- 高二物理磁场例题
以下是一些高二物理磁场相关的例题:
1. 题目:在某一区域,存在匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于纸面向里。一电子以某一速度v沿与B成60°角射入磁场,不计电子的重力,电子的质量为m,求电子做什么运动?
答案:电子做匀速圆周运动。
2. 题目:在匀强磁场中,有两个电子分别以相同的速度沿垂直于磁场的方向射入磁场,每个电子的质量为m,电量为e,求它们运动轨迹所围的图形的面积。
答案:由于电子的速度相同,所以它们运动轨迹所围的图形是全等图形,可以看成电子在垂直于磁场方向上做匀速直线运动,而在磁场中做匀速圆周运动。
3. 题目:在匀强磁场中,有两个电子分别以不同的速度沿垂直于磁场的方向射入磁场,它们运动轨迹所围的图形的面积会有什么变化?
答案:当电子的速度增大时,电子运动轨迹所围的图形面积会增大。因为电子受到洛伦兹力提供向心力,速度增大时向心力增大,运动轨迹半径增大,所以运动轨迹所围的图形面积会增大。
这些题目涵盖了磁场的基本概念、带电粒子在磁场中的运动以及粒子运动的面积问题,可以帮助你更好地理解高二物理磁场的相关知识。
相关例题:
题目:一个质量为 m 的带电粒子在磁感应强度为 B 的匀强磁场中做匀速圆周运动,测得其圆周半径为 R。求:
(1)带电粒子带何种电荷?电荷量为多少?
(2)带电粒子在磁场中运动的周期是多少?
(3)若带电粒子从静止开始进入磁场,经过多长时间会做匀速圆周运动?
解答:
(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,说明粒子受到的洛伦兹力提供向心力,根据左手定则可以判断出粒子带正电。
(2)根据洛伦兹力提供向心力有:qvB = m ,其中v为粒子在磁场中的速度,解得v = ,又因为R = ,所以周期T = 。
(3)根据能量守恒定律,粒子的动能与电势能之和为常数,即:E_{k} + E_{p} = C,其中E_{k}为粒子的动能,E_{p}为粒子的电势能,C为常数。由于粒子从静止开始进入磁场,所以粒子的初动能为零,即E_{k} = 0。又因为粒子做匀速圆周运动,所以粒子的速度大小不变,即动能不变。因此,粒子的电势能E_{p} = C - E_{k} = C - 0 = C。当粒子的电势能全部转化为动能时,粒子将做匀速圆周运动。根据能量守恒定律,有:qvB = ,其中v为粒子的速度。将上式代入能量守恒定律的表达式中,得到:t = ,其中m为粒子的质量。因此,经过时间t后,粒子将做匀速圆周运动。
希望这个例题能够帮助你理解高二物理磁场的相关知识。
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