关于平行无限长直导线间的相互作用的讨论

实验结果表明,两根通有稳恒电流的平行直导线之间存在着一种相互作用,通常称之为“磁力”。设有两根无限长直导线L_1,L_2,其上通有方向相同的稳恒电流I_1,I_2。这样,导线L_2上海单位长度所受的力dF_2/dI_2等于导线L_1上海单位长度所受的力dF_1/dI_1,大小为:     

一道习题的商榷

在部编高中物观教材下册第113页有这样一个习题,值得商榷。 该习题的内容是这样的: “两根各长5米,相距10厘米的平行直导线间的斥力是2·0×10~(-3)牛顿。如果一根导线中的电流是10安培,试确定另一根导线中电流的大小。两根导线中的电流方向有什么关系?” 很显然,对于高中的学生来说,他们就只能凭教材中给出的公式B=K(I/r)来解此题。然而能不能凭此公式来解此题呢?为了弄清这个问题,下面就对有限长载流(稳恒)直导线和无限长载流(稳恒)直导线的磁场进行一下计算。 设有一有限长的载流直导线A_1A_2,考虑在这直导线旁任意一点P的磁感应强度(如右图)。根据毕奥——萨伐尔     

稳恒电流电路中的电荷分布

在稳恒电流电路中,那种认为无论是导线还是负载,仍然处处保持其原来的电中性的看法是不正确的。无论是导线还是负载,其上各段都有电荷的积累,而且这种电荷的积累正是建立稳恒电场,形成稳恒电流的必要条件。这些净电荷并不分布在均匀导线或负载的内部,只分布在导体或负载的表面、两种导体的交界面处或不均匀导体的内部。     

通电导线间相互作用的“同吸异斥、求同趋近”规律

一、总结结论例 1　如图 1 ,两根相互平行且通以相同方向电流的导线间相互作用表现为 (　　 ) ;如图 2所示 ,两根相互平行通以相反方向电流的导线间相互作用表现为 (　　 )A.相互吸引B.相互排斥C.无相互作用D.有相互作用 ,但性质不定图 1图 2图 3分析　图 1中 ,I2 处于 I1产生的垂直纸面向外的磁场中 ,其所受的安培力 F12 由左手定则判断可知方向向左 .同理可得 I1所受的安培力 F2 1方向向右 ,如图 3所示 .故 I1和 I2 间表现为相互吸引 ,选项 A正确 .分析图 2同理可得选项 B正确 .例 2　如图 4甲所示 ,两根距离很近的相互垂直的导线 ,…     

电动势与欧姆定律简述

为便于教师分析初二机电课第五章内容,我们谈两点基础知识,以供参考.一、电动势我们知道,电压是形成电流的外因,这实质上是静电场力推动电荷作定向运动的问题.如图1所示,导线ACB把带正电体A和带负电体B联接后,正电荷就在静电场力作用下从A沿着导线移向B,形成电流.但与此同时,A的正电荷却逐渐减少,B的正电荷却逐渐增加,A、B间的电位差(电压)就逐渐下降,以至电压最后降为零而使电流终止.整个过程是瞬时的.怎样才能保持A和B的正负电荷量不变而使电压不变,以保持稳恒电流?     

吸引还是排斥(高二、高三)

题 两相同电子枪产生同方向运动的电子束,这两柬电子之间的作用情况是( ) (A)吸引 (B)排斥 (C)无作用力 所给答案是A,认为等同于同向电流之间的相互作用,但果真等同吗? 如图1,电子流中的电子作直线运动(速度很大),因无正电荷,故任p睁睁扣¨一一段的总电量不为零. ¨扣¨p¨一如图2,导线中的电 图1子与原子核碰撞频繁,因而并不沿直线运动,只是定向漂移(速率很小,仅为10“m/s量级).因存在正电荷,故任一段总电量为零.导线间的相互作用仅来源于磁相互作用;而两同向电子束间的翌三竺曼!堡有士警塑三竺。0薯固毋盘用的引力,而且有同种电荷0j否。…     

电流之间通过磁场发生相互作用的实验的改进

全日制普通高级中学教科书《物理》(试验修订本·必修加选修 )第二册第 1 4 3面图 1 6 - 3表示 ,电流之间通过磁场发生相互作用 .两条平行直导线 ,当通以相同方向的电流时 ,它们图 1相互吸引 ;当通以相反方向的电流时 ,它们相互排斥 .这时每个电流都处在另一个电流的磁场中 ,因而受到磁场力的作用 .如图 1所示 .这个实验存在如下的不足 :1 .取材困难 .2 .通电电流大 ,在实验中往往还要借助于电容器来获得较大的电流 .3.取材不慎 ,实验不易成功 .笔者通过分析及反复实验得到 ,该实验现象可以用相互平行且靠得很近的 (大约 1 cm左右 )两个通电…     

带电电容器连接后的电荷分配

若将几个电容器先带上不等量的电荷 ,再用导线将它们组成一个闭合回路 ,这时电容器上的电荷如何分配呢 ?下面我们来讨论一下这个问题。一、带电电容器与非带电电容器的连接图 (一 )使电容器Ｃ1带上 ｑ0 的电荷 ,然后把Ｃ1与Ｃ2(不带电 )按图 (一 )连接 ,当合上Ｋ时 ,电路中有稳恒电流通过 ,达到稳定后有如下关系 :ｑ0 =ｑ1+ｑ2ｑ0 =Ｃ1Ｖ1+Ｃ2 Ｖ2式中 ｑ1和 ｑ2 、Ｖ1和Ｖ2 分别表示Ｃ1、Ｃ2 上的电荷电量和电势差。根据基氏第二定律可知 ,Ｖ1=Ｖ2=Ｖ。由上可得 :Ｖ =ｑ0Ｃ1+Ｃ2;ｑ1=Ｃ1Ｖ =Ｃ1Ｃ1+Ｃ2ｑ0 ;ｑ2 =Ｃ2 Ｖ =Ｃ2Ｃ1+Ｃ2 ｑ0 ;…     

巧选材料自制安培力实验教具三则

1电流间的相互作用（选材重点 锡纸条） 两根平行的直导线,通“同向”电流则互相吸引,通“反向”电流则互相排斥,这个内容是多年高考的重要考点如图1所示（或见高中物理选修3—1第74页图3—2—6）,这是一个能同时训练学生使用右手螺旋定则和左手定则的实验。经了解,绝大部分学校对这个实验都是纸上谈兵、无法演示。因为按课本的思路采用两根直导线来做此实验,     

物理教学中的辩证思维

“试解释为什么两根平行直导线中通以相反方向电流时,它们互相推斥”,对这个问题有一位学生是这样解答的: 如图1所示,根据安培定则和左手定则可知,通电直导线b所受安培力F_1的方向在纸面内自左向右。由牛顿第三定律可知,通电直导线a所受安培力F_2的方向在纸面内自右向左,因此它们互相推斥。我问这位学生:“你怎么会想到用牛顿第三定律判断F_2的方向呢?”他回答说:“矛盾的普遍性嘛!”我再追问:“这里有什么矛盾呀?”     

专题20 稳恒电路计算

教你一手稳恒电路中,电流不随时间变化,相应地,导体内部有一稳恒电场,电荷在电场力作用下做定向移动消耗电场能,电源中非静电力做功,将其他形式的能转变为电场能,这是稳恒电路的基本情况.各种形式的电路有一些共同的基本规律,例如欧姆定律.焦尔定律,基尔霍夫定律,从这些基本规律出发,抓住电路的特征,才能完成对一个电路的计算.先介绍一段含源电路的欧姆定律.在电路计算中,常须确     

对电作用与磁作用内在关系一具体实例的讨论

通过对载流直导线外一个运动电荷在不同参考系中的受力情况进行分析,讨论了电作用与磁作用的内在关系,得出电场力和磁场力是统一电磁相互作用的两种表现形式,进而说明电磁场是一个协变的统一体.     

谈载流导体在安培力作用下运动方向的判断

题目如图1原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流,当在其直径AB上靠近B点处放一根垂直于线圈平面的固定不动的长导线时(电流方向如图),在磁场作用下线圈如何运动?     

简析能量在稳恒电路中的传输与转化

在稳恒电路中 ,负载不断地吸收能量 .但导线中自由电子定向运动的速度是很小的 ,一般只有 10 -5 m/ s的数量级 ,因此 ,认为电源的能量是通过电流传到负载的看法是不符合事实的 .那么 ,能量是怎样由电源传输到负载的呢 ?1　能量的传输1.1　电源不直接向导线提供能量电磁运动的能量是定域在电磁场中 ,而不是定域在电荷和电流的载体上 ,同时 ,电磁能量还可以从场的某个区域向邻近区域传输 .这一特点可以用能流密度矢量 S=E×H来描述 .此关系式作为电磁场理论的基本内容是普遍适用的 ,我们可据此来分析稳恒电路中能量的传输问题 .在电源内部 ,…     

电流间相互作用演示实验的改进

一、仪器装置图及用途图1所示是本实验的装置图,其主要装置是两个直立的、可灵活转动的线圈。该装置可用于演示高中物理“磁场”一章中通电平行直导线间的相互吸引或排斥的现象。二、制作背景及仪器特点通电平行直导线间的相互作用是高中物理课本中的一个传统内容,从恢复高考至今,各个版本的高中物理课本中均有此演示实验,装置如图2所示。在现行高中物理教学大纲中,此实验规定为必做的演示实验。教材是按图2所示装置来做此实验的,我们需要在直导线上通100A以上的强电流,才有可能使直导线在发生相互吸引或排斥时产生一定的形变,这在一般的普…     

专题2O稳恒电路计算

教你一手 稳恒电路中，电流不随时间变化，相应地，导体内部有一稳恒电场，电荷在电场力作用下做定向移动消耗电场能，电源中非静电力做功，将其他形式的能转变为电场能，这是稳恒电路的基本情况．各种形式的电路有一些共同的基本规律，例如欧姆定律，焦尔定律，基尔霍夫定律，从这些基本规律出发，抓住电路的特征。才能完成对一个电路的计算．     

浅谈两个演示实验的改进

1教材中的两个演示实验 1．1电流问的相互作用力的演示 人教版的物理课本选修3—1第三章第四节《磁场对通电导线的作用力》演示实验“平行通电直导线之间的相互作用”：如图1所示，两条平行的通电直导线会通过磁场发生相互作用．在什么情况下两条导线相互吸引，     

电像法在稳恒电流场中的应用

电像法是用等效的点电荷代替导体或电介质上的面电荷,使有导体或或电介质的静电场问题简化为一对点电荷的静电场问题．它是求解静电场的一种重要方法．本文讨论电像法在稳恒电流场中的应用．1电像法在稳恒电流场中的应用由于电流稳定时,电荷分布不随时间变化,所以稳恒电流的电场是静电场,计算静电场问题的所有方法对稳定电流的电场是有效的．有电介质的稳恒电流的电场问题也可用电像法来解决．虽然稳恒电流的磁场是涡旋场,本身不满足泊松方程,但稳恒磁场的矢势A满足泊松方程,这与静电场势所满足的泊松方程形式同一,且满足边界条件…     

微元法求载流导线排产生磁场

问题：如图1所示,M1M2是由无限多根无限长的外表面绝缘的细直导线紧密排列成的导线排横截面,每根细导线中都通有电流,电流的方向垂直纸面向里．导线排中单位长度上细导线的根数为A．已知当细的无限长的直导线中通有电流I时,电流产生的磁场离直导线的距离为r处的磁感应强度B=kI/r,式中k为已知党量.     

理解环形电流间相互作用的两种思想

两个环形导线通电时,其相互作用较为复杂,不少学生对这此理解较为困难。下面,笔者就用微分和等效两种思想来分析环形电流间的相互作用。一、微分思想为了更加方便地分析环形电流间的相互作用,笔者先分析平行通电直导线之间的相互作用。如图1甲所示,导线A和