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一根通有恒定电流I,被弯成张角为2θ的“V”字型的非常长的导线.物理学家安培的认为,点P的磁感应强度B正比于tan
θ
2
.对于同样的情况,物理学家毕奥和萨伐尔却认为可能正比于θ.
(1)分析哪个公式正确?
(2)求公式中比例系数(无限长直导线B=
k0T
r
,k0为已知,r为该点与长直导线的距离).
(3)求P1点的磁感应强度B的大小.
(1)假设θ=π,B应趋于无限大,安培的正确.
(2)假设θ=
π
2
,化为直导线,B=k?tan
θ
2
=k0
I
d

得:k=k0
I
d

(3)假设两个电流为无限长的直导线,如图,则P1的磁感应强度满足:2k0
I
dsinθ
=k0
I
d
?tan
θ
2
+BP1

解得:BP1=k0
I
d
?cot
θ
2

答:(1)安培的公式正确;
(2)公式中比例系数k=k0
I
d

(3)P1点的磁感应强度B的大小BP1=k0
I
d
?cot
θ
2
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示装置,间距为1m的光滑轨道竖直放置,质量为0.1kg的金属杆ab可在导轨间自由滑动,现将装置放在垂直于轨道平面的匀强磁场中,闭合电键S后,导线中的电流大小为0.1A,ab杆恰好保持静止状态,试由此判断磁场的方向和大小.g=10m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,平行金属导轨光滑并且固定在水平面上,导轨一端连接电阻R,其它电阻不计,垂直于导轨平面有一匀强磁场,磁感应强度为B,当一质量为m的金属棒ab在水平恒力F作用下由静止向右滑动(  )
A.棒从静止到最大速度过程中,棒的加速度不断增大
B.棒从静止到最大速度过程中,棒克服安培力所做的功等于棒的动能的增加量和电路中产生的内能
C.棒ab作匀速运动阶段,外力F做的功等于电路中产生的内能
D.无论棒ab做何运动,它克服安培力做的功一定等于电路中产生的内能

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图(a),质量为M=2kg的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上.一电阻不计,质量为m=1.5kg的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形.棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.6,棒左侧有两个固定于水平面的立柱.导轨bc段长为L=1m,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R=1Ω,右侧导轨单位长度的电阻为
R0=1Ω/m.以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,两侧磁场的磁感应强度大小相等.在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动.已知当t1=0时,水平拉力F1=11N;当t2=2s时,水平拉力F2=14.6N.求:
(1)求磁感应强度B的大小和金属导轨加速度的大小;
(2)某过程中回路产生的焦耳热为Q=0.5×102J,导轨克服摩擦力做功为W=1.5×102J,求导轨动能的增加量;
(3)请在图(b)的坐标系中画出拉力F随时间t变化的关系图线,并要求在坐标轴上标出图线关键点的坐标值(要求写出分析过程).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

闭合线圈放在磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,因磁场变化而发生电磁感应现象,则(  )
A.穿过线圈的磁通量越大,产生的感应电动势越大
B.穿过线圈的磁通量变化量越大,产生的感应电动势越大
C.穿过线圈的磁通量变化率越大,产生的感应电动势越大
D.穿过线圈的磁感线条数越多,产生的感应电动势越大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,当一条形磁铁插入线圈的瞬间,线圈中______(填“有”或“无”)感应电流产生,若第一次缓慢插入,流过R的电流大小为I1,第二次迅速插入,流过R的电流大小为I2,则两次电流大小的比较为______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,边长为L的正方形金属框,匝数为n,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为2mg,下列说法正确的是(   )
A.线圈的感应电动势大小为nk·
B.细绳拉力最大时,金属框受到的安培力大小为mg
C.从t=0开始直到细线会被拉断的时间为
D.以上说法均不正确

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,两根互相绝缘的通电长直导线,正交地放在水平面上。两个相同的闭合圆形线圈a、b放在同一水平面上,两线圈的圆心到两导线的距离都是d。设两直导线中的电流强度相等,方向如图所示。若两根导线中的电流以相同的变化率均匀减小。则 (      )
A.a中有顺时针方向的感应电流,b中无感应电流
B.b中有顺时针方向的感应电流,a中无感应电流
C.a中有逆时针方向的感应电流,b中无感应电流
D.b中有逆时针方向的感应电流,a中无感应电流

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,AB、CD是处在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B1的匀强磁场的两条金属导轨(足够长),导轨宽度为d,导轨通过导线分别与平行金属板MN相连,有一与导轨垂直且始终接触良好的金属棒ab以某一速度沿着导轨做匀速直线运动。在y轴的右方有一磁感应强度为B2的方向垂直纸面向外的匀强磁场,在x轴的下方有一场强为E的方向平行x轴向右的匀强电场。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子在M板由静止经过平行金属板MN,然后以垂直于y轴的方向从F处沿直线穿过y轴,而后从x轴上的G处以与x轴正向夹角为60°的方向进入电场和磁场叠加的区域,最后到达y轴上的H点。已知OG长为l,不计粒子的重力。求:

(1)金属棒ab做匀速直线运动速度的大小B?
(2) 粒子到达H点时的速度多大?
(3)要使粒子不能回到y轴边界, 电场强度以满足什么条件?

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