根据图甲所示,有界匀强磁场可能包含以下几种情况:
1. 垂直于纸面向里的磁场,即磁场的方向垂直于纸面向里。
2. 垂直于纸面向外的磁场,即磁场的方向垂直于纸面向外。
3. 水平方向的匀强磁场,即磁场的方向与纸面平行。
4. 还有其他方向的匀强磁场,具体取决于图中的布局和标记。
请注意,这只是一些可能的情况,实际的情况可能会因图中的具体细节而有所不同。
题目:在图甲所示的匀强磁场中,有一根长度为L的直导线,其电阻率为ρ,密度为ρ_d,磁感应强度为B。已知导线与磁场垂直,求导线所受的安培力。
解答:
根据安培力公式 F = BIL,其中I是电流强度,L是导线长度,B是磁感应强度,我们可以得到导线所受的安培力:
F = BIL = B (L/ρ_d) (V/T)
其中V是导线内的自由电子所占体积,T是自由电子的平均热动能。由于导线内的电子是均匀分布的,所以V可以表示为:
V = LS
其中S是导线的横截面积。由于电子在磁场中做圆周运动,其平均热动能可以表示为:
T = √(2m_ek_BT_B)
其中m_e是电子质量,k_B是玻尔兹曼常数,T_B是室温。将以上各式代入安培力公式,可得:
F = BL√(ρ_dk_BT/m_e)
其中T是室温。
答案:当导线与磁场垂直时,导线所受的安培力为 F = BL√(ρ_dk_BT/m_e)。这个力的大小取决于磁感应强度、导线长度、电阻率、电子质量和室温等因素。