- 磁场强度的物理题
磁场强度的物理题有很多,以下是一些例子:
1. 有一个矩形线圈,在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈中的感应电动势随时间变化的图象如右图所示,已知t = 0时,线圈平面位于中性面,则下列说法正确的是( )
A. 线圈平面与中性面重合时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最大
B. 线圈平面与中性面重合时,穿过线圈的磁通量为零,磁通量的变化率最小
C. 线圈平面由中性面开始转动时,线圈中的电流方向发生改变
D. 线圈平面由中性面开始转动时,线圈中的电流方向不变
2. 在匀强磁场中有一根长为0.5m的直导线,它与磁场方向垂直,当导线中通有1A的电流时,它受到的安培力大小为2N,该匀强磁场的磁感应强度B的大小为多少?如果导线中电流增大为2A时,导线受到的安培力大小为多大?
3. 如图所示,在x轴上且x>0的区域内存在着沿x轴负方向的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v从坐标原点O沿y轴正方向射入第一象限内的区域。粒子进入磁场后经过y轴上的P点时,恰好沿x轴负方向离开磁场。已知OP间的距离为L,求磁感应强度B的大小。
以上题目只是磁场强度相关物理题的一部分,这类题目通常会结合磁场、电流、力的关系等进行考察。
相关例题:
题目:
一个长为L的导线,横截面积为S,单位体积内的自由电子数为n,电子的电量为e,现在导线中通以电流强度为I的电流,求该导线的磁场强度强度。
解法:
根据电流强度定义,电流强度I等于单位时间内通过导体横截面的电荷量,即I = q/t,其中q为单位时间内通过导体的电荷量。
由于导线中自由电子的密度为nS,即单位体积内的自由电子数为nS个,所以单位时间内通过导线横截面的自由电子数为nSq/e,其中q为单个电子所带的电荷量。
由于电流在导线中产生的磁场强度与导线内部的电荷运动状态无关,所以磁场强度可以用安培环路定理来求解。根据安培环路定理,磁场强度H与B的关系为H×dL=dB/dx,其中L为导线的长度,dx为微小线段长度。
由于导线是一个长直导线,所以B的方向在导线中沿导线方向,B的大小可以用B=μI/2πr来求解,其中μ为磁导率,r为导线半径。
将以上公式代入安培环路定理的式子中,可以得到H=μI/2πLS。
由于导线的横截面积为S,所以可以将S约去,得到H=μI/(2πL)。
其中μ为真空中的磁导率,约为4π10^-7。
所以该导线的磁场强度强度为H=μI/(2πL)。
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