- 高二物理试题磁场
高二物理试题中的磁场包括以下几种:
1. 恒定磁场:磁场强度B大小和方向均不随时间变化的磁场,如电磁铁、直流电流等产生的磁场。
2. 涡旋电场:感应电场(感生电场)和位移电流产生的磁场。它们会产生磁场,具有电场和磁场的双重性质。
3. 环形电流:其中流有很细的金属丝,通电后相当于无数个小电池,共同产生一个环形磁场。
4. 磁介质:磁介质是指影响物质磁性的物质,包括磁性物质和非磁性物质。
5. 磁极:磁场中某点的磁感应强度B的来源,以及磁场的方向都构成了该磁极。
以上是高二物理试题中常见的磁场类型,具体内容可能因教材版本或教师出题思路而异。
相关例题:
【例题】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,其圆心为O,已知粒子在磁场中运动的轨道半径为R,求:
(1)带电粒子在磁场中运动的周期;
(2)若粒子从O点沿垂直于磁场方向以某一初速度进入磁场,粒子将沿顺时针方向做圆周运动,求粒子在磁场中运动的最短时间。
【分析】
(1)带电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周期。
(2)粒子在磁场中运动的最短时间取决于粒子在磁场中的运动轨迹与边界的交点位置,根据几何关系求解。
【解答】
(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律得:
$qvB = mfrac{v^{2}}{R}$
解得:$v = frac{qBR}{m}$
带电粒子在磁场中运动的周期为:
$T = frac{2pi R}{v} = frac{2pi mBR}{q}$
(2)粒子从O点沿垂直于磁场方向以某一初速度进入磁场,粒子将沿顺时针方向做圆周运动,当粒子运动到与边界相切的位置时,运动时间最短。设此时粒子的速度为v_{min},根据几何关系可知:
$R = frac{1}{2}R_{min}$
解得:$v_{min} = frac{qBR}{m}$
粒子在磁场中运动的最短时间为:
$t_{min} = frac{T}{4} = frac{pi mR^{2}}{4qB}$
【说明】本题考查了带电粒子在磁场中的运动问题,关键要掌握洛伦兹力提供向心力的条件和圆周运动的规律。解题时要注意分析粒子的运动轨迹与边界的交点位置,确定最短时间。
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