高三物理中涉及的反向电流包括:
1. 充电后的电容器电流(反向):电容器充电后与电源相连,电容器极板上的带电量不变,故电流方向与电场方向相同。
2. 金属导体中的电流(自由电子定向移动形成):电流方向与负电荷定向移动方向相反。在金属导体中自由电子的移动方向与电流方向相反。
3. 电磁感应中的感应电流(涡流):电磁炉的电阻丝产生的电流属于涡流,其方向与电流表所测的线圈中的电流方向相反。
此外,还有超导材料中通以反向电流等。这些反向电流的概念在高三物理中都有详细介绍。
题目:一个电子以速度v垂直射入一匀强磁场中,电子的质量为m,电量为e,电子进入磁场后的偏转角为θ,求磁感应强度B的大小。
分析:电子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据上述条件可列出运动学方程和半径方程,再根据题意可列出反向电流的电流强度方程,联立上述方程即可求解。
答案:设电子射入磁场的速度方向与水平方向的夹角为α,电子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,则有:
运动学方程:$v\cos\alpha = \frac{1}{t} \cdot \Delta t$
半径方程:$r = \frac{mv}{qB}$
由题意可知反向电流的电流强度为:$I = qvB\sin\theta$
联立上述方程可解得磁感应强度B的大小为:
B = \frac{mv\cos\theta}{ql\sin\theta}
其中,m为电子质量,q为电子电量,v为电子入射速度,θ为电子进入磁场后的偏转角。