(2002?上海)磁場具有能量,磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度,其值為
B2
,式中B是磁感強度,μ是磁導(dǎo)率,在空氣中μ為一已知常數(shù).為了近似測得條形磁鐵磁極端面附近的磁感強度B,一學(xué)生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P,再用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離△l,并測出拉力F,如圖所示.因為F所作的功等于間隙中磁場的能量,所以由此可得磁感強度B與F、A之間的關(guān)系為B=
2μF
A
2μF
A
分析:由于拉力F所作的功等于間隙中磁場的能量,能量密度為磁場中單位體積所具有的能量,故用能量除以體積就可以列出關(guān)系式求出磁感強度B與F、A之間的關(guān)系.
解答:解:由題意,磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度,其值為
B2

條形磁鐵與鐵片P之間的磁場具有的能量等于拉力F做的功,故
E=F?△x   ①
量密度為磁場中單位體積所具有的能量,故
B2
=
E
△l?A
   ②
由①②可解得
B=
2μF
A

故答案為:
2μF
A
點評:本題關(guān)鍵根據(jù)題意得到磁場能量密度的定義,然后根據(jù)功能關(guān)系求得條形磁鐵與鐵片P之間的磁場所具有的能量,再根據(jù)題意列式求解.
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(2002?上海)如圖所示,兩條互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi),距離為l=0.2米,在導(dǎo)軌的一端接有阻值為R=0.5歐的電阻,在X≥0處有一與水平面垂直的均勻磁場,磁感強度B=0.5特斯拉.一質(zhì)量為m=o.1千克的金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上,并以v0=2米/秒的初速度進(jìn)入磁場,在安培力和一垂直于桿的水平外力F的共同作用下作勻變速直線運動,加速度大小為a=2米/秒2、方向與初速度方向相反.設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略,且接觸良好.求:
(1)電流為零時金屬桿所處的位置;
(2)電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力F的大小和方向;
(3)保持其他條件不變,而初速度v0取不同值,求開始時F的方向與初速度v0取值的關(guān)系.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2002?上海)如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置的示意圖.一邊長為L、截面為正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面積為A的小噴口,噴口離地的高度為h.管道中有一絕緣活塞.在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b,其中棒b的兩端與一電壓表相連,整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中.當(dāng)棒a中通有垂直紙面向里的恒定電流I時,活塞向右勻速推動液體從噴口水平射出,液體落地點離噴口的水平距離為S.若液體的密度為ρ,不計所有阻力,求:
(1)活塞移動的速度;
(2)該裝置的功率;
(3)磁感強度B的大;
(4)若在實際使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)變小,試分析其可能的原因.

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