电磁场对比复习
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电磁场电磁波复习重点第一章矢量分析1、矢量的基本运算标量:一个只用大小描述的物理量。
矢量:一个既有大小又有方向特性的物理量,常用黑体字母或带箭头的字母表示。
2、叉乘点乘的物理意义会计算3、通量源旋量源的特点通量源:正负无旋度源:是矢量,产生的矢量场具有涡旋性质,穿过一曲面的旋度源等于(或正比于)沿此曲面边界的闭合回路的环量,在给定点上,这种源的(面)密度等于(或正比于)矢量场在该点的旋度。
4、通量、环流的定义及其与场的关系通量:在矢量场F中,任取一面积元矢量dS,矢量F与面元矢量dS的标量积F.dS定义为矢量F穿过面元矢量dS的通量。
如果曲面 S 是闭合的,则规定曲面的法向矢量由闭合曲面内指向外;环流:矢量场F沿场中的一条闭合路径C的曲线积分称为矢量场F沿闭合路径C的环流。
如果矢量场的任意闭合回路的环流恒为零,称该矢量场为无旋场,又称为保守场。
如果矢量场对于任何闭合曲线的环流不为零,称该矢量场为有旋矢量场,能够激发有旋矢量场的源称为旋涡源。
电流是磁场的旋涡源。
5、高斯定理、stokes定理静电静场高斯定理:从散度的定义出发,可以得到矢量场在空间任意闭合曲面的通量等于该闭合曲面所包含体积中矢量场的散度的体积分,即散度定理是闭合曲面积分与体积分之间的一个变换关系,在电磁理论中有着广泛的应用。
Stokes定理:从旋度的定义出发,可以得到矢量场沿任意闭合曲线的环流等于矢量场的旋度在该闭合曲线所围的曲面的通量,即斯托克斯定理是闭合曲线积分与曲面积分之间的一个变换关系式,也在电磁理论中有广泛的应用。
6、亥姆霍兹定理若矢量场在无限空间中处处单值,且其导数连续有界,源分布在有限区域中,则当矢量场的散度及旋度给定后,该矢量场可表示为亥姆霍兹定理表明:在无界空间区域,矢量场可由其散度及旋度确定。
第二章电磁场的基本规律1、库伦定律(大小、方向)说明:1)大小与两电荷的电荷量成正比,与两电荷距离的平方成反比;2)方向沿q1 和q2 连线方向,同性电荷相排斥,异性电荷相吸引;3)满足牛顿第三定律。
电磁场与电磁波复习题(含答案)电磁场与电磁波复习题⼀、填空题1、⽮量的通量物理含义是⽮量穿过曲⾯的⽮量线总数,散度的物理意义⽮量场中任意⼀点处通量对体积的变化率。
散度与通量的关系是⽮量场中任意⼀点处通量对体积的变化率。
2、散度在直⾓坐标系的表达式 z A y A x A z yxA A ??++=??=ρρdiv ;散度在圆柱坐标系下的表达;3、⽮量函数的环量定义⽮量A 沿空间有向闭合曲线C 的线积分,旋度的定义过点P 作⼀微⼩曲⾯S,它的边界曲线记为L,⾯的法线⽅与曲线绕向成右⼿螺旋法则。
当S 点P 时,存在极限环量密度。
⼆者的关系 ndS dC e A ρρ?=rot ;旋度的物理意义点P 的旋度的⼤⼩是该点环量密度的最⼤值;点P 的旋度的⽅向是该点最⼤环量密度的⽅向。
4.⽮量的旋度在直⾓坐标系下的表达式。
5、梯度的物理意义标量场的梯度是⼀个⽮量,是空间坐标点的函数。
梯度的⼤⼩为该点标量函数?的最⼤变化率,即该点最⼤⽅向导数;梯度的⽅向为该点最⼤⽅向导数的⽅向,即与等值线(⾯)相垂直的⽅向,它指向函数的增加⽅向等值⾯、⽅向导数与梯度的关系是梯度的⼤⼩为该点标量函数的最⼤变化率,即该点最⼤⽅向导数;梯度的⽅向为该点最⼤⽅向导数的⽅向,即与等值线(⾯)相垂直的⽅向,它指向函数的增加⽅向.; 6、⽤⽅向余弦cos ,cos ,cos αβγ写出直⾓坐标系中单位⽮量l e r 的表达式;7、直⾓坐标系下⽅向导数u的数学表达式是,梯度的表达式8、亥姆霍兹定理的表述在有限区域内,⽮量场由它的散度、旋度及边界条件唯⼀地确定,说明的问题是⽮量场的散度应满⾜的关系及旋度应满⾜的关系决定了⽮量场的基本性质。
9、麦克斯韦⽅程组的积分形式分别为 0()s l s s l sD dS Q BE dl dS t B dS D H dl J dS t ?=??=-??=?=+r r r r r r r r g r r r r r g ????其物理描述分别为10、麦克斯韦⽅程组的微分形式分别为 020E /E /t B 0B //t B c J E ρεε??=??=-=??=+??r r r r r r r其物理意义分别为11、时谐场是激励源按照单⼀频率随时间作正弦变化时所激发的也随时间按照正弦变化的场,⼀般采⽤时谐场来分析时变电磁场的⼀般规律,是因为任何时变周期函数都可以⽤正弦函数表⽰的傅⾥叶级数来表⽰;在线性条件下,可以使⽤叠加原理。
工程电磁场_复习资料工程电磁场复习资料一、电磁场的基本概念1、电磁场:是由电场和磁场两种矢量场组成的一种物理场。
2、电磁场的性质:电磁场具有能量、动量和惯性等性质,这些性质可以从麦克斯韦方程组中得到描述。
3、电磁场的波动性:电磁场以波的形式传播,这种波动性表现为电场和磁场在空间中的传播。
4、电磁感应:当导体处于变化的磁场中时,导体内部会产生感应电流,这种现象称为电磁感应。
二、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程组,包括四个基本方程:1、安培环路定律:描述磁场与电流之间的关系。
2、法拉第电磁感应定律:描述电磁感应现象。
3、麦克斯韦方程组的一般形式:描述了电场和磁场在空间中的传播。
4、高斯定律:描述了电荷在空间中的分布。
三、电磁场的边界条件电磁场在两种不同媒质的分界面上会发生反射和折射等现象,这些现象可以用边界条件来描述。
边界条件包括:1、电场强度和磁场强度在分界面上的连续性。
2、电位移矢量和磁感应强度在分界面上的连续性。
3、分界面上没有电荷堆积。
四、电磁场的能量和动量电磁场具有能量和动量,这些量可以用以下公式计算:1、电磁场的能量密度:W=1/2(E^2+B^2)2、电磁场的动量密度:P=E×B3、电磁场的能量流密度:S=E×H五、电磁场的波动性电磁场以波的形式传播,这种波动性可以用波动方程来描述。
波动方程的一般形式为:∇×E=ρ/ε,∇×H=J/εc^2,其中ρ和J分别为电荷密度和电流密度,ε为真空中的介电常数,c为光速。
六、电磁场的散射和衍射当电磁波遇到障碍物时,会发生散射现象;当电磁波通过孔洞或缝隙时,会发生衍射现象。
这些现象可以用费马原理和基尔霍夫公式来描述。
管理学复习资料马工程版一、管理学概述1、管理学定义:管理学是一门研究管理活动及其规律的科学,旨在探索如何有效地组织、协调和控制人的行为,以实现组织目标。
2、管理学的发展历程:管理学作为一门独立的学科,经历了古典管理理论、行为科学理论、现代管理理论等多个发展阶段。
电磁场高分复习笔记知识点1.什么是电磁场?1)由带电物体产生的物理场,带电物体在电磁场内会受到电磁场的作用力。
2)电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。
变化的磁场生电场,变化的电场生磁场。
3)带电物体与电磁场之间的相互作用可以用麦克斯韦方程组和洛伦兹力定律来描述。
2.静电场(不运动、量不变化电荷产生的电场)1)库仑定律:无限大真空中,两带电体距离远大于本身尺寸时,两带电体之间的相互作用力●2)电场强度 E:用来表示电场强弱和方向的物理量,试探电荷在电场内所受力的方向就是电场方向(N/C)3)电位移矢量 D:在静电场存在介质时,用以描述电场的辅助量(C/平方米)4)静电场环路定理:静电场中,沿闭合路径移动电荷,电场力做功恒为零。
5)高斯定律:不管是在真空中还是电介质中,任意闭曲面S上电通密度D的面积分,等于该曲面内的总自由电荷,而与一切极化电荷及曲面外的自由电荷无关6)基本方程●高斯定律(库伦定律+叠加原理)●积分形式:电位移矢量闭合面积分=面内总自由电荷(静电场有源)●微分形式:静电场是有散场●环路定理●积分形式:电场强度环路积分=0(静电场能量守恒)●微分形式:静电场是无旋场7)边界条件:分界面两侧D法向量不连续且= 分界面上自由电荷面密度,E的切向量连续8)静电能量:静电场不为0的空间都储存着静电能量9)电位:由于静电场无旋性,用电位函数φ描述,电位是标量(V)10)泊松方程、拉普拉斯方程:(求解静电场边值问题下的电位函数或电场强度分布)●表达了场中各点电位的空间变化与该点自由电荷体密度之间的普遍关系,本质都是电位函数的微分方程,拉普拉斯方程是在无引力源的情况下的泊松方程。
11)静电场中导体:在导体表面形成为一定面积的电荷分布,使得导体内部的电场为零,每个导体都成为等位体,导体的表面均为等位面。
12)电介质的极化:在外加静电场的作用下,电介质分子由中性转而呈现正负电荷在分子范围内的极化,其作用中心不再重合,形成一个小小的电偶极子,形成附加电场,引起原先电场分布的变化3.恒定电场(电流恒定的场)1)电流密度 J:按体密度ρ分布的电荷,以速度v作匀速运动时,产生电流密度矢量J(A/m²)2)基本方程(积分——高斯散度定理+斯托克斯定理——微分)●电流连续性方程●积分形式:导电介质维持恒定电场,任一闭合面流出的传导电流=0●微分形式:电流面密度线是闭合曲线,因此恒定电流只在闭合电路流动●电场强度的环路线积分●积分形式:积分路线不经过电源,则只存在库伦场强●微分形式:场强的旋度=0,恒定电场是保守场3)边界条件:分界面两侧电流密度J的法向量连续,电场强度E的切向量连续4)恒定电场与静电场的比拟(表格)●对应物理量满足的方程形式上一样,若两个场边界条件相同,只要通过一个场的求解,再利用对应量关系置换,即可得到另一个场的解4.恒定磁场(恒定电流引起的磁场)1)奥斯特发现电流的磁效应,法拉第发现电磁感应现象,亨利发表自感应现象论文2)磁感应强度 B:描述磁场强弱和方向的矢量(特斯拉 T)3)磁场强度矢量 H:在磁场存在磁介质时,用以简化安培环路定理引入的描述磁场的辅助矢量(A/m)4)基本方程●磁通连续性原理——表明磁感应线连续,是磁场中的高斯定律●积分形式:磁路中磁通量守恒●微分形式:恒定磁场是一个无散场●安培环路定律——毕奥沙伐定律+磁场叠加性●积分形式:磁场强度H的线积分=穿过该回路包围面积的自由电流●微分形式:磁场是有旋场5)边界条件:6)电感:将电能转化为磁能储存起来的元件●自感:回路的电流与该回路交链的磁链的比值●互感:回路的电流与另一个回路产生的磁链的比值7)磁场能量:●磁场能量是建立回路电流过程中外源做的功,分布于磁场所在的整个空间8)矢量磁位:●由于磁场无散性,用矢量磁位A来描述。
电磁场与电磁波复习资料填空题1.梯度的物理意义为,等值面、方向导数与梯度的关系是。
2.用方向余弦γβαcos ,cos ,cos 写出直角坐标系中单位矢量l e的表达式。
3.某二维标量函数x y u -=2,则其梯度u ∇=,梯度在正x 方向的投影为。
4.自由空间中一点电荷位于()4,1,3-S ,场点位于()3,2,2-P ,则点电荷的位置矢量为,场点的位置矢量为,点电荷到场点的距离矢量R为。
5.矢量场z e y e x eA z y x ˆˆˆ++=,其散度为,矢量场A在点()2,2,1处的大小为。
6.直角坐标系下方向导数lu∂∂的数学表达式 ,梯度的表达式为 ,任意标量的梯度的旋度恒为 ,任意矢量的旋度的散度恒为 。
7.矢量散度在直角坐标系的表达式为 ,在圆柱坐标系的表达式为 ,在球坐标系的表达式为 。
8.矢量微分运算符∇在直角坐标系、圆柱坐标系和球坐标系的表达式分别为 , , 。
9.高斯散度定理数学表达式为 ,斯托克斯定理数学表达式为 。
10.矢量通量的定义为 ,散度的定义为 ,环流的定义为 ,旋度的定义为 。
11.矢量的旋度在直角坐标系下的表达式为 。
12.矢量场F为无旋场的条件为,该矢量场是由 源所产生。
13.矢量场F为无散场的条件为,该矢量场是由源所产生。
14.电流连续性方程的微分形式为 。
15.在国际单位制中,电场强度的单位是 ,电位移的单位是 ,磁场强度的单位是 ,磁感应强度的单位是 ,介电常数的单位是 ,磁导率的单位是 ,电导率的单位是 。
16.在自由空间中,点电荷产生的电场强度与其电荷量成 比,与场点到源点的距离平方成 比。
17.从宏观效应来看,物质对电磁场的响应可分为 , , 三种现象。
18.线性且各向同性媒质的本构关系方程是: , , 。
19.麦克斯韦方程组的微分形式是: , , , 。
20.麦克斯韦方程组的积分形式是: , , , 。
21.求解时变电磁场或解释一切宏观电磁现象的理论依据是 。
电磁场复习要点(考试题型:填空15空×2分,单选10题×2分,计算50分)第一章 矢量分析一、重要公式、概念、结论1. 掌握矢量的基本运算(加减运算、乘法运算等)。
2. 梯度、散度、旋度的基本性质,及在直角坐标系下的计算公式。
梯度:xy z u u uu x y z∂∂∂∇=++∂∂∂e e e 散度:y x zA A A x y z∂∂∂∇⋅=++∂∂∂A 旋度:3. 两个重要的恒等式: ()0u ∇⨯∇=,()0∇⋅∇⨯=A4. 亥姆霍兹定理揭示了:研究一个矢量场,必须研究它的散度和旋度,才能确定该矢量场的性质。
5.二、计算:两个矢量的加减法、点乘、叉乘运算以及矢量的散度、旋度的计算。
第二章 电磁场的基本规律 一、重要公式、概念、结论1.电荷和电流是产生电磁场的源量。
2.从宏观效应看,物质对电磁场的响应可分为极化、磁化和传导三种现象。
3. 静电场的基本方程:s lD D ds QE E dl ρ∇•=•=∇⨯=•=⎰⎰表明:静电场是有散无旋场。
xyzy y z x z x x y z x yzA A A A A A x y z y z z x x y A A A ∂∂⎫⎫⎛⎛∂∂∂∂∂∂∂⎫⎛∇⨯==-+-+- ⎪⎪⎪ ∂∂∂∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎝⎭⎭e e e A e e e电介质的本构关系: 0r D E E εεε== (记忆0ε的值) 4. 恒定磁场的基本方程:l sH J H dl I B B ds ∇⨯=•=∇•=•=⎰⎰ 磁介质的本构关系:0r B H H μμμ== (记忆0μ的值)5. 相同场源条件下,均匀电介质中的电场强度为真空中电场强度值的倍r1ε。
6. 相同场源条件下,均匀磁介质中的磁感应强度是真空中磁感应强度的r μ倍。
7. 电场强度的单位是V/m ;磁感应强度B 的单位是T (特斯拉),或Wb/m 2 8. 电磁感应定律表明:变化的磁场可以激发电场。
完整版电磁场理论复习总结1.1 标量场和⽮量场1.2 三种常⽤的正交坐标系1.3标量场的梯度哈密顿算符:(⼀e —e —e z)x y z2.梯度的垄本运算公式1) VC-0 (C^S)2) V(Cu)⼆CVw3) V((/ ⼟巧⼆可肿⼟V7附4) V(/a T) = Z/V V +T V;/5) VF(u) = F r(u)Vu6) V(-) = -l(rV?/-i/Vv)v vFF cF7) ^7(^ v) = —Vw + — Vvdu dv式中:U育常報;级⽢为半标变最遢載;3”梯度的重要性质16CJ55 「「⼩V x V/z = 0产⽣场的场源所在的空闾位国点称为源点上记为am或7 场所在的疇间⾫置点称为场贞「记为(x,y\2}或⼫源点到场点的距S?j?=|r-r| 从源点指向场点的⽮量为^ = r-F例3求鸥叫哙呻?刃畑%&R⾐⽰对仗」4运算R表⽰对运算.R^r-r1^J(x-A?)r+(y-/>:BR 、BR 、BR—MY臥叫帝M还W(R) = ARWR = ^-\R(lii dii fir ?S A dS A. A y A zdivA lim ——V 0 V x y zdivA A x A y A z Ax y zA e x( A z A y) e y( A x A z) e z(⼊sy z z x x y1) V Y C=02) Vx(i = A3) V x(H ±B) —V XJ1±V>.54) V x (u = uV y /< + V u KX B)=2J-V XJ4-J4-V X5l f ***** 4;jd' V x Vy - 0! 7)V (VxJ)-O:W屜囲焉唉屋?熾常数,址为标量函数「du电磁总复习第⼀章⽮量分析l ?Eit ⼗dit ?duIt= 0 r ——+ 0 L ——+&——标量场⼼的梯度. ex cy czV u =—yir rotAc'R ex R_y-y r漁—R 忑RVR = -RR'⽮童场的雄度1.4⽮量场的通量与散度三. 散度的运算公式])V C-02)V(Arl) = )tV^4) V (u A) =wV .4 + 4 Vw 沐为常数」为标量函数)- (IA5) V J(rt) - V// —du四、⾼斯定理(散度定理)L v知⼀丄%物理詳5G穿过⼀封闭曲⾓的总谓呈等于⽮虽散度的休秘分1.5⽮量场的环流与旋度-------------------- V VV v ?c A dl rotA nlim --S 0Sr r re x e y e zir irot A Ax y zA x A y A z4-症度计算相关公式:标葷场的梯度的旌度恒为零1G:2D3*酶点录场点df Rmax三、斯托克斯定理物理含义;—个⿂量场旋度的⾯税分導于演⽮量沿此由⾯周界的曲线眦四、⽮量场擬度的重要性质⼙(Vxj^O任意⽮量场I?度的散度等于議⽮量场有两种不同性质的源:(1)散度源(标量)(2)旋度源(⽮量)。
电场磁场对比复习布:图表三:知识结构图粒子在复合场中运动1.带电物体在复合场的运动类型:①匀速运动或静止状态:当带电物体所受的合外力为零时 ②匀速圆周运动:当带电物体所受的合外力充当向心力时③非匀变速曲线运动;当带电物体所受的合力变化且和速度不在一条直线上时 2.综合问题的处理方法(1)处理力电综合题的的方法处理力电综合题与解答力学综合题的思维方法基本相同,先确定研究对象,然后进行受力分析(包括重力)、状态分析和过程分析,能量的转化分析,从两条主要途径解决问题。
①用力的观点进解答,常用到正交分解的方法将力分解到两个垂直的方向上,分别应用牛顿第三定律列出运动方程,然后对研究对象的运动进分解。
可将曲线运动转化为直线运动来处理,再运用运动学的特点与方法,然后根据相关条件找到联系方程进行求解。
②用能量的观点处理问题 对于受变力作用的带电体的运动,必须借助于能量观点来处理。
即使都是恒力作用的问题,用能量观点处理也常常显得简洁,具体方法有两种:ⅰ用动能定理处理,思维顺序一般为: a.弄清研究对象,明确所研究的物理过程b.分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是负功c.弄清所研究过程的始、末状态(主要指动能)ⅱ用包括静电势能和内能在内的能量守恒定律处理,列式的方法常有两种: a 从初、末状态的能量相等(即21E E =)列方程b 从某些能量的减少等于另一些能量的增加(即E E '∆=∆)列方程c 若受重力、电场力和磁场力作用,由于洛仑兹力不做功,而重力与电场力做功都与路径无关,只取决于始末位置。
因此它们的机械能与电势能的总和保持不变。
(2)处理复合场用等效方法:各种性质的场与实物(由分子和原子构成的物质)的根本区别之一是场具有叠加性。
即几个场可以同时占据同一空间,从而形成叠加场,对于叠加场中的力学问题,可以根据力的独立作用原理分别研究每一种场力对物体的作用效果;也可以同时研究几种场力共同作用的效果,将叠加紧场等效为一个简单场,然后与重力场中的力学问题进行类比,利用力学的规律和方法进行分析与解答。
【典例分析】【例1】如图所示,AB 是一个接地的很大的薄金属板,其右侧P 点有带量为Q 的正电荷,N 为金属板外表面上的一点,P 到金属板的垂直距离d PN =,M 为PN 连线的中点,关于M 、N 两点的场强和电势,有如下说法:①M 点的电势比N 点电势高,M 点的场强比N 点的场强大②M 点的场强大小为2/4d kQ ③N 点的电势为零,场强不为零 ④N 点的电势和场强都为零上述说法中正确的是( )A.①③B.②④C.①④D.②③【例2】如果空间某一区域中存在有电场或磁场中的一种,则下列说法正确的是(设放人的电荷质量很小) ( )A .如果存在的是电场,则在某处放入电荷,该电荷不一定会运动B .如果存在的是磁场,则放人电荷时,该电荷不会做圆周运动C .如果存在磁场,则放入通电直导体后,该直导体一定受到安培力的作用D .如果存在电场,在某处放入一电荷后经过一段时间后,该电荷的电势能会增加【例3】带电量为q 的粒子,不计重力的作用,当它以初速度v 分别自电场与磁场中的A 点往宽度为L 的电场与磁场中射入,最后都从相应高度的B 处射出。
下列说法正确的是()A .电荷从两个场中出来的速度大小一样大B .电荷在电场中出来时的速度要变大C .电荷在磁场中的运动轨迹是抛物线D .从A 到B 过程中,电场对电荷做功为qEL【例4】在如图中虚线所围的矩形区域内,同时存在场强为E 的匀强电场和磁感应强度为B 的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子,穿过该区域时未发生偏转.重力可忽略不计.则在这个区域中的E 和B 的方向不可能的是A.E 和B 都沿水平方向,并与电子运动方向相同B.E 和B 都沿水平方向,并与电子运动方向相反C.E 竖直向上,B 垂直于纸面向外D.E 竖直向上,B 垂直于纸面向里【例5】两平行金属板的间距恰好等于极板的长度。
现有重力不计的正离子束以相同的初速度v 0平行于两板从两板的正中间向右射入。
第一次在两板间加恒定的电压,建立起场强为E 的匀强电场,则正离子束刚好从上极板的右边缘射出;第二次撤去电场,在两板间建立起磁感应强度为B ,方向垂直于纸面的匀强磁场,则正离子束刚好从下极板右边缘射出。
由此可知E 与B 大小的比值是A.1.25v 0B.0.5v 0C.0.25v 0D.v 0【例6】图中为一“滤速器”装置的示意图。
a 、b 为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O 进入a 、b 两板之间。
为了选取具有某种特定速率的电子,可在a 、b 间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线OO ´运动,由O ´射出。
不计重力作用。
可能达到上述目的的办法是A.只能是a 板电势高于b 板,磁场方向垂直纸面向里B.只能是a 板电势低于b 板,磁场方向垂直纸面向里C.可以是a 板电势高于b 板,磁场方向垂直纸面向外D.可以是a 板电势低于b 板,磁场方向垂直纸面向外【例7】如图所示,水平放置的两个平行金属板MN 、PQ 间存在匀强电场和匀强磁场。
MN 板带正电,PQ 板带负电,磁场方向垂直纸面向里。
一带电微粒只在电场力和洛伦兹力作用下,从I 点由静止开始沿曲线IJK 运动,到达K 点时速度为零,J 是曲线上离MN 板最远的点。
有以下几种说法:①微粒在I 点和K 点的加速度大小相等,方向相同;②在I 点和K 点的加速度大小相等,方向相反;③在J 点微粒受到的电场力小于洛伦兹力;④在J 点微粒受到的电场力等于洛伦兹力。
其中正确的是 A .①③ B .②④ C .②③ D .①④【例8】如图所示,一束质量、速度和电量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向,未发生任何偏转。
如果让这一些不发生偏转的离子进入另一匀强磁场中,发现这些离子又分裂成几束,对这些进入后一磁场的离子,可得出结论b M +A、它们的动能一定各不相同B、它们的电量一定各不相同C、它们的质量一定各不相同D、它们的电量与质量之比一定各不相同【例9】如图所示,在S点的电量为q,质量为m的静止带电粒子,被加速电压为U,极板间距离为d的匀强电场加速后,从正中央垂直射入电压为U的匀强偏转电场,偏转极板长度和极板距离均为L,带电粒子离开偏转电场后即进入一个垂直纸面方向的匀强磁场,其磁感应强度为B。
若不计重力影响,欲使带电粒子通过某路径返回S点,求:(1)匀强磁场的宽度D至少为多少?(2【例10】如图所示,在xOy平面内,有场强E=12N/C,方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T、方向垂直xOy平面指向纸里的匀强磁场.一个质量m=4×10-5kg,电量q=2.5×10-5C带正电的微粒,在xOy平面内做匀速直线运动,运动到原点O时,撤去磁场,经一段时间后,带电微粒运动到了x轴上的P点.求:(1)P点到原点O的距离;(2)带电微粒由原点O运动到P点的时间.【例11】如图所示,x轴上方有匀强磁场,磁感应强度为B,方向如图所示,下方有匀强电场,场强为E。
今有电量为q,质量为m的粒子位于y轴N点坐标(0,-b)。
不计粒子所受重力。
在x轴上有一点M(L,0)。
若使上述粒子在y 轴上的N 点由静止开始释放在电磁场中往返运动,刚好能通过M 点。
已知OM =L 。
求:(1) 粒子带什么电?(2) 释放点N 离O 点的距离须满足什么条件? (3) 从N 到M 点粒子所用最短时间为多少?几个易混的应用模型1.电磁流量计与磁流体发电是一回事:1.电磁流量计是对管道内部流体流动没有任何阻碍的仪器,广泛应用于测量高粘度及强腐蚀性流体的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)。
假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c 。
流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线),流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料。
现在流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面,当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面与串接了电阻R 的电流表的两端连接,I 为测得的电流值。
已知液体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为( )A 、⎪⎭⎫⎝⎛+ac bR B I ρ B 、⎪⎭⎫ ⎝⎛+c b aR B I ρ C 、⎪⎭⎫⎝⎛+b a cR B I ρ D 、⎪⎭⎫ ⎝⎛+a bc R B I ρ 2. 电磁泵实际是安培力应用(不过电路相当复杂,实际是电动机电路)2.在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时,由于不允许传动的机械部分与这些液体相关接触,常使用一种电磁泵,图为这种电磁泵的结构。
将导管放在磁场中,当电流穿过导电x液体时,这种液体即被驱动。
问:⑴这种电磁泵的原理是怎样的?⑵若导管内截面积S = bh,磁场视为匀强磁场,宽度为L,磁感应强度为B,液体穿过磁场区域的电流强度为I,求匀强磁场区域内长度为L的导管两端形成的压强差为多少?3.霍尔效应则完全不同3.磁强计实际上是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器。
其原理可解释为:如图12所示的一块导体接上a、b、c、d四个电极,将导体放在匀强磁场之中,a、b间通以电流I,c、d间就会出现电势差,只要测出这个电势差U的值,就可测得磁感应强度B。
试推导B的表达式。
总结:1.注意电流方向与电源构成2.注意带电粒子是什么力驱动的。