AP物理C:力学:磁学

学习AP物理C:力学的概念,例题和解释

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例子问题

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问题1:了解磁场和电荷

一个质子旅行进入一个均匀的磁场并受到磁力的作用,使其沿圆形路径运动。假设磁场是,这个圆路径的半径是多少(红色部分)?

Uniform_field

可能的答案:


正确答案:

解释

为了计算单个电荷的磁力,我们用,在那里是质子的电荷,是它的速度,是均匀磁场。

由于磁力使质子沿圆周运动,我们设磁力方程等于向心力方程。

质子的质量是多少是圆路径的半径。解出

利用题目中给出的值,我们可以解出半径。

问题1:磁性

下面哪一项最好地描述了在磁铁存在的情况下,通过一个封闭球体的净磁通量?

可能的答案:

只有当磁铁完全封闭在表面内时才为零

只有当磁体的北极在表面内时才为负

不止一个选项是正确的

只有当磁体的北极在表面内时才为正

无论磁铁的方向如何,都是零

正确答案:

无论磁铁的方向如何,都是零

解释

通过任何封闭表面的净磁通量(或进出的净磁场)必须始终为零。这是因为磁力线没有起点和终点,所以任何进入表面的磁力线也必须出来。换句话说,“没有磁单极子。”

问题2:磁性

带电粒子和质量以…的速度移动垂直于均匀磁场,.粒子在场中的轨道周期是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

相关方程:

设磁力等于向心力,因为磁力是指向粒子圆形路径中心的,向心力定义为指向圆形路径中心的合力。

重新排列以隔离速度:

确定的距离,公转一圈,也就是半径圆的周长

把距离和速度代入,来解出周期

问题3:磁性

环

考虑一个带电流的载流回路,半径,中心

带电荷的粒子穿过中心,以速度飞向纸页.在粒子穿过回路的那一刻作用在粒子上的总电磁力,用给定的变量表示是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

正确答案是零。为了计算磁场对移动的带电粒子的力,我们使用叉乘。我们知道如果磁场平行于粒子的速度矢量,那么产生的力是零。

因为在这种情况下磁场和粒子的速度方向相同,我们知道作用在粒子上的磁力是零。

问题31:电磁学考试

假设远处有两根长而直的载流导线彼此之间,都有巨大的电流相反方向的。

如果上述两根导线没有被固定在原地,产生的磁场会产生什么运动?

可能的答案:

电线将保持在原位

导线会互相移动

导线会彼此远离

电线将逆时针旋转

电线将顺时针旋转

正确答案:

导线会彼此远离

解释

答案是,导线会相互移动。用右手定则,我们知道每根导线产生的磁场方向相同,只要它们的电流相反。再次使用右手定则来确定磁场作用在每根导线上的力的方向,它们相互作用时,每根导线都会产生一个远离另一根导线的力。

问题1:了解磁场和电线

有电流的无限长的电线而且被距离隔开了吗

Ps0_twowiresbfield

当前的在这页的第6A页。当前的在这页的第9A页。分离距离1.5mm。这一点距离1.5毫米在一条连接两根电线中心的线上。

这一点的净磁场的大小和方向是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

,磁场由于点向右(通过右手定则),其大小由:

,磁场由于点向右(通过右手定则),其大小由:

这两个指向相同方向的矢量相加,就得到一个大小相同的净磁场矢量向右。

第41题:电磁学考试

环

考虑一个带电流的载流回路,半径,中心

产生的磁场方向是什么?

可能的答案:

没有合成磁场

顺时针方向

逆时针方向

到屏幕上

屏幕外

正确答案:

到屏幕上

解释

正确答案在纸上。当电流顺时针运动时,我们可以用右手定则来计算载流环产生的磁场。向电流的方向弯曲右手的手指。这将导致你的拇指指向屏幕,表明磁场的方向。

问题1:了解磁场和电线

环

考虑一个带电流的载流回路,半径,中心

这一点的磁场会怎样如果半径减半,电流乘以4 ?

可能的答案:

新的磁场会比原来弱8倍

新的磁场会比原来弱四倍

新的磁场会改变方向

新的磁场强度是原来磁场强度的8倍

新的磁场强度将是原来磁场强度的四倍

正确答案:

新的磁场强度是原来磁场强度的8倍

解释

顺时针流过导线的电流将诱导一个指向屏幕的磁场。这样一个磁场的大小由方程给出:

利用改变后的值,我们可以推导出一个比率来确定磁场的变化。

产生的磁场将比原来的强8倍。

问题2:了解磁场和电线

环

考虑一个带电流的载流回路,半径,中心

这一点的磁场大小是多少?

可能的答案:

这一点没有磁场

正确答案:

解释

顺时针流过导线的电流将诱导一个指向屏幕的磁场。这样一个磁场的大小由方程给出:

第41题:电磁学考试

假设远处有两根长而直的载流导线彼此之间,都有巨大的电流相反方向的。

距离两根导线相等的一点磁场的大小是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

用右手定则计算载流导线产生的磁场,我们知道每条导线产生的磁场在导线之间的距离内方向相同。因此,我们知道总磁场就是一根导线的磁场乘以2。

用磁场方程:

乘以2,因为每条导线的磁场是相等的,代入给定的变量:

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