- 高三物理磁场图像
高三物理磁场图像主要有以下几种:
1. 磁感应强度B随时间t的变化图像,通常根据磁场强度传感器测量的数据绘制。
2. 带电粒子在磁场中的运动轨迹的磁场强度图像,轨迹为圆或抛物线。
3. 霍尔电压随磁场强度变化的图像,可以通过测量得到。
4. 磁场中某点的磁场强度与小磁针偏离平衡位置的角度关系图像,通常是小磁针放在该点处并指向标。
此外,还有描述磁场中某点磁感应强度矢量线分布情况的图像等。请注意,这些图像的理解和绘制需要结合具体的物理情境和知识进行。
相关例题:
题目:
有一个带电粒子,质量为 m,电荷量为 q,以速度 v 从 P 点射入一圆形匀强磁场区域,粒子运动轨迹如图像所示。已知圆周的半径为 R,圆心为 O,粒子从 A 点离开磁场区域。求:
(1)该圆形磁场区域的宽度是多少?
(2)该磁场区域的磁感应强度 B 是多少?
图像示例:
这是一个极坐标系下的磁场图像,其中 r 是粒子的径向距离,θ是粒子与铅直线的夹角。在图中,粒子从 P 点进入磁场,然后在圆形区域内运动,最后从 A 点离开。
解答:
(1)根据题意,粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,可得:
mv²/R = qvBsinθ (在图像中,θ表示角度)
粒子从 A 点离开磁场,所以 θ = 90度。代入上式可得:
B = mvR/q = mRv/q
由于粒子在圆形区域内运动,所以该磁场区域的宽度为:
L = 2πR - 2r (在图像中,r 表示圆的半径)
由于粒子的径向距离 r 和入射点 P 到圆心的距离 r0 相等,所以:
r = r0 - Lsinθ (在图像中,θ表示角度)
将上述两式代入可得:
L = πR - mvR/qB (注意将上式中的 B 代入)
解得:L = πR - 2R (注意单位为米)
即该圆形磁场区域的宽度为 πR - 2R 米。
(2)根据粒子在磁场中的运动规律,可得粒子在磁场中运动的时间为:
t = d/v (在图像中,d 表示圆的直径)
由于粒子在圆形区域内运动了半个圆周,所以时间 t = πR/v。代入上式可得:
B = mv/qL (注意将上式中的 L 代入)
解得:B = mvR/qL = mv²R/qπR² = mv/πqr (注意单位为特斯拉)
即该磁场区域的磁感应强度 B 为 mv/πqr 特斯拉。
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