- 物理必修3磁场
物理必修3磁场包括:
1. 恒定磁场:磁场是存在于宇宙万物中的一种客观物质,而恒定磁场则是指磁场强度B保持不变的磁场。
2. 磁感应线:用来描述磁场分布情况的假想曲线,实际上并不存在。
3. 电流的磁场:导线中电流会产生磁场,为右手螺旋定则。
4. 磁铁和电流的磁场:磁铁和电流都会产生磁场,为安培定则。
5. 磁介质:在磁场中,除了有磁力线的密集区域即磁化强度较高的区域外,还有磁力线稀疏的区域,即磁化强度较小的区域。
6. 磁化:当铁磁质被磁化时,由于磁畴的转向以及磁化强度的分布都发生了变化,因此它的磁性也发生了变化。
以上是物理必修3磁场的一些基本概念,具体内容建议咨询专业老师或查阅相关书籍。
相关例题:
题目:磁场中的带电粒子运动
【问题背景】
在一个匀强磁场中,有一个带电粒子,质量为m,带电量为+q,以一定的速度v垂直于磁场射入磁场中。磁感应强度为B。
【问题】
(1)如果粒子在磁场中做匀速圆周运动,求粒子的轨道半径和周期;
(2)如果粒子在磁场中做非匀速圆周运动,求粒子的运动轨迹方程;
(3)如果粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T,求粒子在磁场中的最大速度。
【解答】
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律和圆周运动规律可得:
mv/qB = mrv²/r = 2πrv/T
解得:r = mv/qB,T = 2πm/qB
(2)粒子在磁场中做非匀速圆周运动时,洛伦兹力并不提供向心力,而是改变速度的方向,因此粒子的运动轨迹不是圆周。设粒子的运动轨迹的圆心角为θ,则有:
θ = ∫(t到无穷大) v·dt = ∫(t到无穷大) qvB·r·sinθdθ = -qvBtB/m + π/2
其中r为粒子的轨道半径,由上题可知r = mv/qB。因此,粒子的运动轨迹方程为:y = -x²/r + π/2 - x。
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T,根据上题中的公式T = 2πm/qB可得:
v = qB/mT
当粒子在磁场中的速度最大时,其轨道半径也最大。根据上题中的公式r = mv/qB可得:
rmax = qB/m²vmax = q²B²T²/(4π²m²)
因此,粒子在磁场中的最大速度为:vmax = qB√(4πm/q²T²) = B√(4πmT²/q²)
【总结】
本题主要考查了带电粒子在磁场中的运动规律,包括匀速圆周运动和非匀速圆周运动两种情况。通过洛伦兹力提供向心力和运动学公式可以求解粒子的轨道半径和周期等参数。同时,需要注意粒子在磁场中的最大速度与周期的关系。
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