全套更高更妙物理竞赛ppt竞赛21：说磁.ppt

说磁; 电流元引起的磁场的毕萨拉定律;B ;由毕萨拉定律,距无限长直线电流a处磁感应强度 ;环形电流中心点磁感应强度;载流圆线圈轴线上的磁场;专题21-例1;专题21-例2;专题21-例3;专题21-例4;5;小试身手题2;小试身手题3;x;　　　　　 长直圆柱形载流导线内磁场具有轴对称性，离轴r处的磁感应强度 ．现有半径为a的金属长圆柱体内挖去一半径为b的圆柱体，两圆柱体的轴线平行，相距d，如图所示．电流I沿轴线方向通过，且均匀分布在柱体的截面上，试求空心部分中的磁感应强度 ． ;α;专题21-例6;小试身手题6;小试身手题7;小试身手题8;电子轨道半径均为;小试身手题10;磁场的应用背景;※在正交的匀强电场与匀强磁场中，电荷以垂直于两场 方向进入，可能做匀速直线运动：; 如图(a)所示，两块水平放置的平行金属板A、B，板长L=18.5cm，两板间距d=3 cm，两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感在强度B=6.0×10-2 T，两板间加上如图(b)所示的周期性电压，带电时A板带正电，当t=0时，有一个质量m=1.0×10-12 kg，带电荷量q=1.0×10-6 C的粒子，以速度v=600 m/s，从距A板2.5 cm处沿垂直于磁场、平行于两板的方向射入两板之间，若不计粒子重力，取，求⑴粒子在0～1×10-4 s内做怎样的运动？位移多大？⑵带电粒子从射入到射出极板间所用时间？ ;B;O;B;⑴∵洛伦兹力不做功，电场力做功与路径无关,则由动能定理：;解题方向: 将两带电质点视为双星系统,其质心初速度为零，在磁场中做轨迹为摆线的运动;v0;初速为零的带电小球处在重力场与磁场的复合场将做轨道迹为滚轮线的运动! ;槽下部与水银接触面达到稳定时，其电流所受磁场力（竖直向上）与水银柱压力平衡： ;B;专题21-例8;⑴对于在环内沿半径为R的圆形轨道运动的一个电子,维持其运动的向心力是垂直于环面的磁场洛伦兹力,其大小满足 ;霍耳效应;I;磁镜;　　　　　 围绕地球周围的磁场是两极强、中间弱的空间分布．1958年，范·阿伦通过人造卫星搜集到的资料研究了带电粒子在地球磁场空间中的运动情况后，得出了在距地面几千公里和几万公里的高空存在着电磁辐射带（范·阿伦辐射带）的结论．有人在实验室中通过实验装置，形成了如图所示的磁场分布区域MM′，在该区域中，磁感应强度B的大小沿z轴从左到右，由强变弱，由弱变强，对称面为PP ′ ．已知z轴上Ｏ点磁感应强度B的大小为B0，两端M(M′)点的磁感应强度为BM．现有一束质量均为m，电量均为q，速度大小均为v0的粒子，在O点以与z轴成不同的投射角α0向右半空间发射．设磁场足够强，粒子只能在紧邻z轴的磁感线围成的截面积很小的“磁力管”内运动．试分析说明具有不同的投射角α0的粒子在磁场区MM ′间的运动情况． 提示：理论上可证明：在细“磁力管”的管壁上粒子垂直磁场方向的速度v⊥的平方与磁力管轴上的磁感应强度的大小B之比为一常量． ;由题给条件;小试身手题14;⑴电流方向沿轴向,在距轴r处磁场有;⑵考虑粒子径向运动,由于粒子径向所受洛伦兹力为;　　　　　 有一正点电荷Q和细长磁棒的磁极处于同一位置，在它们所生成的电磁场中，有一质量为m、电量为q的质点，沿圆轨道运动，圆轨道直径对产生电磁场的电荷及磁极所在点张角为2θ，已知细长磁铁的一个磁极产生的磁场 ，a为常量，求质点运动的轨道半径．（质点重力不计） ;⑴把两个相互作用（吸引）的磁极视为“点磁荷”，对A而言，处于准静态平衡中，受力分析如图 ： ;　　　　　 如图所示的无限大匀强磁场磁感应强度为B，一个质量为m、电量为q＜0的粒子以初速度v0从y轴上Q点开始运动，运动中受到大小恒定的阻力F，已知出发点坐标为(0， )．⑴试确定粒子运动的轨迹方程；⑵若 ，求粒子的最终位置． ;⑵由动能定理： ;直线电流的磁场 ;　　　　　 在外磁场中的超导体，平衡后超导体内部的磁感应强度处处为零，超导体表面外侧的磁感应强度与表面平行．如图所示的O—xyz直角坐标中，xy平面是水平面，其中有一超导平板，z轴竖直向上，超导平板在z＝0处，在z＝h处有一质量为m、半径为r、环心在z轴上、环平面为水平面的匀质金属圆环，且有r h ．在圆环内通以稳恒电流，刚好使圆环漂浮在z＝h处．⑴试求圆环中的电流强度；⑵若使圆环保持水平，从平衡位置稍稍偏上或偏下，则圆环将上、下振动，试求振动周期T1；⑶当圆环处在平衡位置时，其中与x 轴平行的直径标为P1P2，与y轴平行的直径标为Q1Q2．若