- 高考物理磁场电压
高考物理磁场电压相关的知识点包括:
磁场的基本物理性质,如磁感应强度、安培力、磁感线等。
电压的单位是伏特,简称伏,用字母V表示。电压是推动电荷定向移动形成电流的原因。
电动势、电压和电势差的区别,以及它们的联系。
闭合电路欧姆定律的内容、适用范围以及如何用伏安法、伏伏法测量电源电动势和内阻。
此外,还有电流的定义和公式,以及电容器、电磁感应等与磁场和电压相关的知识点。请注意,这是一个简要的列表,并不包括高考物理的所有知识点,具体考试内容可能因考试大纲和老师讲解的不同而有所变化。
相关例题:
题目:一个电子在电场中的运动。已知电场强度E=10^4 V/m,方向垂直于一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T。电子的质量为m=9.1 × 10^-31 kg,电荷量为e=-1.6 × 10^-19 C。求电子在磁场中可能达到的最大速度。
【分析】
根据电子在磁场中的运动,可以列出洛伦兹力提供向心力的方程,求解最大速度。
【解答】
根据题意,电子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有:
$evB = mfrac{v^{2}}{r}$
其中v为电子的最大速度,r为电子做圆周运动的轨道半径。
根据电场强度和磁感应强度,可以求出电子在磁场中的轨道半径:
$r = frac{mv}{eB}$
代入已知量可得:
$r = frac{9.1 times 10^{- 31} times v}{1.6 times 10^{- 19} times 0.5}m = 3 times 10^{- 27}m$
由于电子在磁场中做圆周运动时,洛伦兹力方向始终垂直于速度方向,因此电子的动能不变。根据能量守恒定律,电子的最大速度满足:
$E_{k} = E_{电} + E_{洛}$
其中E_{k}为电子的最大动能,E_{电}为电场对电子做的功,E_{洛}为电子受到的洛伦兹力做的功。
由于电子在磁场中做圆周运动的轨道半径不变,因此洛伦兹力做的功等于电子的动能变化量:
$E_{洛} = frac{1}{2}mv^{2}$
代入已知量可得:
$E_{洛} = frac{9.1 times 10^{- 31} times (v^{2})}{2}J$
将已知量代入能量守恒定律公式可得:
$E_{电} = E_{k} - E_{洛}$
代入已知量可得:
$E_{电} = mv^{2} - frac{9.1 times 10^{- 31} times (v^{2})}{2}J$
由于电场强度已知,因此可以求出电场对电子做的功:
$E_{电} = - eEd$
其中d为电子在电场中的位移。代入已知量可得:
$E_{电} = - eEd = - (1.6 times 10^{- 19}) times (3 times 10^{- 27}) times dJ$
将以上各式代入能量守恒定律公式可得:
$- (E_{电} + eBv) = mv^{2}$
将已知量代入上式可得:
$- ( - eEd + eBv) = mv^{2}$
化简可得:
v = sqrt{frac{2m(eEd + eB)}{m}} = sqrt{frac{2 times 9.1 times 10^{- 31}(E times 3 times 10^{- 27} + 0.5)}{9.1 times 10^{- 31}}} m/s = sqrt{4 times 3 times 10^{4}} m/s = 6.67 m/s
所以,电子在磁场中可能达到的最大速度为6.67 m/s。
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