带电粒子在复合场中运动的思维方法

带电粒子在电场中运动,以及在磁场中的运动,均涉及到重力场,一直以来都是学生学习的难点。解决这类问题的关键是:做好受力分析,运用不同的力学观点建立空间模型,写出相应的受力特点的方程以及运动学方程,能量观点方程,动量观点方程,联合求解。     

磁-热-流体耦合场中矩形薄板的非线性振动

研究薄板结构在机械载荷、磁场和温度场共同作用下的动力学行为.考虑到板受Lorentz力的作用,根据物理方程、非线性几何方程和平衡方程建立了耦合场中薄板的运动控制方程,应用Galerkin原理推导出微分动力系统,采用Runge-Kutta方法进行数值求解,绘制了薄板运动的时程图、相轨迹图和Poincare映射图,分析温度场、磁感应强度以及机械载荷形式对系统运动规律的影响.结果表明,磁场在薄板非线性运动系统中消耗能量,可以抑制非线性作用;温度场不仅改变板内热变形和热应力,而且影响薄板的运动特征;磁场和流体压力对系统动态响应的影响是相互耦合的,静压力或脉动压力的增大不仅导致振幅的增加,而且改变系统的运动特征.     

均匀磁场中初始静止的液态金属在电流作用下三维运动的数值研究

液态金属在磁场中运动的研究在理论和应用方面都具有重要的意义.本文建立了在均匀磁场中初始时刻静止的液态金属流体的物理模型, 并向其中通入水平方向的电流.采用数值方法研究当存在沿竖直方向的、沿水平方向且平行于电流方向和沿水平方向且垂直于电流方向的外加磁场三种情况下金属流体的三维运动特性.分析发现, 电磁场的耦合作用会使原本静止的液态金属失稳并开始运动, 还会从自由表面生发出大量的二次液块甚至细小的液滴.磁场的方向和强度、电流的方向和密度均会影响金属流体的运动形态.     

Matlab仿真带电粒子在匀强正交电磁场中运动

借助于Matlab数学工具软件,使用数值计算的方法仿真带电粒子在相互正交的均匀静电场与匀强磁场中的运动,使人们对带电粒子在电磁场中的运动有直观的了解。     

电场力、磁场力两种计算方法的讨论

应用两种方法讨论了电、磁场力的计算问题。第一种方法从Maxwell方程出发 ,建立场的动力学方程 ,引入电磁场张力张量及应力关系 ,从而计算电、磁场的应力 ;第二种方法从电、磁场力的公式及场的叠加原理出发 ,计算电、磁场力。     

电磁场的统一性和相对性

麦克斯韦方程组揭示了电场和磁场之间的内在联系，建立了统一的电磁场概念。电磁场是电场和磁场的统一体，不存在单独的电场，也不存在单独的磁场，电场和磁场有着密切的联系，在一定的条件下可必相互转化，两者是对立统一的。本文利用狭义相对论的基本原理，通过对点电荷的场的分析，说明电磁场的这种统一性和相对性。     

横浪中船舶非线性横摇运动的稳定性分析

建立了船舶在规则横浪作用下的非线性运动方程,采用改进的谐波平衡法对方程进行了求解,分析了解的稳定性并给出了船舶在横浪作用下稳定运动的边界方程.以一集装箱船为例,介绍了该船转动惯量、阻尼系数、恢复力矩系数的计算方法并给出了计算结果,计算了该船在横浪作用下的幅频相应曲线和运动稳定域并加以验证.     

车辆模拟驾驶器中相关动力学模型的研究与实现

汽车动力学模型在模拟驾驶系统中的作用很大,它可以给学员提供有如真实驾车的感觉。文章分析了在汽车模拟驾驶系统设计中进行动力学分析和仿真所需建立的相关动力学模型,采用动力学和运动学分析方法对汽车所受的力进行研究,得出动力学方程,从而对汽车驾驶进行仿真,将实验的数据发送给视景计算机,由其驱动视景变化,视景计算机对车辆运动进行碰撞检测,将碰撞结果反馈给主机进行所受外力的计算,由此仿真模拟驾驶系统的运动。     

洛仑兹力演示器的设计与使用

研究带电粒子在电场或磁场力作用下的运动规律,是电子工业的基础理论.例如:示波器、电视机、回旋加速器、质谱仪等电子仪器,都应用到这一运动规律.在当前使用的高中物理课本里,也讲了这一原理和应用.洛仑兹力演示器,就是专供中学演示实验而设计的仪器.兹介绍如下,供参考.     

基于Elman网络的船舶运动模型辨识

为寻求一种简便的船舶运动模型辨识方法,根据船舶动力学与运动学基本方程的结构形式,建立一种基于Elman神经网络的辨识模型,给出网络结构的选取和确定方法.以载质量为5万t的散货船为例,利用国际海事组织要求的几个典型的船舶操纵试验数据对网络进行训练,计算权值矩阵,获得该船舶可用于船舶操纵性分析的神经网络模型.将网络计算结果代入船舶运动学方程进行船舶航迹仿真,并与试验航迹数据进行对比,验证网络模型的精确性.比较仿真验证结果和试验数据可知,该网络模型能基本反映被辨识船舶的动态特性,验证其有效性和准确性.     

带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的讨论

通常大学物理教材都认为带电粒子在匀强场中作恒定的匀速圆周运动,实际上这是一种近似正确的结论;按照经典的电磁理论作加速运动的带电粒子将不断地向外辐射电磁波,它的能量将不断地减小,其运动的轨道半径也将随之减小。其次,在一定的条件下,由于量子效应,带电粒子的运动形式将更加复杂。本文将对带电粒子在匀强磁场中不同情况下的运动特点及其相应的条件进行定性或定量的分析讨论。     

多自由度本船操纵运动仿真

为在航海模拟器中充分体现船舶操纵运动的响应特性,提高模拟逼真度,保证教学效果,对船舶多自由度操纵运动进行建模与仿真研究,其中较为完整地考虑了耦合的纵向、横向、艏向、横摇及纵摇运动.根据MMG建模思想分析船舶耦合的横摇和纵摇运动规律,在常规的三自由度船舶运动方程的基础上,建立多自由度耦合船舶运动方程,并设计相应的数值求解方法.针对一个双桨双舵小型目标本船,根据经验公式并结合实船操纵经验,建立具体的本船操纵运动模型;通过数值仿真定性研究其在各种情况下的操纵运动.仿真得到的运动规律与实船运动规律一致,说明运动方程及本船模型可以较为真实地反映实船运动规律.     

低频磁场对耐力训练小鼠Hb、体重和运动能力的影响

本文以昆明种系雄性小白鼠为实验对象，研究了低频磁场对耐力训练小鼠Hb、体重和运动能力的影响。将小鼠随机分为4组，即安静组（Sed）、运动组（Trm）、安静加低频磁场组（SLM）、运动加低频磁场组（TLM）。Trn、TLM两组以40min／d开始训练，以10min／周递增负荷游泳训练3周。TLM每天运动后曝磁30min，SLM每天相应时间曝磁30min，Sed和Trn分别在相应时间处于无磁场的相似环境中30min。结果发现，3周时力训练后TLM组Hb显著（P＜0．01）低于Trn组；SLM和TLM两组小鼠体重增长相对较缓慢，SLM组小鼠游泳至力竭的时间显著（P＜0．05）长于Sed组，TLM与Trn两组之间无差异。由此推论：1）低频磁场对小鼠体重增长有一定的抑制作用，并出现波动现象，对运动训练组的抑制作用更为明显；2）低频磁场有降低Hb水平的副效应；3）低频磁场提高了安静小鼠的运动能力，但在运动训练状况下作用不明显。     

基于三端式磁通门技术的磁力梯度仪

针对普通磁力仪测量磁场的梯度存在受背景磁场的影响大,从而导致测量精度低的问题,采用三端式磁通门技术和双探头的结构型式,试制1种三端式磁通门磁力梯度仪,其对背景磁场和磁强梯度均实现闭环测量.试验数据表明,背景磁场的干扰得到有效的消除,从而提高测量精度,且电路的稳定性能良好.     

带电粒子在电场中的运动及α粒子散射模拟装置的制作和使用

人教版物理选修3-1"带电粒子在电场中的运动"在理论上对带电粒子在电场中的加速和偏转进行了探究;3-5"原子的核式结构模型"介绍了α粒子散射实验,但没有演示实验,使学生缺乏相应的感性认识。本文介绍了用高压发生器、乒乓     

自制离子定向移动演示器

在人教版全日制普通高中化学第三册“电解原理”这节课中,首先通过观察电解CuCl2溶液的实验过程,得出了“CuCl2溶液受到电流的作用,在导电的同时发生了化学反应,生成了Cu和Cl2”这一结论。接着用“通电前后溶液里离子移动示意图”对电解过程这样描述：“通电前,Cu^2＋和Cl^-在溶液里自由地移动着;通电后,在电场的作用下,这些自由移动的离子,改作定向移动。带负电的阴离子向阳极移动,带正电的阳离子向阴极移动。”说明CuCl2溶液在电离状态下,离子在自由移动,而电解时则变为定向移动。     

磁场作用下三维方腔内液态金属自然对流的数值模拟

为研究液态金属在磁场和壁面不同导电特性下的自然对流换热规律,对磁场作用下三维封闭方腔内的液态金属自然对流进行了数值模拟. 研究表明:当没有外加磁场时,模拟结果与已有实验结果相符;当存在外加磁场时,三维方腔内的流动和换热出现较大变化. 由于液态金属在磁场中运动产生感应电流,感应电流与外加磁场相互作用产生一个与运动方向相反的洛伦兹力,抑制了流动和液态金属的自然对流换热. 通过绝缘边界和导电边界的研究结果对比表明,壁面导电性能对于磁流体流动和换热产生很大影响.     

锥形磁铁出入射界面机械边界的确定

本文介绍离子光学仪器中具有凹状园弧形入射磁场边界的径向非均匀场分析磁铁出入射界面机械边界的确定方法。界面附近用一系列二维磁场计算来近似三维场的计算,得出磁场等效边界与磁铁机械边界之间的关系,从而计算出机械边界的形状;再用园弧形边界代替曲线边界,最后确定机械边界的实际参数,并对上述近似处理导致的偏差及对光学系统性能的影响进行分析,由此提出了切实可行的修正措施。     

教练员的执教方式对非自主性动机的影响研究*

为了探索教练员执教方式、心理需求及动机倾向之间的关系,使用自主支持量表简表(Perceived Autonomy Support scales),控制型执教行为量表（The Controlling Interpersonal Style in a Coaching Context）,运动员基本心理需求满量表（Basic Needs Satisfaction in Sport Scale）,中国版的《运动动机量表》（The Sport Motivation Scale-II ）对416名被试者进行问卷测量,尝试建立各变量之间的结构方程模型。结果表明：1）结构方程模型拟合结果支持了修正中介模型,即控制型执教方式可直接预测非自主性动机,自主支持型执教方式以心理需要为中介预测非自主性动机。2）各变量间的回归分析表明, 控制性执教方式中威迫对无动机和外部动机都具有最强的预测作用; 心理需求中能力需要对无动机具有最强的预测作用;关系需要对外部动机具有最强的负向预测作用。研究结果既为自我决定理论提供了实证性证据,同时也体现出本土文化特征。     

游泳运动中静态阻力的数值模拟

针对前人对游泳运动中静态阻力的研究都是根据试验测量来进行的,引入一种新的分析方法--计算流体力学法,通过该方法,先建立人体简化几何模型,然后计算不同来流速度条件下处于水平俯卧状态下人体模型所受到的阻力,即静态阻力,同时计算静态阻力系数,并与前人的实验结果做对比分析.