- 物理必修三磁场
物理必修三磁场包括地磁场、电流的磁场、磁感应强度等。
地磁场:主要作用是保护地球上的生命不受宇宙辐射的伤害。地球磁场的南北两极与地理的两极并不重合,从地球外部看呈一个环绕地球的大漩涡。
电流的磁场:当导线中有电流通过时,导线的周围会产生磁场。通电导线的磁场方向与电流的方向有关。
磁感应强度:描述磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度的大小与磁场的性质和磁介质有关,与电流、导线等其他因素无关。
此外,物理必修三磁场还包括一些常见的磁场方向的规定,如小磁针在磁场中某点处北极的受力方向或小磁针北极静止时所指的方向等。这些方向规定可以帮助我们更好地理解和应用磁场。
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,有一个矩形区域,磁场方向垂直于区域边界。在磁场区域内,有一个带电粒子,受到磁场力的作用而做匀速圆周运动。
【问题描述】
在上述场景中,给定粒子的初速度和运动方向,以及磁场区域的边界条件。现在,改变磁场区域的边界条件,使得粒子在运动过程中与磁场区域边界发生碰撞,求粒子碰撞后的运动轨迹。
【解题思路】
1. 根据带电粒子在磁场中的运动规律,可以列出洛伦兹力提供向心力的方程:Bqv = mv²/r,其中B为磁场强度,q为粒子带电量,v为粒子速度,r为粒子做圆周运动的半径。
2. 根据题意,已知粒子的初速度和运动方向,可以求出粒子的初始半径r0。
3. 当磁场区域边界发生变化时,粒子的运动轨迹也会随之改变。根据粒子的运动轨迹和磁场边界条件,可以求出粒子在碰撞后的新半径r1。
4. 重复步骤1-3,直到粒子不再与磁场区域边界发生碰撞为止。
【例题解答】
假设带电粒子的电量为+q,质量为+m,磁场的磁感应强度为B。初始时,粒子以速度v从坐标原点O沿y轴正方向射出。已知磁场区域的宽度为L,边界条件为:从左边界沿x轴正方向到右边界的距离为L。
初始时,粒子的运动半径为r0 = mv/Bq。当磁场区域边界向右移动一小段距离Δx时,粒子的运动轨迹会发生变化,新半径为r1 = (mv²/Bq) + (BqΔx/m)。重复上述步骤,直到磁场区域边界不再移动为止。此时粒子的运动轨迹即为所求。
【结论】
磁场区域的边界条件变化会导致带电粒子在磁场中的运动轨迹发生变化。通过分析粒子的运动轨迹和磁场边界条件的关系,可以得出粒子在磁场中的运动规律。
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