越大,圆周运动的频率越高,周期越小。

3. 磁场强度对圆周运动频率和角速度的影响

磁场强度对圆周运动的频率和角速度没有直接影响,它们仅与粒子的质量和电荷量有关。不过,磁场的强弱会影响圆周运动的快慢,从而间接影响频率和角速度。

实际应用

带电粒子在匀强磁场中的运动规律在实际应用中有着广泛的应用。

1. 粒子加速器

粒子加速器是一种将带电粒子加速到高能量的设备,其中就涉及到带电粒子在匀强磁场中的运动规律。通过调节磁场强度和粒子的能量,可以将粒子加速到极高的速度,用于进行各种物理实验和研究。

2. 磁共振成像

磁共振成像(MRI)是一种通过利用带电粒子在匀强磁场中的运动特性来获得人体内部结构的断层图像的医学成像技术。通过在强磁场中对带电粒子施加一个脉冲磁场,可以观察到粒子的反应和转换,从而获得高质量的影像。

结论

带电粒子在匀强磁场中的运动是一个重要而复杂的物理现象。通过洛伦兹力和圆周运动的相关公式,我们可以描述和分析带电粒子在磁场中的运动规律。这些规律和磁场的影响对于科学研究和应用有着重要意义。希望本文对读者对带电粒子在匀强磁场中的运动有一定的了解和启发。

七、匀强磁场强度公式?

1.E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}

2.E=BLVsinA(切割磁感线运动) E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行,但可以不和磁感线垂直,其中sinA为v或L与磁感线的夹角。 {L:有效长度(m)}

3.Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势) {Em:感应电动势峰值}

4.E=B(L^2)ω/2(导体一端固定以ω旋转切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s),(L^2)指的是L的平方}

2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)} 计算公式△Φ=Φ1-Φ2 ,△Φ=B△S=BLV△t。

八、不是变化的磁场产生电场吗?线圈切割匀强磁场不就意味着产生电场了吗?但匀强磁场并没有变?

1.动生电动势的模型以及利用该模型得到的结论

按照磁通量变化的原因的不同,可以把电磁感应分为两种情况来讨论,分别是感生电动势以及动生电动势。

感生电动势的情况中,磁场本身是发生变化的,所以与本题无关,主要考虑动生电动势。

一般来说动生电动势可以看作是由作用在导体中载流子上的洛伦兹力所引起的,用在匀强磁场中移动的金属棒为例(磁感应矢量 与棒所指方向垂直):当金属棒在沿与棒所指方向垂直的方向(异于磁场方向的另一垂直方向)以速度 移动时,棒中的电子随着棒在磁场中移动,受到洛伦兹力大小为:

所谓电动势,是指电源内部单位正电荷从负极移动到正极时该电源中做能量来源的非静电力所做功的大小。在一个金属棒的例子里,起作用的力是洛伦兹力(关于它做不做功的问题之后讨论)。

于是在单位正电荷上的洛伦兹力为:

它做的功也就是电动势的大小可以从负极到正极积出为:

由于到处都是垂直的量,可以把这个积分中的叉乘直接写成乘法,积分结果为:

2.磁场究竟变化了吗?

可以看到用上面的过程得到的电动势与计算磁通量变化的算法实际上是相同的(在矩形线框只动一边的情况下)。当然,对一般情况还是只能老实积分。但是这样相似的结果,难道不是在暗示什么吗?

整个过程中是否出现了所谓变化的磁场产生电场的过程呢?也就是说,运动的带电粒子眼中,它到底受到的是什么力呢?实际上这是一个相对论问题,关于动生和感生电动势的区分是同一物理过程在不同参考系中得到的不同描述。一个扩大的线圈,当它的磁通量变大时,实际上和一个等大的线圈靠近所谓匀强磁场(实际上由于磁场必是有旋的,在一定的尺度范围内它必然是有变化的而非匀强磁场)的源的情形是等效的。所谓切割磁感线,只是一个关于方向的形象化说法。

线圈和磁场源的相对运动

如果发现某些初等电磁学规律冲突,一般都需要检验它的洛伦兹协变性。比如前面的洛伦兹力就少一个电场力的项,在实际情况下应该用 。

3.用有洛伦兹变换的电磁场理论讨论电动势

关于洛伦兹变换的导出不是这个问题的重点,直接抄书,对互相在 方向上做匀速直线运动的两个惯性系 和 有:

速度也用分量形式:

于是在 中有:

速度变换公式就是:

电磁场的变换(可以用之前完整形式的洛伦兹力公式得到,把它写成分量形式,把速度代换就可以对比得到两系中场量的分量的变换关系):

把原坐标系中认为是不存在的项都令为零有:

可以看到,即使认为有一个稳恒的匀强磁场,在与运动的带电粒子共速的另一参考系中看来仍然会出现电场项,在这一坐标系中电磁场仍然不变化。电场不是被磁场产生出来,而是一直存在着的,所有以速度 沿 轴运动的带电粒子都会在这里发现自己受着电场力的作用。

至于电动势大小,仍然可以由完整形式的洛伦兹力在需要的方向上积分出来。

4.遗留问题:洛伦兹力做功吗?

在第一部分的讨论中,很强硬的对洛伦兹力做了金属棒所指方向的积分并说这是电动势的大小,好像完全忘记了那个磁场项的洛伦兹力方向与粒子运动方向始终垂直,不可能做出功来。实际上,即使不考虑电场项,那里的洛伦兹力也只是一部分,因为带电粒子在导体中不仅有导体的运动速度,还有自身相对于导体的速度,也就是说洛伦兹力应该是:

这个总的洛伦兹力不做功,但是两部分分别做相互抵消的正负功。也就是说洛伦兹力的作用并不是提供能量,而是把维持导体运动的力克服第二部分 做的功通过第一部分 的做功转化为导体中的电场能。

九、匀强磁场中匝数影响什么?

电流磁场取决于:电流大小、线圈匝数和是否有铁芯3个因素有关。在其它条件相同时,电流越大磁性越强,在其它条件相同时,匝数越多磁性越强,在其它条件相同时,有铁芯比没有铁芯磁性越强。

可以定性地认为B=KNI.初级线圈供电是电瓶(假定其电压是恒定的),线圈少了,整个电路中的阻抗就小了,电流就增大,但线圈匝数减少,磁性如何变化呢?设每圈导线的阻抗为r1则B=KN*[U/(N*r1)]=KU/r1。

十、带电小球在匀强磁场中的运动?

带电小球在匀强磁场中做平抛运动

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