高考物理磁场中的单棒主要包括以下几种:
1. 通电螺线管:它是一种典型的磁场分布,可以用右手定则来描述。
2. 条形磁铁:这是一种常见的磁场分布,用右手握住磁铁,拇指指向磁极,四指弯曲的方向表示磁场的方向。
3. 直导线棒:如果有一个通电的直导线棒放置在线圈中,那么它也可以视为一个磁场分布。
4. 环形线框:当一个线框处于变化的磁场中时,会产生感应电流,从而形成安培力。
此外,单匝矩形闭合线框可以视为一个磁偶极子,其磁场的分布和大小可以用磁偶极子的磁距、电场强度等概念来描述。
以上就是高考物理磁场中的一些常见单棒。这些模型通常用于电磁感应、安培力等考点的考查。
【例题】
一个长为L的均匀金属棒,质量为m,电阻为R,放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于棒的平面。已知金属棒中没有电流通过时,它受到的安培力大小为F。求:
(1)金属棒中的感应电动势;
(2)金属棒受到的安培力所做的功。
【分析】
(1)根据法拉第电磁感应定律,可求得感应电动势的大小。
(2)根据安培力公式,可求得安培力所做的功。
【解答】
(1)金属棒中产生的感应电动势为:$E = BL\frac{\Delta L}{L} = B\Delta L$
(2)根据安培力公式,可求得安培力的大小为:$F = BIL = B^{2}L^{2}\frac{\Delta L}{R}$
安培力所做的功为:$W = F\Delta L = B^{2}L^{3}\frac{\Delta L^{2}}{R}$
【答案总结】
本题考查了磁场单棒的电磁感应问题,需要掌握法拉第电磁感应定律、安培力公式等基础知识。
【说明】
本题是一道较为简单的题目,主要考查学生对电磁感应定律和安培力公式的掌握情况。在解答过程中,需要运用物理公式进行推导和计算。同时,需要注意题目中的已知条件和所求问题的关系,以便正确求解。