高三物理中涉及的反向電流包括:
1. 充電后的電容器電流(反向):電容器充電后與電源相連,電容器極板上的帶電量不變,故電流方向與電場方向相同。
2. 金屬導體中的電流(自由電子定向移動形成):電流方向與負電荷定向移動方向相反。在金屬導體中自由電子的移動方向與電流方向相反。
3. 電磁感應中的感應電流(渦流):電磁爐的電阻絲產生的電流屬于渦流,其方向與電流表所測的線圈中的電流方向相反。
此外,還有超導材料中通以反向電流等。這些反向電流的概念在高三物理中都有詳細介紹。
題目:一個電子以速度v垂直射入一勻強磁場中,電子的質量為m,電量為e,電子進入磁場后的偏轉角為θ,求磁感應強度B的大小。
分析:電子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,根據上述條件可列出運動學方程和半徑方程,再根據題意可列出反向電流的電流強度方程,聯立上述方程即可求解。
答案:設電子射入磁場的速度方向與水平方向的夾角為α,電子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為r,則有:
運動學方程:$v\cos\alpha = \frac{1}{t} \cdot \Delta t$
半徑方程:$r = \frac{mv}{qB}$
由題意可知反向電流的電流強度為:$I = qvB\sin\theta$
聯立上述方程可解得磁感應強度B的大小為:
B = \frac{mv\cos\theta}{ql\sin\theta}
其中,m為電子質量,q為電子電量,v為電子入射速度,θ為電子進入磁場后的偏轉角。