- 磁场电场高中物理
高中物理中涉及的磁场和电场包括:
磁场:磁感线,磁感应强度(B),安培力,洛伦兹力,带电粒子在匀强磁场中的运动。
电场:电场线,电场强度(E),库仑力,电势(与电势能),点电荷电场中的电势差。
此外,还有静电场中的电容器的相关内容。请注意,这些只是高中物理中的一部分知识点,要全面掌握磁场和电场的知识,还需要对更深入的概念进行学习。
相关例题:
题目:一个质量为 m 的小球,在电场强度为 E 的水平电场中,从A点移动到B点,移动过程中电场力做功为 W1;然后在匀强磁场中从B点移动到C点,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度为 B,小球受到的洛伦兹力做功为 W2。已知A、B两点在同一水平线上,且A、C也在同一水平线上。求:
(1)A、B两点间的电势差;
(2)A、C两点的电势差。
解答:
(1)在电场中,根据电势差定义式可得:
UAB = W1/q
其中 q 为小球所带电荷量。
由于小球在电场中受到的电场力方向水平向右,所以小球从A点移动到B点的过程中,电场力做正功,即 W1 > 0。
又由于小球在磁场中受到的洛伦兹力方向垂直于纸面向外,所以小球从B点移动到C点的过程中,洛伦兹力做负功,即 W2 < 0。
由于 A、B两点在同一水平线上,且 A、C也在同一水平线上,所以小球在电场和磁场中受到的力的大小相等。
因此,根据能量守恒定律可得:
W1 = W2 + qvB
其中 v 为小球在磁场中的速度。
联立以上各式可得:
UAB = UCB + qvB
又由于 A、B两点在同一等势面上,所以 UCB = 0,因此有:
UAB = qvB
即 A、B两点间的电势差为 qvB。
(2)由于 A、C两点在同一等势面上,所以有:
UAC = UAB = qvB
又由于小球在电场中受到的电场力方向水平向右,所以小球从A点移动到C点的过程中,电场力做正功。
因此,根据能量守恒定律可得:
WAC = W1 + qvB^2/R + qvBR = qvB^2 + W1
其中 R 为小球在磁场中的轨道半径。
联立以上各式可得:
UAC = E^2R/2g + qvB^2/R + W1 - WAC = E^2R/2g - WAC = E^2R/2g - (qvB^2 + W1) = E^2R/2g - (qvBR + qvB^2) = E^2R/2g - qv(B^2 + R) = E^2R/2g - qv(vBR + B^2) = E^2R/2g - qv(v^2 + B^2) = E^2R/2g - v(E^2R + 4qvB) = (E^2 - 4qvB)R/2g
因此,A、C两点的电势差为 (E^2 - 4qvB)R/2g。
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