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.     

讲电磁学单位的一点体会

电磁学单位制是个复杂问题,主要原因是存在几种单位制。现行高中物理课本基本上采用国际单位制(SI)。在教学过程中,学生经常提出如下一些问题:部分电路欧姆定律(I=U/R)中,为什么比例恒量为“1”?而在计算直线电流产生磁场的公式B=kI/r中,比例恒量k为什么是2.0×10~(-7)牛顿/安培~2?为了妥善解决这些问题,我认为在复习阶段简要地讲一下电磁学国际单位制,还是可取的。图解法是讲解电磁学单位制的较好形式。下面,我们列出以电流强度I为中心的电磁学公式的图解:     

直线电流磁场实验中的磁屏蔽问题

高中物理下册第三章第三节中介绍了直线电流磁场磁感应强度大小的公式:B=KI/r,教材上这个公式是通过一个独具匠心的实验得到的。该实验的具体装置《教参》上作了详细介绍,摘录如下:“实验所用的长导线可以用矩形线圈的一个边代替,线圈可以用直径为0.44毫米的漆包线绕在木框(?)内,绕20匝,线圈的尺寸可以参考图1,ab长80     

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     

直线电流的磁场投影器的改进

在《直线电流的磁场》教学中,研究长直线电流磁场的磁感应强度B跟电流强度I和离开导线的距离r的关系时,我们在教学中用图1所示的装置进行实验和投影,只需绕制一个矩形线圈,实验简便易行,而且效果也较好。下而介绍一下我们的做法。     

“电磁现象”中的方位问题

初中物理“电磁现象”一章中,有关利用“三个定则”进行判定某个方向和小磁针在磁场中的指向的习题,有些学生判定出来的方向常出现错误。例如“图1是磁场对直线电流的作用,其通电直导线在这磁场中的运动方向是__。”又如“图2是通电直导线周围的磁力线方向,其导线中的电流方向是__。”这两道题不少学生会得出“向上”的答案。学生产生这个错误的原因之一与我们在教学中没有注     

对转棒切割磁力线运动等效速度的理解

在与均匀恒定磁场B垂直的平面内有一长为l的直导线ab,设导线绕a点以匀角速ω转动,转轴与B平行,求ab上的感生电动势的大小? 当角速度一定时,导线ab上各点的线速度v与半径r成正比(v=ωr),导线在单位时间内切割磁力线的条数可等效于导体以平均速度v=0+v_b/2在单位时间内平移切割磁力线的条数,感生电动势(?)=Blv=1/2 Blv_b =1/2Bωl~2.     

《磁场》单元检测题

一、选择题(有的小题不只一个答案正确) 1、关于电流的磁场,下列说法正确的是: A.直线电流的磁场,只分布在垂直于导线 的某一个平面上; B.直线电流的磁场是一些同心圆,距离导 线越远则磁感线越密; C.通电螺线管的磁感线分布与条形磁铁相 似,在管内无磁场; D.直线电流、环行电流     

怎样学好安培定则

“电流的磁场”是第十一章的重点内容，它首先说明了磁现象和电现象之间的联系，直线电流磁场（见课本的奥斯特实验）和通电螺线管磁场，都可以用安培定则来判定．安培定则是一种极好的帮助记忆的方法．要掌握好安培定则首先必须学会“识图”并不断提高“空间想象”能力．（一）直线电流磁场的磁力线方向跟电流方向之间的关系可以用安培定则（一）①来判定．如图1那样．用右手握住导线。让大姆指所指的方向跟电流的方向一致．那么，弯曲的四指所指的方向就是磁力线的环绕方向．例1如图2在静止的磁针上方拉一根与磁针平行的导线，当导线通电…     

“安培力、磁感应强度”演示实验的改进与制作

在“安培力、磁感应强度”一节中 ,演示实验应有两个 :“实验表明 :把一段通电直导线放在磁场里 ,当导线方向与磁场方向垂直时 ,电流所受的安培力最大 ;当导线方向与磁场方向一致时 ,电流所受的安培力最小 ,等于零 ;当导线方向与磁场方向斜交时 ,所受的安培力介于最大值和最小值之间 .”“实验发现 ,通电导线长度一定时 ,电流越大 ,导线所受安培力越大 ;电流一定时 ,通电导线越长 ,安培力也越大 .”前一个实验 ,全日制普通高级中学教科书 (试验修订本·必修加选修 )没有提供相应的办法 .后一个实验 ,新教材中改进了旧教材的实验 ,但保留了“…     

用数据采集器设计"电磁感应现象"探究性实验

学生用实验探究电磁感应现象,传统的实验装置1(如图1),即用一根长导线切割蹄形磁铁两极间的磁场,用演示电表串接在导线的两端,通过观察检流计指针的偏转来证明导线产生感生电流,结果现象不明显,为什么呢?我们来计算一下:设导线长L=0.08 m,蹄形磁铁的磁感应强度B=0.08 T,导线运动的速度V=0.3m/s,把蹄形磁铁两端产生的磁场近似看为匀强磁场,根据法拉第电磁感应定律推导可得:     

用电流叠加构建多维无穷电阻网络

1．一维无穷电阻网络例1一根电阻率为常量、粗细均匀的无限长金属导线上有A、B两点,A、B间的一段金属导线的电阻为r,试求当A、B作为端点时．此无限长金属导线的等效电阻R．     

电磁现象单元学习指导

本章节可分为四部分,现概述如下: 1.简单的磁现象: (1)磁体和磁极 (2)磁化和磁场 2.电流的磁场 (1)直线电流的磁场 直线电流周围的磁力线是一些以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆都在与导线垂直的平面上,直线电流周围的磁力线的方向与电流的方向之间的关系可以用安培定则(一)来判定。     

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     

通电导线在磁场中受力的定量研究实验设计

在高中选修教材3-1第三章“磁场”第2节“磁感应强度”中,“探究影响通电导线受力的因素”实验通过探究得出通电导线所受磁场力F与导线中电流I、导线长度L的定性关系,然后由教材给出力F既与L成正比,又与I成正比,得到公式:F=BIL,从而引入磁感应强度这一物理量.     

自制磁感应强度演示仪

为使学生更好地理解电流磁场的磁感应强度公式B=KI/r,我们自制了图1所示的磁感应强度演示仪。     

非匀强磁场中的电磁感应

1．辐射状磁场 例1 如图1所示,一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁,产生一个中心辐射的磁场（磁场方向水平向外）,磁感应强度B=k/r（k是已知常数,r是辐射半径）．     

"磁场对电流作用"实验制作

研究“磁场对电流的作用力”,是历年初中物理课堂教学中一个重要的实验。课本实验装置如图:图1用两根水平并且平行的金属轨道把一根直导线ab支起来。并且让这根导线处于蹄型磁体两极之间的磁场中。接通电源,就有电流通过这根导线,这时会看到导线沿导轨运动。改变电流或磁场方向,导体的运动方向改变。从而学生很容易归纳得出如下结论:通电导线在磁场中受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系。一般学校没有研究“磁场对电流的作用力”的专用仪器,笔者建议用如下方法制作:导线ab用铝箔圆筒代替,制作方法如下:将香烟盒内铝箔的…     

安培力定量演示器设计与实验研究

一、问题的提出磁场对电流的作用力——安培力F=IlBSinθ是高中物理的重点教材,高二、高三课本都有涉及。课本主要以定性演示和理论推导来揭示这个规律。教材无法定量演示:①“当导线方向与该处磁场方向平行时,通电导线所受的力最小,等于零;当导线方向与该处磁场方向垂直时。通电导线所受的力最大。”②当“……成任一角度,磁场对电流有作用力……但比相互垂直的情形要小。”③“安培力F的大小与Il的乘积成正比。”④“安培力F的大小与Sinθ成正比”等等,使得教材在很多关键问题上常常用“我们知道”或“通过实验会发现”或“实验表明”一代而过,缺乏说服力。     

自制实验教具定量探究安培力大小

教科版高中物理选修3-1“磁场对通电导线的作用_安培力”一节中,实验探究环节的演示实验,存在安培力非常小,弹簧测力计精度不够,调节电流的电路复杂,难以完成知识体系建构等问题.为此,本文详细介绍了通过自制实验教具可以直接定量精准探究安培力与电流、导线长度、磁场强弱、磁场与电流夹角的关系.