- 物理必修五磁场
物理必修五中的磁场包括:
1. 恒定磁场:描述磁感应强度的概念,与电流方向垂直的磁场为恒定磁场。
2. 变化磁场:描述磁感应强度的变化所产生的磁场。
此外,磁场还包括具有磁性的物质所形成的磁场、磁极和电流在空间产生的相互作用力等。在物理学中,磁场是物质的一种基本形式,是由同种电荷之间以及不同电荷所产生的相互作用力所引起的。磁场的基本性质包括磁力作用以及磁场的相对性等。
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,有一个带电粒子,质量为m,带电量为+q,以一定的速度v垂直于磁场射入。磁感应强度为B。
【问题】
(1)如果粒子从另一侧射出磁场,求粒子在磁场中的运动时间。
(2)如果粒子从侧边射入磁场,粒子在磁场中做圆周运动,求粒子的轨道半径和周期。
【分析】
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律和圆周运动的规律求解时间。
(2)根据粒子在磁场中的运动轨迹,可以画出其运动轨迹的圆心角,再根据圆周运动规律求解轨道半径和周期。
【解答】
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,则有:
Bvq = ma ①
轨道半径为:r = mv/Bq ②
运动时间为:t = T/4 = (2πr/v) = (2πm/Bq)t ③
联立①②③式可得:t = (2m/Bq)π√(mv^2/2g)
(2)根据粒子在磁场中的运动轨迹,可以画出其运动轨迹的圆心角θ,再根据圆周运动规律求解轨道半径和周期。
由几何关系可知:θ = 2πr/L ④
由圆周运动规律可得:T = 2πm/Bq ⑤
联立④⑤式可得:T = 2πm/Bq(1 + √(1 - v^2/g^2))
【说明】
本题是一道基础题,主要考查了带电粒子在磁场中的运动规律。解题的关键是理解洛伦兹力提供向心力的条件,以及掌握圆周运动的规律。同时需要注意题目中的已知条件和限制条件,避免出现错误。
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