《电磁场知识点》PPT课件

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1、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，且与磁场垂直．磁场方向垂直纸面向里，当导体棒中通以自左向右的恒定电流时，两弹簧各伸长了ΔL1；若只将电流反向而保持其他条件不变，则两弹簧各伸长了ΔL2，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、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，磁场方向垂直于框架平面．导体棒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

2、的最大静摩擦力为f．为使导体棒静止在框架上，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．αMNαabRB3、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．αIyB2αxF1B1F2Nmg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

3、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mgsinα且B垂直l时，B值最小．要使棒对斜面无压力，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＝mgsinα，所以B＝mgsinα/Il．由左手定则知，B的方向垂直斜面向上．⑵mg＝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所示的直角坐标系．欲使棒有可能平衡，安培力F的方向须限定在图上F1和F2之间．由图

4、不难看出，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s.求：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=0.5T，方向竖直向上，电容器的电容C=200μF，电源

5、电动势E=16V，导轨距地面高度h=0.8m，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=6.4cm的地面上，问电容器两端的电压还有多大？8Vhsab12Sc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：⑴r⑵T⑶t1、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。例、如图直线MN

6、上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？MNBOv单直边界时具有对称性两圆相交，在两交点上同一圆的两条切线AC和BC如果相交，则一定交于两圆心连线OO′的同一点C。例、带电粒子在匀强磁场中仅受磁场力作用时做匀速圆周运动，因此，带电粒子在圆形匀强磁场中的运动往往涉及粒子轨迹圆与磁场边界圆的两圆相交问题。O＇OABC径向对称性rRVO/OӨ2、多解：带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由于多种因素的影响，使问题形成多解，多解形

7、成原因一般包含下述几个方面。⑴带电粒子电性不确定形成多解正负粒子在磁场中运动轨迹不同⑵磁场方向不确定形成多解感应强度方向不确定⑶临界状态不唯一形成多解运动轨迹是圆弧状形成了多解⑷运动的重复性形成多解带电粒子在部分是电场，部分是磁场空间运动时，往往运动具有往复性，因而形成多解。Bv0qmLL例、已知：q、m、v0、L、B，上下两块板求：要求粒子从左边中点飞入，最终飞出磁场区域，对粒子的入射速度v0有何要求？O例、如图所示，足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从ad边的中心O点处，垂直磁场方向射入一速度为v0的带正电粒

8、子，v0与ad边的夹角为30°.已知粒子质量为m，带电量为q，ad边长为L，不计