- 高三物理密度与电流
高三物理中,密度与电流有关的知识点主要包括:
1. 电流密度:电流密度是单位截面上的电流强度,通常用符号 J 表示。它表示单位面积上的电流大小,是电流在空间分布的一个特征参数。
2. 电流密度与电流的关系:电流密度和电流的关系是:电流密度=电流/面积。
3. 密度的概念延伸到电流中,可以理解为:如果把导体看成是是由许许多多的导线元组成的,当导线元中通过电流时,它会产生与周围其他导线元相互作用的磁场,这种磁场会导致周围其他导线元产生相应的磁感应强度,从而在宏观上表现为密度的分布。
因此,从微观角度看,密度和电流这两个概念是密切相关的。
相关例题:
题目:
已知一个电子的电荷量为e,质量为m,在电场中被电压为U的匀强电场加速后垂直射入一个磁感应强度为B的匀强磁场中,求电子离开磁场时的动能。
解题思路:
1. 电子在电场中加速,根据动能定理可求得电子获得的动能。
2. 电子在磁场中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力可求得电子的运动半径和周期。
3. 根据动能定理求出电子离开磁场时的动能。
解题过程:
设电子在电场中加速后的动能为E_{k},运动半径为r,运动周期为T。
根据动能定理:eU = E_{k} - 0,可得E_{k} = eU。
根据洛伦兹力提供向心力:Bqv = mfrac{v^{2}}{r},可得v = frac{Bq}{m}r,其中r为电子在磁场中的运动半径。
由于电子做匀速圆周运动,因此运动周期为T = frac{2pi r}{v} = frac{2pi m}{Bq}。
根据能量守恒定律,电子离开磁场时的动能等于加速后的动能减去在磁场中损失的动能:E_{k}’ = E_{k} - frac{1}{2}mv^{2} = eU - frac{1}{2}mfrac{B^{2}q^{2}}{mB}r^{2}。
将上述各式代入可得:E_{k}' = eU - frac{e^{4}U^{2}}{2mB^{2}} + frac{B^{4}q^{4}}{8m^{2}B^{3}e^{2}}。
答案:电子离开磁场时的动能为E_{k}' = eU - frac{e^{4}U^{2}}{2mB^{2}} + frac{B^{4}q^{4}}{8m^{2}B^{3}e^{2}}。
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