- 高三物理有界磁场
高三物理有界磁场包括:
1. 条形磁铁和通电螺线管产生的磁场;
2. 磁场方向垂直于纸面朝里(或纸面朝上)的磁场;
3. 磁场方向在纸面内分布不均匀,有分界线的磁场。
此外,通电直导线、通电螺线管、带电粒子在匀强磁场中的运动也可以产生有界磁场。
相关例题:
题目:
在竖直平面内有一有界匀强磁场,其边界为一直角边长为L的直角三角形,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度为B。在三角形区域内有一边长为a(a
分析:
线框在匀强磁场中运动时,会产生感应电流,受到安培力作用。由于线框是匀速运动,所以安培力大小不变。根据左手定则,安培力的方向垂直于线框平面斜向上。
解题过程:
根据法拉第电磁感应定律,有
$E = n\frac{\Delta\phi}{\Delta t} = n\frac{B(L - a)\Delta L}{\Delta t}$
根据欧姆定律,有
$I = \frac{E}{R + r}$
其中r是线框的电阻
根据左手定则,安培力的大小为
$F = BIL\sin\theta = Bn(L - a)\frac{BL}{\sqrt{a^{2} + L^{2}}}v\sin\theta$
其中$\theta$是线框与水平方向的夹角
由于线框是匀速运动,所以有
$F = mgsin\theta$
其中$m$是线框的质量
联立以上各式,可得
$Q = \frac{1}{2}nB^{2}(L - a)^{2}\frac{m(L^{2} - a^{2})v^{2}}{(a^{2} + L^{2})R}$
总结:
本题考查了电磁感应定律、欧姆定律、左手定则、匀变速直线运动规律等知识,综合性较强,难度中等。解题的关键是要正确应用左手定则判断安培力的方向,同时要注意线框的运动性质。
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