题目列表(包括答案和解析)
右手定则、楞次定律
1.右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四个手指________,并且都跟手掌在同一个________内,让磁感线________穿过手心,拇指指向导体________的方向,其余四指所指的方向就是________的方向.如图所示
2.楞次定律
(1)楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要________引起感应电流的________的变化.适用于所有电磁感应的情形.感应电流的磁场只是________而不是________原磁通量的变化.
(2)楞次定律的具体含义:
楞次定律可广义的表述为:感应电流的作用效果总表现为要阻碍(反抗)引起感应电流的原因.常有这么几种形式:
(1)从磁通量或电流(主要是自感)的角度看,其规律可总结为“________”.即若磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向________,若磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向________;
(2)从运动的角度看,会阻碍或引起相对运动,阻碍相对运动的规律表现为“来________去________”.或闭合回路能过“扩大”或“减小”面积来实现对磁通量变化的阻碍,规律为“大小小大”.实质是所受安培力的合力不为________.
(3)从能量守恒的角度看,感应电流的存在必然导致其它形式的能量向________能及________能转化.
1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时,发现了一种新的电磁效应:将导体置于磁场中,并沿垂直磁场方向通入电流,则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个电势差,这种现象后来被称为霍尔效应,这个电势差称为霍尔电势差。
(1)如图15甲所示,某长方体导体abcda′b′c′d′的高度为h、宽度为l,其中的载流子为自由电子,其电荷量为e,处在与ab b′a′面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B0。在导体中通有垂直于bcc′b′面的电流,若测得通过导体的恒定电流为I,横向霍尔电势差为UH,求此导体中载流子定向移动的速度大小。
(2)对于某种确定的导体材料,其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值,人们将H=
定义为该导体材料的霍尔系数。利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头,有些探头的体积很小,其正对横截面(相当于图14甲中的ab b′a′面)的面积可以在0.1cm2以下,因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度。如图15乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器,其中的探头装在探杆的前端,且使探头的正对横截面与探杆垂直。这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I,又可以监测出探头所产生的霍尔电势差UH,并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小,且显示在仪器的显示窗内。
试推导出所测位置磁感应强度大小的表达式(用物理量UH、H、I、l表示)。
(3)若某材料的电阻率为
,霍尔系数为H,图中的磁感应强度大小为B,试推导出霍尔电场的场强
与引起电流的外加电场的场强
比值的表达式。
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