10磁場易錯題-文庫吧
2025-07-20 07:17 本頁面
【正文】 sinθ，；當(dāng)θ=0176?；颚?180176。時，運動電荷不受洛侖茲力作用。 【正確解答】螺線管兩端加上交流電壓后，螺線管內(nèi)部磁場大小和方向發(fā)生周期性變化，但始終與螺線管平行，沿著螺線管軸線方向射入的電子其運動方向與磁感線平行。沿軸線飛入的電子始終不受洛侖茲力而做勻速直線運動?！ ±? 有一自由的矩形導(dǎo)體線圈，通以電流I′。將其移入通以恒定電流I的長直導(dǎo)線的右側(cè)。其ab與cd邊跟長直導(dǎo)體AB在同一平面內(nèi)且互相平行，如圖107所示。試判斷將該線圈從靜止開始釋放后的受力和運動情況。（不計重力） 【錯解分析】錯解：借助磁極的相互作用來判斷。由于長直導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場在矩形線圈所在處的磁感線方向為垂直紙面向里，它等效于條形磁鐵的N極正對矩形線圈向里。因為通電線圈相當(dāng)于環(huán)形電流，其磁極由右手螺旋定則判定為S極向外，它將受到等效N極的吸引，于是通電矩形線圈將垂直紙面向外加速?！ ″e誤的根源就在于將直線電流的磁場與條形磁鐵的磁極磁場等效看待。我們知道直線電流磁場的磁感線是一簇以直導(dǎo)線上各點為圓心的同心圓，它并不存在N極和S極，可稱為無極場，不能與條形磁鐵的有極場等效?！ 菊_解答】利用左手定則判斷。先畫出直線電流的磁場在矩形線圈所在處的磁感線分布，由右手螺旋定則確定其磁感線的方向垂直紙面向里，如圖108所示。線圈的四條邊所受安培力的方向由左手定則判定。其中F1與F3相互平衡，因ab邊所在處的磁場比cd邊所在處的強，故F4＞F2。由此可知矩形線圈abcd所受安培力的合力的方向向左，它將加速向左運動而與導(dǎo)體AB靠攏?！ 拘〗Y(jié)】 用等效的思想處理問題是有條件的，磁場的等效，應(yīng)該是磁場的分布有相似之處?！ ±鐥l形磁鐵與通電直螺線管的磁場大致相同，可以等效。所以應(yīng)該老老實實地將兩個磁場畫出來，經(jīng)過比較看是否滿足等效的條件。本題中直線電流的磁場就不能等效為勻強磁場?！ ±? 如圖109所示，用絕緣絲線懸掛著的環(huán)形導(dǎo)體，位于與其所在平面垂直且向右的勻強磁場中，若環(huán)形導(dǎo)體通有如圖所示方向的電流I，試判斷環(huán)形導(dǎo)體的運動情況?！ 惧e解分析】錯解：已知勻強磁場的磁感線與導(dǎo)體環(huán)面垂直向右，它等效于條形磁鐵N極正對環(huán)形導(dǎo)體圓面的左側(cè)，而通電環(huán)形導(dǎo)體，即環(huán)形電流的磁場N極向左（根據(jù)右手定則來判定），它將受到等效N極的排斥作用，環(huán)形導(dǎo)體開始向右加速運動。 誤將勻強磁場等效于條形磁鐵的磁場?！ 菊_解答】利用左手定則判斷?？蓪h(huán)形導(dǎo)體等分為若干段，每小段通電導(dǎo)體所受安培力均指向圓心。由對稱性可知，這些安培力均為成對的平衡力。故該環(huán)形導(dǎo)體將保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)。S N 【小結(jié)】 對于直線電流的磁場和勻強磁場都應(yīng)將其看作無極場。在這種磁場中分析通電線圈受力的問題時，不能用等效磁極的辦法，因為它不符合實際情況。而必須運用左手定則分析出安培力合力的方向后，再行確定其運動狀態(tài)變化情況?！就茝V】如果所加的磁場不是勻強磁場，線圈受到的力又如何？例6 質(zhì)量為m的通電導(dǎo)體棒ab置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，如圖1010所示。已知導(dǎo)體與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，在圖1011所加各種磁場中，導(dǎo)體均靜止，則導(dǎo)體與導(dǎo)軌間摩擦力為零的可能情況是： 【錯解分析】錯解：根據(jù)f=μN，題目中μ≠0，要使f=0必有N=0。為此需要安培力FB與導(dǎo)體重力G平衡，由左手定則可判定圖1011中B項有此可能，故選B?！ ∩鲜龇治鍪艿筋}目中“動摩擦因數(shù)為μ”的干擾，誤用滑動摩擦力的計算式f=μN來討論靜摩擦力的問題。從而導(dǎo)致錯選、漏選。 【正確解答】要使靜摩擦力為零，如果N=0，必有f=0。圖1011B選項中安培力的方向豎直向上與重力的方向相反可能使N=0，B是正確的；如果N≠0，則導(dǎo)體除受靜摩擦力f以外的其他力的合力只要為零，那么f=0。在圖1011A選項中，導(dǎo)體所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力合力可能為零，則導(dǎo)體所受靜摩擦力可能為零。圖1011的C．D選項中，從導(dǎo)體所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力的方向分析，合力不可能為零，所以導(dǎo)體所受靜摩擦力不可能為零。故正確的選項應(yīng)為A．B。 【小結(jié)】 本題是一道概念性極強的題，又是一道力學(xué)與電學(xué)知識交叉的綜合試題。摩擦力有靜摩擦力與滑動摩擦力兩種。判斷它們區(qū)別的前提是兩個相互接觸的物體有沒有相對運動。力學(xué)中的概念的準(zhǔn)確與否影響電學(xué)的學(xué)習(xí)成績。 例7 如圖1012所示，帶負(fù)電的粒子垂直磁場方向進(jìn)入圓形勻強磁場區(qū)域，出磁場時速度偏離原方向60176。角，已知帶電粒子質(zhì)量m=31020kg，電量q=1013C，速度v0=105m/s，磁場區(qū)域的半徑R=3101m，不計重力，求磁場的磁感應(yīng)強度?！惧e解分析】錯解：帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動 沒有依據(jù)題意畫出帶電粒子的運動軌跡圖，誤將圓形磁場的半徑當(dāng)作粒子運動的半徑，說明對公式中有關(guān)物理量的物理意義不明白。 【正確解答】 畫進(jìn)、出磁場速度的垂線得交點O′，O′點即為粒子作圓周運動的圓心，據(jù)此作出運動軌跡AB，如圖1013所示。此圓半徑記為r。
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