高中物理磁场电磁感应竞赛习题精析1_第1页
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文档简介

1、.磁场电磁感应竞赛习题精析1求解通过薄金属板的电流产生的磁场的磁感强度如图一所示，一宽为b的薄金属板，其电流为I.试求：在薄板的平面上，距板的一边为r的点P的磁感强度。解：在薄金属板所在的平面内，以点P为原点O，做轴如图二所示，现将薄金属板分割成宽度为的长直线电流，其电流为该线电流在P点激发的磁感强度为所有线电流在点P激发的磁场的方向均一样，因此点P的磁感强度B为这说明，在时，可将宽度为b的载流薄金属板视作载流线，B的分布曲线如图三。2证明霍尔电场强度与稳恒电场强度之比试证明霍尔电场强度与稳恒电场强度之比这里为材料的电阻率，n为载流子的数密度。分析：在导体内部，稳恒电场推动导体中的载流子定向运

2、动形成电流，由欧姆定律的微分形式，稳恒电场强度与电流密度应满足其中是导体的电阻率。当电流流过位于稳恒磁场中的导体时，载流子受到洛仑兹力的作用，导体侧面出现电荷积累，形成霍尔电场，其电场强度为其中V是载流子定向运动的速率。根据导体内部的电流密度由上述关系可得到要证明的结果。证明：由分析可知，在导体内部的稳恒电场强度为由霍尔效应，霍尔电场强度为因为载流子定向运动的方向与磁感强度正交，故，因此3求解半导体载流子的浓度载流子浓度是半导体材料的重要参数，工艺上通过控制三价或者五价掺杂原子的浓度，来控制P型或者N型半导体的载流子浓度。利用霍尔效应可以测量载流子的浓度或者类型。如下图一块半导体材料样品，均匀

3、磁场垂直于样品外表，样品中通过的电流为I，如今测得霍尔电压为，证明样品载流子浓度为证明：通电半导体中的载流子在洛仑兹力的作用下，逐渐积累在相距为b的导体两侧，形成霍尔电压而流经导体横截面SS=bd的电流为由此可得到，载流子的浓度为4求解加磁场后水银的流速如下图，有一个长为，宽为b，高为h的矩形管，图中前后两侧面阴影部分为导体板，其余部分为绝缘板，用导线将两金属板相连，金属板和导线的电阻可以忽略不计。今有电阻率为的水银流过矩形管，流速为.设管中水银的流速与管两端的压强差成正比，流速为时的压强差为，在垂直于矩形管上下平面的方向上加均匀磁场，磁感强度为B，试求：加磁场后水银的流速。解：由分析可以得到

4、，由于水银的流动，产生压差的增量为此时管两端的压差为又根据题意，有解，得到5求解输电线中的电流和输送的电功率一直流变电站将电压为500kV的直流电，通过两条截面不计的平行输电线输向远方。两输电导线间单位长度的电容为，假设导线间的静电力与安培力正好抵消，试求：（1） 通过输电线的电流；（2） 输送的功率。分析：当平行输电线中的电流相反时，它们之间存在互相排斥的安培力，其大小可由安培定律确定。假设两导线间距为d，一导线在另一导线位置激发的磁感强度，导线单位长度所受安培力的大小为。由于电流是电荷的定向运动形成的，可将导线看作带等量异号电荷的导体，因为两导线间单位长度的电容C和电压U，那么单位长度导线所带的电荷，一导线在另一导线位置所激发的电场强度两导线间的单位长度所受的静电吸引力。使静电

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