導航:首頁 > 知識科普 > 大學靜磁場的解題方法有哪些

大學靜磁場的解題方法有哪些

發布時間:2022-09-26 21:27:58

Ⅰ 物理上允許的靜電場 靜磁場

解題原理:靜電場是無旋場,即rotE=0或▽×E=0,靜磁場是無散場,即divB=▽•B=0

V就是表示矢量場的字母,以下的d算符均為偏導算符

(1)
▽×V=(dVy/dz-dVz/dy)i+(dVz/dx-dVx/dz)j+(dVx/dy-dVy/dx)k
=6xzi+(2z-2x)j-3z^2*k
不為0,因此V不能是靜電場

(2)
1.
▽•V=dVx/dx+dVy/dy+dVz/dz=0,可以是靜磁場,示意圖是一逆時針的一系列同心圓,圓心在原點
2.
▽•V=dVx/dx+dVy/dy+dVz/dz,可以是靜磁場,示意圖是沿y方向的直線,y軸右側向上,越向右越密,y軸左側向下,越向左越密

Ⅱ 物理電磁場解題思路

6 兩面,當導電液體穩定地流經流量計時,在管外將流量計上、下表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接,I表示測得的電流值,已知流體的電阻率,不計電流表的內阻,則可求得流量為多大? 【解析】導電流體從管中流過時,其中的陰陽離子會受磁場力作用而向管的上下表面偏轉,上、下表面帶電後一方面使陰陽離子又受電場力阻礙它們繼續偏轉,直到電場力與磁場力平衡;另一方面對外接電阻來說,上、下表面相當於電源,使電阻中的電流滿足閉合電路歐姆定律. 設導電流體的流動速度v,由於導電流體中正、負離子在磁場中的偏轉,在上、下兩板上積聚電荷,在兩極之間形成電場,當電場力qE與洛倫茲力qvB平衡時,E=Bv,兩金屬板上的電動勢E′=Bcv,內阻r=c/ab,與R串聯的電路中電流:I=Bcv/(R+r), v=I(R+ c/ab)/Bc; 流體流量:Q=vbc=I(bR+c/a)/B 【解題回顧】因為電磁流量計是一根管道,內部沒有任何阻礙流體流動的結構,所以可以用來測量高黏度及強腐蝕性流體的流量 . 本題是閉合電路歐姆定律與帶電粒子在電磁場中運動知識的綜合運用 的運動模型也稱為霍爾效應,在許多儀器設備中被應用.如速度選擇器、磁流體發電機等等. 【例6】如圖所示,勻強磁場磁感應強度為B,方向垂直xOy平面向外.某一時刻有一質子從點(L0,0)處沿y軸負向進入磁場;同一時刻一α粒子從點(-L0,0)進入磁場,速度方向在xOy平面內.設質子質量為m,電量為e,不計質子與α粒子間相互作用. (1)如果質子能夠經過坐標原點O,則它的速度多大? (2)如果α粒子第一次到達原點時能夠與質子相遇, 求α粒子的速度. 【解析】帶電粒子在磁場中的圓周運動的解題關鍵 是其圓心和半徑,在題目中如能夠先求出這兩個 量,則解題過程就會變得簡潔,餘下的工作就是 利用半徑公式和周期公式處理問題. (1)質子能夠過原點,則質子運動的軌跡半徑 為R=L0/2,再由r=mv/Bq,且q=e即可得: v=eBL0/2m;此題中還有一概念,圓心位置一定在垂直於速度的直線上,所以質子的軌跡圓心一定在x軸上; (2)上一問是有關圓周運動的半徑問題,而這一問則是側重於圓周運動的周期問題了,兩個粒子在原點相遇,則它們運動的時間一定相同,即tα=TH/2,且α粒子運動到原點的軌跡為一段圓弧,設所對應的圓心角為,則 有 tα=2m/2Be,可得=/2, 則α粒子的軌跡半徑R=L0/2=4mv/B2e, 答案為v= eBL0/(4m),與x軸正方向的夾角為/4,右向上; 事實上α粒子也有可能運動3T/4時到達原點且與質子相遇,則此時質子則是第二次到原點,這種情況下速度大小的答案是相同的,但α粒子的初速度方向與x軸的正方向的夾角為3/4,左向上; 【解題回顧】類似問題的重點已經不是磁場力的問題了,側重的是數學知識與物理概念的結合,此處的關鍵所在是利用圓周運動的線速度與軌跡半徑垂直的方向關系、弦長和弧長與圓的半徑的數值關系、圓心角與圓弧的幾何關系來確定圓弧的圓心位置和半徑數值、周期與運動時間.當然r=mv/Bq、T=2m/Bq兩公式在這里起到一種聯系作用. 7 【例7】如圖所示,在光滑的絕緣水平桌面上, 有直徑相同的兩個金屬小球a和b,質量分別 為ma=2m,mb=m,b球帶正電荷2q,靜止在 磁感應強度為B的勻強磁場中;不帶電小球a 以速度v0進入磁場,與b球發生正碰,若碰後b球對 桌面壓力恰好為0,求a球對桌面的壓力是多大? 【解析】本題相關的物理知識有接觸起電、動量守恆、洛倫茲力,受力平衡與受力分析,而最為關鍵的是碰撞過程,所有狀態和過程都是以此為轉折點,物理量的選擇和確定亦是以此作為切入點和出發點; 碰後b球的電量為q、a球的電量也為q,設b球的速度為vb,a球的速度為va;以b為研究對象則有Bqvb=mbg;可得vb=mg/Bq; 以碰撞過程為研究對象,有動量守恆, 即mav0=mava+mbvb,將已知量代入可得va=v0-mg/(2Bq);本表達式中va已經包含在其中,分析a碰後的受力,則有N+Bqva=2mg,得N=(5/2)mg-Bqv0; 【解題回顧】本題考查的重點是洛倫茲力與動量問題的結合,實際上也可以問碰撞過程中產生內能的大小,就將能量問題結合進來了. 【例8】. 如圖所示,在xOy平面上,a點坐標為(0,L), 平面內一邊界通過a點和坐標原點O的圓形勻強磁場區域,磁場方向垂直紙面向里,有一電子(質量為m,電量為e) 從a點以初速度v0平行x軸正方向射入磁場區域,在磁場中運動,恰好從x軸正方向上的b點(圖中未標出),射出磁場區域,此時速率方向與x軸正方向的夾角為60,求: (1)磁場的磁感應強度; (2)磁場區域的圓心O1的坐標; (3)電子在磁場中的運動時間。 【解析】電子在勻強磁場中作勻速圓周運動,從a點射入b點射出磁場區域,故所求圓形磁場區域區有a點、O點、b點,電子的運動軌跡如圖中虛線所示,其對應的圓心在O2點,令aObOR22,作角 aOb260,如圖所示:  RRLRRmvBe22 2 0 60 sin代入 由上式得 RLBmveL 220, 電子在磁場中飛行的時間; tTmBeLvL v 60360162322300 由於⊙O1的圓周角aOb90,所以ab直線段為圓形磁場區域的直徑,則 y a v0 Ox 8 aORL112 ,故磁場區域圓心O1的坐標, xaOL16032sin yLaOL1602cos,即O1坐標3212LL, 【解題回顧】本題關鍵為入射方向與出射方向成一定角度(題中為600),從幾何關系認識到帶電粒子迴旋的圓弧為1/6圓的周長,再通過幾何關系確定1/6圓弧的圓,半徑是Oa2或bO2,進而可確定圓形區域的圓心坐標。 【例9】 如圖所示,在圖中第I象限的區域里有平行於y軸的勻強電場 ENC20104./,在第IV象限區域內有垂直於Oxy平面的勻強磁場B。 帶電粒子A,質量為 mkg1121010.,電量 qC141010.,從y軸上A點以 平行於x軸的速度vms15 410/射入電場中,已知OAm , 求: (1)粒子A到達x軸的位置和速度大小與方向; (2)在粒子A射入電場的同時,質量、電量與A相等的粒子B,從y軸上的某點B以平行於x軸的速度v2射入勻強磁場中,A、B兩個粒子恰好在x軸上迎面正碰(不計重力,也不考慮兩個粒子間的庫侖力)試確定B點的位置和勻強磁場的磁感強度。 【解析】粒子A帶正電荷,進入電場後在電場力作用下沿y軸相反方向上獲得加速度, aEqmmsms 101020101010201044122122 ..././ 設A、B在x軸上P點相碰,則A在電場中運動時間可由 OAat 122 求解: tOAass 22004 2102010127.(). 由此可知P點位置:OPvtmm4010201080 105 7 2 ..(). 粒子A到達P點的速度, vvatmst122 5 24010./ vt與x軸夾角:45 9 (2)由(1)所獲結論,可知B在勻強磁場中作勻速圓周運動的時間也是ts20107 .,軌跡半徑ROPm282102  OBm 12102 粒子B在磁場中轉過角度為34 ,運動時間為3 8T 382mBqt  Bm qtT34018. 【例10】 如圖4,質量為1g的小環帶4×10-4C的正電,套在長直的絕緣桿上,兩者間的動摩擦因數μ=0.2。將桿放入都是水平的互相垂直的勻強電場和勻強磁場中,桿所在平面與磁場垂直,桿與電場的夾角為37°。若E=10N/C,B=0.5T,小環從靜止起動。求:(1)當小環加速度最大時,環的速度和加速度;(2)當小環的速度最大時,環的速度和加速度。 【解析】 (1)小環從靜止起動後,環受力如圖5,隨著速度的增大,垂直桿方向的洛侖茲力便增大,於是環上 側與桿間的正壓力減小,摩擦力減小,加速度增大。當環的速度為V時,正壓力為零,摩擦力消失,此時環有最大加速度am。 在平行於桿的方向上有:mgsin37°-qE cos37°=mam 解得:am=2.8m/S2 在垂直於桿的方向上有: BqV=mgcos37°+qEsin37° 解得:V=52m/S (2)在上述狀態之後,環的速度繼續增大導致洛侖茲力繼續增大,致使小環下側與桿之 間出現擠壓力N,如圖6。於是摩擦力f又產生,桿的加速度a減小。V↑BqV↑N↑f ↑a↓,以上過程的結果,a減小到零,此時環有最大速度Vm。 在平行桿方向有: mgsin37°=Eqcos37°+f 在垂直桿方向有 BqVm=mgcos37°+qEsin37°+N 又f=μN 解之:Vm=122m/S 此時:a=0 【例11】如圖7,在某空間同時存在著互相正交的勻強電場和勻強磁場,電場的方向豎直向下。一帶電體a帶負電,電量為q1,恰能靜止於此空間的c點,另一帶電體b也帶負電,電量為q2,正在過a點的豎直平面內作半徑為r的勻速圓周運動,結果a、b在c處碰撞並粘合在一起,試分析a、b粘合一起後的運動性質。 【解析】:設a、b的質量分別為m1和m2,b的速度為V。a靜止, 10 則有q1E=m1g b在豎直平面內作勻速圓周運動,則隱含著Eq2=m2g,此時 對a和b碰撞並粘合過程有m2V+0=(m1+m2)V′ a、b合在一起後,總電量為q1+q2,總質量為m1+m2,仍滿足 (q1+q2)E=(m1+m2)g。因此它們以速率V′在豎直平面內作勻速圓周運動,故有 解得:

Ⅲ 請問這道大學物理磁學大題怎麼寫,想好久想不出解題思路,請問有大佬可以解答一下嗎

下滑的時候動生電動勢,經迴路產生電流,電流在磁場中受安培力,阻礙其運動。描寫力的問題記得想想牛頓第二定律。
F合=ma=mdv/dt;
F合=mg-F安;
F安=ilB;
i=ε/R;
ε=lvB。
最後得到一個關於v的微分方程,求解即可
mg-lvBlB/R=mdv/dt,
dv/dt=g-v*l方B方/mR。直接查高數書就能得出v了。記得用一下初始條件v=0。

如何求空間磁場的分布

從抽象來講,可以利用麥克斯韋方程組及相應的邊界條件求解任意變化的電磁場分布。
但是這樣做的計算量比較大,如果是比較復雜的磁場分布會採用計算機的數值法求解。
對於靜磁場,一般有幾種方法:利用B-S定律求解;利用標量磁位或者矢量磁位求解;利用安培環路定理求解;利用替代法求解等。
當然,這樣說的話比較寬泛。我也在不斷學習電磁場中,希望能與您進一步交流,共同進步。
歡迎追問~

Ⅳ 物理磁場解題技巧速求。。。。。。

帶電粒子在磁場中做圓周運動。
重點:明確圓的幾個重要因素:圓心,半徑,軌跡。
所以一般步驟:先找到圓心,求出半徑,再畫出軌跡,那麼一切都浮出水面了。
方法:1)畫線速度的垂線------- 過圓心
2)R=mv/qB
3)弄清圓心角=速度偏轉角等等關系,方便解題。

Ⅵ 總結一份物理磁場的公式和證明方法。

電磁學必須掌握的公式:
庫侖定律:F=kQq/r²
電場強度:E=F/q
點電荷電場強度:E=kQ/r²
勻強電場:E=U/d
電勢能:E₁ =qφ
電勢差:U₁ ₂=φ₁-φ₂
靜電力做功:W₁₂=qU₁₂
電容定義式:C=Q/U
電容:C=εS/4πkd
帶電粒子在勻強電場中的運動
加速勻強電場:1/2*mv² =qU
v² =2qU/m
偏轉勻強電場:
運動時間:t=x/v₀
垂直加速度:a=qU/md
垂直位移:y=1/2*at₂ =1/2*(qU/md)*(x/v₀)²
偏轉角:θ=v⊥/v₀=qUx/md(v₀)²
微觀電流:I=nesv
電源非靜電力做功:W=εq
歐姆定律:I=U/R
串聯電路
電流:I₁ =I₂ =I₃ = ……
電壓:U =U₁ +U₂ +U₃ + ……
並聯電路
電壓:U₁=U₂=U₃= ……
電流:I =I₁+I₂+I₃+ ……
電阻串聯:R =R₁+R₂+R₃+ ……
電阻並聯:1/R =1/R₁+1/R₂+1/R₃+ ……
焦耳定律:Q=I² Rt
P=I² R
P=U² /R
電功率:W=UIt
電功:P=UI
電阻定律:R=ρl/S
全電路歐姆定律:ε=I(R+r)
ε=U外+U內
安培力:F=ILBsinθ
磁通量:Φ=BS
電磁感應
感應電動勢:E=nΔΦ/Δt
導線切割磁感線:ΔS=lvΔt
E=Blv*sinθ
感生電動勢:E=LΔI/Δt

Ⅶ 有關磁場的解題方法

magnetic field
(簡易定義:能夠產生磁力的空間存在著磁場。磁場是一種特殊的物質。磁體周圍存在磁場,磁體間的相互作用就是以磁場作為媒介的。)
電流、運動電荷、磁體或變化電場周圍空間存在的一種特殊形態的物質。由於磁體的磁性來源於電流,電流是電荷的運動,因而概括地說,磁場是由運動電荷或變化電場產生的。磁場的基本特徵是能對其中的運動電荷施加作用力,磁場對電流、對磁體的作用力或力矩皆源於此。而現代理論則說明,磁力是電場力的相對論效應。
與電場相仿,磁場是在一定空間區域內連續分布的矢量場,描述磁場的基本物理量是磁感應強度矢量B ,也可以用磁感線形象地圖示。然而,作為一個矢量場,磁場的性質與電場頗為不同。運動電荷或變化電場產生的磁場,或兩者之和的總磁場,都是無源有旋的矢量場,磁力線是閉合的曲線族,不中斷,不交叉。換言之,在磁場中不存在發出磁力線的源頭,也不存在會聚磁力線的尾閭,磁力線閉合表明沿磁力線的環路積分不為零,即磁場是有旋場而不是勢場(保守場),不存在類似於電勢那樣的標量函數。
電磁場是電磁作用的媒遞物,是統一的整體,電場和磁場是它緊密聯系、相互依存的兩個側面,變化的電場產生磁場,變化的磁場產生電場,變化的電磁場以波動形式在空間傳播。電磁波以有限的速度傳播,具有可交換的能量和動量,電磁波與實物的相互作用,電磁波與粒子的相互轉化等等,都證明電磁場是客觀存在的物質,它的「特殊」只在於沒有靜質量。
磁現象是最早被人類認識的物理現象之一,指南針是中國古代一大發明。磁場是廣泛存在的,地球,恆星(如太陽),星系(如銀河系),行星、衛星,以及星際空間和星系際空間,都存在著磁場。為了認識和解釋其中的許多物理現象和過程,必須考慮磁場這一重要因素。在現代科學技術和人類生活中,處處可遇到磁場,發電機、電動機、變壓器、電報、電話、收音機以至加速器、熱核聚變裝置、電磁測量儀表等無不與磁現象有關。甚至在人體內,伴隨著生命活動,一些組織和器官內也會產生微弱的磁場。 地球的磁級與地理的兩極相反.
磁場方向:規定小磁針的北極在磁場中某點所受磁場力的方向為該電磁場的方向。
磁感線:在磁場中畫一些曲線,使曲線上任何一點的切線方向都跟這一點的磁場方向相同,這些曲線叫磁力線。磁力線是閉合曲線。規定小磁針的北極所指的方向為磁力線的方向。磁鐵周圍的磁力線都是從N極出來進入S極,在磁體內部磁力線從S極到N極。

Ⅷ 大學物理求磁場強度

磁場強度在歷史上最先由磁荷觀點引出。類比於電荷的庫侖定律,人們認為存在正負兩種磁荷,並提出磁荷的庫侖定律。單位正點磁荷在磁場中所受的力被稱為磁場強度H。後來安培提出分子電流假說,認為並不存在磁荷,磁現象的本質是分子電流。自此磁場的強度多用磁感應強度B表示。但是在磁介質的磁化問題中,磁場強度H作為一個導出的輔助量仍然發揮著重要作用。

磁場強度描寫磁場性質的物理量。用H表示。其定義式為H=B/μ0-M,式中B是磁感應強度,M是磁化強度,μ0是真空中的磁導率,μ0=4π×10-7韋伯/(米·安)。H的單位是安/米。在高斯單位制中H的單位是奧斯特。1安/米=4π×10-3奧斯特。[1]

歷史上磁場強度H是從磁荷觀點定義的。磁荷觀點是從研究永磁鐵相互作用問題中總結出來的。當時還不知道磁性與電流的關系,由於條形磁鐵有N、S兩極,且同性磁極相斥,異性磁極相吸,這一點與正、負電荷之間的相互作用很相似,於是把永磁體與帶電體相比較,假設磁極是由磁荷分布形成的。N極上的磁荷叫正磁荷,S極上的磁荷叫負磁荷。同性磁荷相斥,異性磁荷相吸。當磁極本身的線度比正、負磁極間的距離小很多時,磁極上的磁荷稱為點磁荷。[1]

庫侖通過實驗得到兩個點磁荷之間相互作用力的規律,稱為磁庫侖定律,表示為Fm=κqm1qm2/γ2r,式中κ是比例系數,與式中各量的單位選取有關,qm1、qm2表示每個點磁荷的數值,γ是兩個點磁荷之間的距離,γ是兩者連線上的單位矢。按照磁荷觀點,仿照電場強度的定義規定磁場強度H是這樣一個矢量:其大小等於單位點磁荷在磁場中某點所受的力,其方向為正磁荷在該點所受磁場力的方向。表為H=Fm/qm0,式中qm0是試探點磁極的磁荷,Fm為qm0在磁場中所受的磁力。顯然,與點電荷的電場強度公式E=1/4πεθq/γ2r相對應,點磁荷的磁場強度公式為H=κqm/γ2r。從磁荷觀點把H稱為磁場強度是合理的,它與E相對應。從分子電流觀點,磁場是電流(運動電荷)產生的,並給電流(運動電荷)以作用力。從電流元、運動電荷等在磁場中受力的角度反映磁場的性質定義B(B=F最大/I2dl2,B=F最大/qv⊥)。顯然,此時B是與電場強度E對應的。B本應叫磁場強度,由於磁場強度一詞歷史上已被H佔用了,所以將B叫磁感應強度。磁荷觀點在歷史上完全是在與電荷類比中提出的,實驗上並沒有找到單獨存在的磁荷。1931年狄拉克從量子力學觀點提出磁單極的存在,當前仍未找到它,但也沒有否定它的存在,尚屬於研究課題。分子電流觀點和磁荷觀點二者微觀模型不同,但宏觀結果完全一樣。不管磁荷是否存在,在討論永磁問題中採用磁荷觀點往往比較簡便,至今仍有應用價值。

在順磁質和抗磁質中式B=μH成立。由式可知B與H成正比且方向一致。在H具有一定對稱性的情況下,可用有介質存在時的安培環路定理求得H,再用上式求得B。這種方法也可用來近似計算軟鐵磁材料中的H、B。在硬磁材料中一般H、B、M方向均不同,它們之間的關系只能用式H=B/μ0-M表示。

定義

磁荷意義下,磁場強度的定義為:

其中H為磁場強度,單位為A/m;N為勵磁線圈的匝數;I為勵磁電流(測量值),單位為A;Le為測試樣品的有效磁路長度,單位為m。

希望我能幫助你解疑釋惑。

Ⅸ 大學物理磁場題

類題目普通物理於公式理解、概念辨析精髓題目
首先麥克斯韋程組關於磁場強度公式磁場環流量等於傳導電流與位移電流題題干限制穩恆磁場考慮位移電流影響
先說B:看BC逆命題關系磁場全空間電流激發僅僅閉合曲線內電流若閉合曲線內傳導電流我說H閉合曲面環流量0能說每點旋度0部情況算閉合曲線內傳導電流曲線外電流布稱閉合曲線每點磁場都零曲線每點磁場加起求H環流量0物理公式積形式與微形式同於普通物理要求掌握積形式所選項疑惑說明用安培環路定理解題能解決電流布具高度稱性問題(電場高斯定理類似)要解決非稱問題必須要用微形式求解定解問題部情況求泊松程級數解
於A與D混淆磁應強度B磁場強度H概念
先說A:磁場強度H包含意義僅僅電流空間激發磁場包含介質磁場作用H僅僅傳導電流關與所處介質關介質磁導率梯度▽μ向與磁場強度H向垂直磁場強度僅僅傳導電流關與磁介質布關選項若增加前提限均勻介質則確

D:空間兩種介質磁介質交界面處H切向量並連續所H通量並等同於B通量選項若改B通量則確
參考:
普通物理程守洙、江永著
電磁梁燦彬著
電力郭碩鴻著
數物理姚端著

Ⅹ 物理磁場大題解題步驟

判斷磁場方向
判斷電荷種類(或者電流方向)
確定運動狀態
根據歐姆定律或牛二律列方程求解!

閱讀全文

與大學靜磁場的解題方法有哪些相關的資料

熱點內容
幼兒園教學方法表演法名詞解釋 瀏覽:550
如何分辨網速最快的方法 瀏覽:227
樓梯施工安裝方法 瀏覽:338
粗集料使用方法視頻 瀏覽:480
監控器安裝方法視頻 瀏覽:893
臉暗黑解決方法 瀏覽:2
9X125X8簡便方法 瀏覽:790
用簡單的方法畫的小動物 瀏覽:607
遇到不會題時可以哪些方法解決 瀏覽:998
獨立採暖安裝方法 瀏覽:716
讓玉露快速生長的方法 瀏覽:757
簡單丟傘的方法 瀏覽:313
損傷早期常用治療方法 瀏覽:779
打開手機充電口的方法 瀏覽:417
杠鈴鍛煉上臂肌肉的方法 瀏覽:424
如何去痣最有效的方法 瀏覽:915
女用噴劑的使用方法 瀏覽:506
e63主題安裝方法 瀏覽:853
超負荷工作計算方法 瀏覽:630
課文荷花教學方法 瀏覽:87