导航:首页 > 知识科普 > 大学静磁场的解题方法有哪些

大学静磁场的解题方法有哪些

发布时间:2022-09-26 21:27:58

Ⅰ 物理上允许的静电场 静磁场

解题原理:静电场是无旋场,即rotE=0或▽×E=0,静磁场是无散场,即divB=▽•B=0

V就是表示矢量场的字母,以下的d算符均为偏导算符

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

(2)
1.
▽•V=dVx/dx+dVy/dy+dVz/dz=0,可以是静磁场,示意图是一逆时针的一系列同心圆,圆心在原点
2.
▽•V=dVx/dx+dVy/dy+dVz/dz,可以是静磁场,示意图是沿y方向的直线,y轴右侧向上,越向右越密,y轴左侧向下,越向左越密

Ⅱ 物理电磁场解题思路

6 两面,当导电液体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值,已知流体的电阻率,不计电流表的内阻,则可求得流量为多大? 【解析】导电流体从管中流过时,其中的阴阳离子会受磁场力作用而向管的上下表面偏转,上、下表面带电后一方面使阴阳离子又受电场力阻碍它们继续偏转,直到电场力与磁场力平衡;另一方面对外接电阻来说,上、下表面相当于电源,使电阻中的电流满足闭合电路欧姆定律. 设导电流体的流动速度v,由于导电流体中正、负离子在磁场中的偏转,在上、下两板上积聚电荷,在两极之间形成电场,当电场力qE与洛伦兹力qvB平衡时,E=Bv,两金属板上的电动势E′=Bcv,内阻r=c/ab,与R串联的电路中电流:I=Bcv/(R+r), v=I(R+ c/ab)/Bc; 流体流量:Q=vbc=I(bR+c/a)/B 【解题回顾】因为电磁流量计是一根管道,内部没有任何阻碍流体流动的结构,所以可以用来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量 . 本题是闭合电路欧姆定律与带电粒子在电磁场中运动知识的综合运用 的运动模型也称为霍尔效应,在许多仪器设备中被应用.如速度选择器、磁流体发电机等等. 【例6】如图所示,匀强磁场磁感应强度为B,方向垂直xOy平面向外.某一时刻有一质子从点(L0,0)处沿y轴负向进入磁场;同一时刻一α粒子从点(-L0,0)进入磁场,速度方向在xOy平面内.设质子质量为m,电量为e,不计质子与α粒子间相互作用. (1)如果质子能够经过坐标原点O,则它的速度多大? (2)如果α粒子第一次到达原点时能够与质子相遇, 求α粒子的速度. 【解析】带电粒子在磁场中的圆周运动的解题关键 是其圆心和半径,在题目中如能够先求出这两个 量,则解题过程就会变得简洁,余下的工作就是 利用半径公式和周期公式处理问题. (1)质子能够过原点,则质子运动的轨迹半径 为R=L0/2,再由r=mv/Bq,且q=e即可得: v=eBL0/2m;此题中还有一概念,圆心位置一定在垂直于速度的直线上,所以质子的轨迹圆心一定在x轴上; (2)上一问是有关圆周运动的半径问题,而这一问则是侧重于圆周运动的周期问题了,两个粒子在原点相遇,则它们运动的时间一定相同,即tα=TH/2,且α粒子运动到原点的轨迹为一段圆弧,设所对应的圆心角为,则 有 tα=2m/2Be,可得=/2, 则α粒子的轨迹半径R=L0/2=4mv/B2e, 答案为v= eBL0/(4m),与x轴正方向的夹角为/4,右向上; 事实上α粒子也有可能运动3T/4时到达原点且与质子相遇,则此时质子则是第二次到原点,这种情况下速度大小的答案是相同的,但α粒子的初速度方向与x轴的正方向的夹角为3/4,左向上; 【解题回顾】类似问题的重点已经不是磁场力的问题了,侧重的是数学知识与物理概念的结合,此处的关键所在是利用圆周运动的线速度与轨迹半径垂直的方向关系、弦长和弧长与圆的半径的数值关系、圆心角与圆弧的几何关系来确定圆弧的圆心位置和半径数值、周期与运动时间.当然r=mv/Bq、T=2m/Bq两公式在这里起到一种联系作用. 7 【例7】如图所示,在光滑的绝缘水平桌面上, 有直径相同的两个金属小球a和b,质量分别 为ma=2m,mb=m,b球带正电荷2q,静止在 磁感应强度为B的匀强磁场中;不带电小球a 以速度v0进入磁场,与b球发生正碰,若碰后b球对 桌面压力恰好为0,求a球对桌面的压力是多大? 【解析】本题相关的物理知识有接触起电、动量守恒、洛伦兹力,受力平衡与受力分析,而最为关键的是碰撞过程,所有状态和过程都是以此为转折点,物理量的选择和确定亦是以此作为切入点和出发点; 碰后b球的电量为q、a球的电量也为q,设b球的速度为vb,a球的速度为va;以b为研究对象则有Bqvb=mbg;可得vb=mg/Bq; 以碰撞过程为研究对象,有动量守恒, 即mav0=mava+mbvb,将已知量代入可得va=v0-mg/(2Bq);本表达式中va已经包含在其中,分析a碰后的受力,则有N+Bqva=2mg,得N=(5/2)mg-Bqv0; 【解题回顾】本题考查的重点是洛伦兹力与动量问题的结合,实际上也可以问碰撞过程中产生内能的大小,就将能量问题结合进来了. 【例8】. 如图所示,在xOy平面上,a点坐标为(0,L), 平面内一边界通过a点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,有一电子(质量为m,电量为e) 从a点以初速度v0平行x轴正方向射入磁场区域,在磁场中运动,恰好从x轴正方向上的b点(图中未标出),射出磁场区域,此时速率方向与x轴正方向的夹角为60,求: (1)磁场的磁感应强度; (2)磁场区域的圆心O1的坐标; (3)电子在磁场中的运动时间。 【解析】电子在匀强磁场中作匀速圆周运动,从a点射入b点射出磁场区域,故所求圆形磁场区域区有a点、O点、b点,电子的运动轨迹如图中虚线所示,其对应的圆心在O2点,令aObOR22,作角 aOb260,如图所示:  RRLRRmvBe22 2 0 60 sin代入 由上式得 RLBmveL 220, 电子在磁场中飞行的时间; tTmBeLvL v 60360162322300 由于⊙O1的圆周角aOb90,所以ab直线段为圆形磁场区域的直径,则 y a v0 Ox 8 aORL112 ,故磁场区域圆心O1的坐标, xaOL16032sin yLaOL1602cos,即O1坐标3212LL, 【解题回顾】本题关键为入射方向与出射方向成一定角度(题中为600),从几何关系认识到带电粒子回旋的圆弧为1/6圆的周长,再通过几何关系确定1/6圆弧的圆,半径是Oa2或bO2,进而可确定圆形区域的圆心坐标。 【例9】 如图所示,在图中第I象限的区域里有平行于y轴的匀强电场 ENC20104./,在第IV象限区域内有垂直于Oxy平面的匀强磁场B。 带电粒子A,质量为 mkg1121010.,电量 qC141010.,从y轴上A点以 平行于x轴的速度vms15 410/射入电场中,已知OAm , 求: (1)粒子A到达x轴的位置和速度大小与方向; (2)在粒子A射入电场的同时,质量、电量与A相等的粒子B,从y轴上的某点B以平行于x轴的速度v2射入匀强磁场中,A、B两个粒子恰好在x轴上迎面正碰(不计重力,也不考虑两个粒子间的库仑力)试确定B点的位置和匀强磁场的磁感强度。 【解析】粒子A带正电荷,进入电场后在电场力作用下沿y轴相反方向上获得加速度, aEqmmsms 101020101010201044122122 ..././ 设A、B在x轴上P点相碰,则A在电场中运动时间可由 OAat 122 求解: tOAass 22004 2102010127.(). 由此可知P点位置:OPvtmm4010201080 105 7 2 ..(). 粒子A到达P点的速度, vvatmst122 5 24010./ vt与x轴夹角:45 9 (2)由(1)所获结论,可知B在匀强磁场中作匀速圆周运动的时间也是ts20107 .,轨迹半径ROPm282102  OBm 12102 粒子B在磁场中转过角度为34 ,运动时间为3 8T 382mBqt  Bm qtT34018. 【例10】 如图4,质量为1g的小环带4×10-4C的正电,套在长直的绝缘杆上,两者间的动摩擦因数μ=0.2。将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,杆所在平面与磁场垂直,杆与电场的夹角为37°。若E=10N/C,B=0.5T,小环从静止起动。求:(1)当小环加速度最大时,环的速度和加速度;(2)当小环的速度最大时,环的速度和加速度。 【解析】 (1)小环从静止起动后,环受力如图5,随着速度的增大,垂直杆方向的洛仑兹力便增大,于是环上 侧与杆间的正压力减小,摩擦力减小,加速度增大。当环的速度为V时,正压力为零,摩擦力消失,此时环有最大加速度am。 在平行于杆的方向上有:mgsin37°-qE cos37°=mam 解得:am=2.8m/S2 在垂直于杆的方向上有: BqV=mgcos37°+qEsin37° 解得:V=52m/S (2)在上述状态之后,环的速度继续增大导致洛仑兹力继续增大,致使小环下侧与杆之 间出现挤压力N,如图6。于是摩擦力f又产生,杆的加速度a减小。V↑BqV↑N↑f ↑a↓,以上过程的结果,a减小到零,此时环有最大速度Vm。 在平行杆方向有: mgsin37°=Eqcos37°+f 在垂直杆方向有 BqVm=mgcos37°+qEsin37°+N 又f=μN 解之:Vm=122m/S 此时:a=0 【例11】如图7,在某空间同时存在着互相正交的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下。一带电体a带负电,电量为q1,恰能静止于此空间的c点,另一带电体b也带负电,电量为q2,正在过a点的竖直平面内作半径为r的匀速圆周运动,结果a、b在c处碰撞并粘合在一起,试分析a、b粘合一起后的运动性质。 【解析】:设a、b的质量分别为m1和m2,b的速度为V。a静止, 10 则有q1E=m1g b在竖直平面内作匀速圆周运动,则隐含着Eq2=m2g,此时 对a和b碰撞并粘合过程有m2V+0=(m1+m2)V′ a、b合在一起后,总电量为q1+q2,总质量为m1+m2,仍满足 (q1+q2)E=(m1+m2)g。因此它们以速率V′在竖直平面内作匀速圆周运动,故有 解得:

Ⅲ 请问这道大学物理磁学大题怎么写,想好久想不出解题思路,请问有大佬可以解答一下吗

下滑的时候动生电动势,经回路产生电流,电流在磁场中受安培力,阻碍其运动。描写力的问题记得想想牛顿第二定律。
F合=ma=mdv/dt;
F合=mg-F安;
F安=ilB;
i=ε/R;
ε=lvB。
最后得到一个关于v的微分方程,求解即可
mg-lvBlB/R=mdv/dt,
dv/dt=g-v*l方B方/mR。直接查高数书就能得出v了。记得用一下初始条件v=0。

如何求空间磁场的分布

从抽象来讲,可以利用麦克斯韦方程组及相应的边界条件求解任意变化的电磁场分布。
但是这样做的计算量比较大,如果是比较复杂的磁场分布会采用计算机的数值法求解。
对于静磁场,一般有几种方法:利用B-S定律求解;利用标量磁位或者矢量磁位求解;利用安培环路定理求解;利用替代法求解等。
当然,这样说的话比较宽泛。我也在不断学习电磁场中,希望能与您进一步交流,共同进步。
欢迎追问~

Ⅳ 物理磁场解题技巧速求。。。。。。

带电粒子在磁场中做圆周运动。
重点:明确圆的几个重要因素:圆心,半径,轨迹。
所以一般步骤:先找到圆心,求出半径,再画出轨迹,那么一切都浮出水面了。
方法:1)画线速度的垂线------- 过圆心
2)R=mv/qB
3)弄清圆心角=速度偏转角等等关系,方便解题。

Ⅵ 总结一份物理磁场的公式和证明方法。

电磁学必须掌握的公式:
库仑定律:F=kQq/r²
电场强度:E=F/q
点电荷电场强度:E=kQ/r²
匀强电场:E=U/d
电势能:E₁ =qφ
电势差:U₁ ₂=φ₁-φ₂
静电力做功:W₁₂=qU₁₂
电容定义式:C=Q/U
电容:C=εS/4πkd
带电粒子在匀强电场中的运动
加速匀强电场:1/2*mv² =qU
v² =2qU/m
偏转匀强电场:
运动时间: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
偏转角:θ=v⊥/v₀=qUx/md(v₀)²
微观电流:I=nesv
电源非静电力做功:W=εq
欧姆定律:I=U/R
串联电路
电流:I₁ =I₂ =I₃ = ……
电压:U =U₁ +U₂ +U₃ + ……
并联电路
电压:U₁=U₂=U₃= ……
电流:I =I₁+I₂+I₃+ ……
电阻串联:R =R₁+R₂+R₃+ ……
电阻并联:1/R =1/R₁+1/R₂+1/R₃+ ……
焦耳定律:Q=I² Rt
P=I² R
P=U² /R
电功率:W=UIt
电功:P=UI
电阻定律:R=ρl/S
全电路欧姆定律:ε=I(R+r)
ε=U外+U内
安培力:F=ILBsinθ
磁通量:Φ=BS
电磁感应
感应电动势:E=nΔΦ/Δt
导线切割磁感线:ΔS=lvΔt
E=Blv*sinθ
感生电动势:E=LΔI/Δt

Ⅶ 有关磁场的解题方法

magnetic field
(简易定义:能够产生磁力的空间存在着磁场。磁场是一种特殊的物质。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。)
电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流,电流是电荷的运动,因而概括地说,磁场是由运动电荷或变化电场产生的。磁场的基本特征是能对其中的运动电荷施加作用力,磁场对电流、对磁体的作用力或力矩皆源于此。而现代理论则说明,磁力是电场力的相对论效应。
与电场相仿,磁场是在一定空间区域内连续分布的矢量场,描述磁场的基本物理量是磁感应强度矢量B ,也可以用磁感线形象地图示。然而,作为一个矢量场,磁场的性质与电场颇为不同。运动电荷或变化电场产生的磁场,或两者之和的总磁场,都是无源有旋的矢量场,磁力线是闭合的曲线族,不中断,不交叉。换言之,在磁场中不存在发出磁力线的源头,也不存在会聚磁力线的尾闾,磁力线闭合表明沿磁力线的环路积分不为零,即磁场是有旋场而不是势场(保守场),不存在类似于电势那样的标量函数。
电磁场是电磁作用的媒递物,是统一的整体,电场和磁场是它紧密联系、相互依存的两个侧面,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,变化的电磁场以波动形式在空间传播。电磁波以有限的速度传播,具有可交换的能量和动量,电磁波与实物的相互作用,电磁波与粒子的相互转化等等,都证明电磁场是客观存在的物质,它的“特殊”只在于没有静质量。
磁现象是最早被人类认识的物理现象之一,指南针是中国古代一大发明。磁场是广泛存在的,地球,恒星(如太阳),星系(如银河系),行星、卫星,以及星际空间和星系际空间,都存在着磁场。为了认识和解释其中的许多物理现象和过程,必须考虑磁场这一重要因素。在现代科学技术和人类生活中,处处可遇到磁场,发电机、电动机、变压器、电报、电话、收音机以至加速器、热核聚变装置、电磁测量仪表等无不与磁现象有关。甚至在人体内,伴随着生命活动,一些组织和器官内也会产生微弱的磁场。 地球的磁级与地理的两极相反.
磁场方向:规定小磁针的北极在磁场中某点所受磁场力的方向为该电磁场的方向。
磁感线:在磁场中画一些曲线,使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同,这些曲线叫磁力线。磁力线是闭合曲线。规定小磁针的北极所指的方向为磁力线的方向。磁铁周围的磁力线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁力线从S极到N极。

Ⅷ 大学物理求磁场强度

磁场强度在历史上最先由磁荷观点引出。类比于电荷的库仑定律,人们认为存在正负两种磁荷,并提出磁荷的库仑定律。单位正点磁荷在磁场中所受的力被称为磁场强度H。后来安培提出分子电流假说,认为并不存在磁荷,磁现象的本质是分子电流。自此磁场的强度多用磁感应强度B表示。但是在磁介质的磁化问题中,磁场强度H作为一个导出的辅助量仍然发挥着重要作用。

磁场强度描写磁场性质的物理量。用H表示。其定义式为H=B/μ0-M,式中B是磁感应强度,M是磁化强度,μ0是真空中的磁导率,μ0=4π×10-7韦伯/(米·安)。H的单位是安/米。在高斯单位制中H的单位是奥斯特。1安/米=4π×10-3奥斯特。[1]

历史上磁场强度H是从磁荷观点定义的。磁荷观点是从研究永磁铁相互作用问题中总结出来的。当时还不知道磁性与电流的关系,由于条形磁铁有N、S两极,且同性磁极相斥,异性磁极相吸,这一点与正、负电荷之间的相互作用很相似,于是把永磁体与带电体相比较,假设磁极是由磁荷分布形成的。N极上的磁荷叫正磁荷,S极上的磁荷叫负磁荷。同性磁荷相斥,异性磁荷相吸。当磁极本身的线度比正、负磁极间的距离小很多时,磁极上的磁荷称为点磁荷。[1]

库仑通过实验得到两个点磁荷之间相互作用力的规律,称为磁库仑定律,表示为Fm=κqm1qm2/γ2r,式中κ是比例系数,与式中各量的单位选取有关,qm1、qm2表示每个点磁荷的数值,γ是两个点磁荷之间的距离,γ是两者连线上的单位矢。按照磁荷观点,仿照电场强度的定义规定磁场强度H是这样一个矢量:其大小等于单位点磁荷在磁场中某点所受的力,其方向为正磁荷在该点所受磁场力的方向。表为H=Fm/qm0,式中qm0是试探点磁极的磁荷,Fm为qm0在磁场中所受的磁力。显然,与点电荷的电场强度公式E=1/4πεθq/γ2r相对应,点磁荷的磁场强度公式为H=κqm/γ2r。从磁荷观点把H称为磁场强度是合理的,它与E相对应。从分子电流观点,磁场是电流(运动电荷)产生的,并给电流(运动电荷)以作用力。从电流元、运动电荷等在磁场中受力的角度反映磁场的性质定义B(B=F最大/I2dl2,B=F最大/qv⊥)。显然,此时B是与电场强度E对应的。B本应叫磁场强度,由于磁场强度一词历史上已被H占用了,所以将B叫磁感应强度。磁荷观点在历史上完全是在与电荷类比中提出的,实验上并没有找到单独存在的磁荷。1931年狄拉克从量子力学观点提出磁单极的存在,当前仍未找到它,但也没有否定它的存在,尚属于研究课题。分子电流观点和磁荷观点二者微观模型不同,但宏观结果完全一样。不管磁荷是否存在,在讨论永磁问题中采用磁荷观点往往比较简便,至今仍有应用价值。

在顺磁质和抗磁质中式B=μH成立。由式可知B与H成正比且方向一致。在H具有一定对称性的情况下,可用有介质存在时的安培环路定理求得H,再用上式求得B。这种方法也可用来近似计算软铁磁材料中的H、B。在硬磁材料中一般H、B、M方向均不同,它们之间的关系只能用式H=B/μ0-M表示。

定义

磁荷意义下,磁场强度的定义为:

其中H为磁场强度,单位为A/m;N为励磁线圈的匝数;I为励磁电流(测量值),单位为A;Le为测试样品的有效磁路长度,单位为m。

希望我能帮助你解疑释惑。

Ⅸ 大学物理磁场题

类题目普通物理于公式理解、概念辨析精髓题目
首先麦克斯韦程组关于磁场强度公式磁场环流量等于传导电流与位移电流题题干限制稳恒磁场考虑位移电流影响
先说B:看BC逆命题关系磁场全空间电流激发仅仅闭合曲线内电流若闭合曲线内传导电流我说H闭合曲面环流量0能说每点旋度0部情况算闭合曲线内传导电流曲线外电流布称闭合曲线每点磁场都零曲线每点磁场加起求H环流量0物理公式积形式与微形式同于普通物理要求掌握积形式所选项疑惑说明用安培环路定理解题能解决电流布具高度称性问题(电场高斯定理类似)要解决非称问题必须要用微形式求解定解问题部情况求泊松程级数解
于A与D混淆磁应强度B磁场强度H概念
先说A:磁场强度H包含意义仅仅电流空间激发磁场包含介质磁场作用H仅仅传导电流关与所处介质关介质磁导率梯度▽μ向与磁场强度H向垂直磁场强度仅仅传导电流关与磁介质布关选项若增加前提限均匀介质则确

D:空间两种介质磁介质交界面处H切向量并连续所H通量并等同于B通量选项若改B通量则确
参考:
普通物理程守洙、江永着
电磁梁灿彬着
电力郭硕鸿着
数物理姚端着

Ⅹ 物理磁场大题解题步骤

判断磁场方向
判断电荷种类(或者电流方向)
确定运动状态
根据欧姆定律或牛二律列方程求解!

阅读全文

与大学静磁场的解题方法有哪些相关的资料

热点内容
治疗白斑有效的方法 浏览:456
土粒的沉降分析方法有哪些 浏览:969
小冻干燕窝的食用方法 浏览:97
成都中风锻炼小方法 浏览:293
五星红旗怎么折的方法 浏览:762
成年人经常磨牙解决方法 浏览:320
预制剪力墙结构钢筋连接方法 浏览:312
儿童远视训练方法 浏览:23
练字的技巧与方法视频 浏览:237
塑料模具研究方法 浏览:780
系蝴蝶结最简单的方法 浏览:481
高中检测氨水的方法和现象 浏览:289
法压壶的使用方法 浏览:130
环境检测水质分析方法 浏览:227
眼镜片卡槽拉丝与镜架安装方法 浏览:463
有什么方法可以矫正近视眼 浏览:543
亿万台电脑列数字说明方法 浏览:38
初中生高考题解决方法 浏览:443
特殊测量技术方法特点 浏览:543
用化学方法鉴别真金和假金子黄铜 浏览:9