基于最小磁能的安培力优化问题

<正>安培力的表达式均为F=BIl,它表示了载流I的直导线在匀强磁场B中受到的电磁力,当然电流I方向、磁场B方向与受力F方向满足左手定则。虽然从安培力表达式上看,电磁力与导线截面形状或圆截面半径没有明显关系,但从物理学基本原理出发,载流I导线的截面形状影响导线周围的电磁场分布和磁场能量,导线截面形状或圆截面导线     

对安培力与洛仑兹力教学的思考

物理教学,实际上是知识与技能的教学,因此,在课堂上应注重引导学生对概念的理解和加深,注重对学生如何提出问题和思考问题的方法的培养,掌握教材中概念的意义。在电磁学中,安培力和洛仑兹力是两个重要的概念,教学中,学生常常对这两个概念产生一些模糊认识,需要教师在教学中深入浅出,讲清楚这两个概念的关系。一、安培力安培力是指载流导线在磁场中受到的磁场力。设一段导线的电流强度I,导线的长度微元dl,磁感应强度B,则电流元Idl所受的安培力dF用公式表示为dF=Idl×B……(1)整个载流导线在磁场中受到的安培力F用公式表示为F=∫Idl×B……     

《磁场、电磁感应、交变电流、电磁场与电磁波》自测题

一、选择越. 1.有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是( ). A 通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用; B 通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向垂直; C 安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现; D 带电粒子在匀强磁场中运动,受到的洛伦兹力与运动方向垂直且不做功     

安培力的本质

安培力是载流导线在磁场中所受的力,一般认为安培力的微观本质是载流导线中自由电子所受到的洛仑兹力,是洛仑兹力的宏观表现。本文提出安培力的本质是电场力,是外加磁场在导体中诱导出的附加电场的电场力。     

测试匀强磁场磁感应强度的实验设计

磁感应强度是中学物理电磁学中的一个很重要的概念。对磁感应强度的测量,高中物理教材第二册（人教版,2003）既没有安排学生实验,也没有列入课题研究,而只是通过一个演示实验观察到的定性关系,附加说明导出了公式：B=F／IL。公式中B——磁感应强度、F——导线受到的安培力、I——导线中的电流、L——通电直导线长度。可见,要精确地测量磁感应强度B,存在一定的难度。笔者从法拉第电磁感应定律ε=△Φ／△t入手设计一套实验装置测量匀强磁场的磁感应强度B。     

基于PASCO平台的安培力实验装置

本文创新设计和研制了一套定量探究安培力的实验装置。本装置以铁架台为框架,用两块长方形强磁铁产生的磁场近似为匀强磁场,通过改变磁铁之间的距离改变磁场的大小;通过可旋转滑轨精确获取磁场与线圈方向的夹角;通过串联多组线圈实现载流导线长度的快捷改变;通过借助PASCO实验平台实现数据的实时采集。基于对实验数据的处理结果定量获得安培力F分别与B、I、L、sinθ成正比关系,其线性相关系数均在0.999以上,拟合优度较高。     

F=BIL和E=BLv中的等效长度

1．安培力公式F=BIL中的等效长度L 通电导体在匀强磁场中垂直于磁场方向放置时,作用于通电导体的安培力为F=BIL,其中等效长度L为导体两端点间的距离．     

探究安培力实验的设计

探究安培力是高中物理教学中的一个重要实验。课程标准要求学生通过实验认识安培力,学会判断安培力的方向并计算匀强磁场中安培力的大小。现有的有关安培力的演示器材,其演示效果并不理想,很难让学生对安培力的定量关系（F=BIL）有一个深刻的认识。为此,笔者设计了两套实验器材,用于探究安培力的大小以及方向的规律。     

安培力的冲量公式应用

电磁感应中的一个重要推论——安培力的冲量公式F△t=BLI△t=BLq=BL(△Φ)/R感应电流通过直导线时,直导线在磁场中要受到安培力的作用,当导线与磁场垂直时,安培力的大小为F=BLI.在时间△t内安培力的冲量 F△t=BH△t=BLq=BL△Φ/R,式中 q 是通过导体截面的电量.利用该公式     

课本上一道电磁感应习题的启示

例如图所示,让线圈A自由下落,并通过一段有匀强磁场的空间,试定性地讨论线圈运动的加速度变化的情况．(人教版高中物理第二册(必修加选修)第203页练习三第6题) 不少老师一般都按教参给出的答案讲解:线圈尚未全部进入磁场时,受到向上的安培力,a相似文献   

谈谈有效长度

1．安培力F=BIL中的有效长度L 在安培力公式F=BIL中,L的含义:磁场中的导体首尾相连的线段在垂直于磁场方向上的投影．例1 如图1所示,用粗细均匀的电阻丝折成三角形框架,三边的长度分别为3L、4L和5L,电阻丝每L长度的电阻为r,框架与电动势为E、内阻为r的电源相连,框架所在空间有垂直于框架平面的磁感应强度为B的匀强磁场,求框架所受磁场     

巧用安培力冲量公式解电磁感应难题

在电磁感应现象中，当感应电流通过直导线时，直导线在磁场中要受到安培力的作用，当导线与磁场垂直时，安培力的大小为F=BLI．在时间△t内安培力的冲量为     

上当题析(36)

例1:把一段质量为m=10克的导线弯成如图1所示形状,水平部分长ι=20厘米,放在磁感应强度为B=0.1特斯拉的匀强磁场中,B方向垂直纸面向里,导线两端分别插在两个水银槽里(导线两端刚刚接触水银面),两槽里水银与一个带开关的电源相连,当K接通时,导线便从水银里跳出来,若跳离原来他置高度为h=30厘米,求通过导线的电量(设g取10米/秒~2)。     

在高三讲授磁感应强度矢量B的管见

高三物理教学中,磁感应强度矢量B是这样定义的:“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度。″即B=F/IL,且认为:“把通电导线垂直放入磁场中的某处,无论怎样改变电流强度I和导线长度L,乘积IL增大多少倍,F增大多少倍,……”我认为上面的讲法是不恰当的。第一,磁感应强度矢量B是描写磁场强弱和方向的物理量,在非匀强磁场中,磁场中各点的强弱和方向是不同的。当一根通电     

关于公式F=BIL中“L”的进一步理解

我们知道当一段通电的直导线，在磁场中作切割磁力线运动时，会受到安培力的作用。那么，如果不是直导线，而是闭合的载流导线在作切割磁力线的运动，情况又会怎样呢?我对此进行了初步探究，与同行商榷如下：     

点击核心考点 注重基本概念（四）

一、磁场磁场是高中物理重点研究的内容之一,也是高考考查的热点.磁场的核心考点有：磁场的叠加和安培力,带电粒子在匀强磁场中的运动,带电粒子在电场、磁场中的运动等.核心考点一：磁场的叠加和安培力磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,是矢量,磁场的叠加遵循平行四边形定则.磁场对电流的作用叫做安培力,安培力的大小F=BILsin ...     

在分析安培力问题中的等效与不等效

等效法是研究物理学的一种科学方法.不少物理问题,如正确地采用等效法将事半功倍,迎刃而解.但若不加分析地滥用等效,则将走向反面,陷入谬误.本文以有关安培力的问题为例而简述之。 1.分析安培力的等效电流在分析曲线电流所受安培力这种较为复杂问题时,能否借助等效法使问题简化呢?请看如下例析. 例1.将一条长为7l的直导线弯折成边长为3:4的直角,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,使导线所在平面与磁力线垂直.当给该导体通以电流I时,磁场对导线作用力(即安培力)的大小为多少?     

B—S定律的极坐标形成及其应用

在一般大学物理教材中,应用B—S定律计算磁场的主要对象是一些形状规则的载流导 线,如:长直载流导线、圆形载流导线等.在计算时通常采用直角坐标系,计算过程往往比较复杂,特别是对一些形状特殊的载流导线,例如抛物线形、椭圆形等,则计算过程更为复杂.本文试介绍用B—S定律计算磁场的一种新方法,即用极坐标形式表示的B—S定律及其应用.我们将会发现,这种方法在计算平面中电流的磁场所具有的优点.     

DIS安培力实验器

定义一段通电直导线放在磁场中,通电导线受力的大小和导线的长度l、导线中的电流强度I、磁感应强度B以及电流方向和磁场方向之间的夹角θ的正弦成正比。安培力F=KlIBsinθ。安培力是《上海中学物理课程标准》和教育部编制的《高中物理课程标准》明确要求的教学内容。该内容在上海课标中被置于"拓展型课程Ⅰ",在教育部课标中被置于"选修三",均定位于专业理工科学生培养所需的知识内容。     

“磁场"习题类型及其研究方法

一、平衡状态问题通电导线在磁场受到安培力,即F= BILsinθ;运动电荷在磁场受到洛仑兹力,即f= Bqvsinθ.若研究对象处于平衡状态,则根据力