- 物理必修二磁场
物理必修二磁场包括磁感应线、磁铁与电流的作用、磁场对电流的作用、洛伦兹力、安培力、磁通量等。
磁感应线:用来描述磁场中磁感应强度的分布和方向。在磁场中某一点,如果放一根小磁针,小磁针的北极指向就是该点磁感应强度的方向。
磁铁与电流的作用:磁场是由磁铁或电流产生的。磁铁的磁场和电流产生的磁场可以用来解释许多物理现象,如电磁感应、电动机、发电机等。
磁场对电流的作用:在磁场中,通电导线会受到一个力的作用,这个力叫做安培力。安培力的方向可以用左手定则来判定,即伸开左手,让磁感线穿过手心,四指指向电流的方向,大拇指指向的就是安培力的方向。
洛伦兹力:带电粒子在磁场中运动时会受到一个力的作用,这个力叫做洛伦兹力。洛伦兹力的方向可以用左手定则来判定,即伸开左手,让四指指向带电粒子的运动方向,大拇指指向的就是洛伦兹力的方向。
安培力:当通电导线在磁场中受到力的作用时,这个力叫做安培力。安培力的方向可以用左手定则来判定,即伸开左手,让磁感线穿过手心,四指指向电流的方向,大拇指指向的就是安培力的方向。
磁通量:在磁场中某处,穿过线圈的磁感线条数叫做磁通量。如果线圈是垂直于磁场放置的,那么穿过线圈的磁感线条数等于磁感应强度乘以线圈的面积再乘以垂直磁场放置的法线方向的投影长度。
以上是物理必修二中关于磁场的一些内容,磁场是物理学中的一个重要概念,它与电场共同构成了电磁学的基础。
相关例题:
题目:
一个电子(质量为 m,电荷量为 e)以速度 v 垂直射入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,电子运动的方向与磁场方向垂直。求电子在磁场中的运动轨迹。
分析:
在磁场中,电子受到洛伦兹力作用,根据左手定则可以确定磁场的方向。电子在磁场中的运动轨迹是圆弧,其半径和圆心角可以根据洛伦兹力提供向心力来求解。
解答:
根据左手定则,可以确定磁场的方向垂直纸面向里。
设电子在磁场中的运动轨迹的圆心为 O,半径为 R。根据洛伦兹力提供向心力,有:
F = Bevsinaθ = mvsinaθ
其中,θ为圆心角,sinaθ为弦/半径。
由于电子射入磁场的速度方向与磁场方向垂直,所以弦/半径为最大值 r = R。因此,上式可以简化为:
F = BevR = mvsR
根据牛顿第二定律,有:
F = ma
因此,电子在磁场中的运动方程为:
R = vt + at²/2
其中,t 是时间,a 是加速度,与速度 v 和磁场强度 B 有关。
解得:轨迹圆心 O 的坐标为 ( - R, 0),轨迹圆弧的方程为 y = - Rsin(vta/Bem)。
总结:电子在匀强磁场中的运动轨迹是一个圆弧,其半径和圆心角可以根据洛伦兹力提供向心力来求解。
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