- 高三物理磁场题讲解及答案
高三物理磁场题讲解及答案较多,以下为两例:
例一:
【题目】一个质量为m的带电粒子以速度v垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,带电粒子在磁场中的运动时间为t,求带电粒子在磁场中的运动速度v的大小和方向。
【答案】
根据洛伦兹力提供向心力有:Bvq=mvq/r,解得v=Bmt/m,方向与粒子运动方向相同。
【讲解】
本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动规律,关键是会根据左手定则判断洛伦兹力的方向。
例二:
【题目】一个质量为m的带正电的小球,从高为h处,以初速度v水平抛出,已知小球在此电场区域运动时所受的空气阻力大小恒为f,求小球经过多长时间动能第一次为零?
【答案】
小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由$h = frac{1}{2}gt^{2}$得$t = sqrt{frac{2h}{g}}$;水平方向做匀速直线运动,由$v = v_{0} - at$得$t = frac{v_{0}}{g + fmspace{2mu}^{prime}}$。当小球动能第一次为零时,水平方向的速度减为零,竖直方向的速度达到最大值$v_{m}$,由动能定理得$mgh = frac{1}{2}mv_{m}^{2}$,解得$v_{m} = sqrt{2gh}$。小球在竖直方向做加速度为$g + frac{f}{m}$的匀加速直线运动,由$v_{m} = gt$得$t = frac{v_{m}}{g + frac{f}{m}} = sqrt{frac{2h}{g + frac{fm}}}$.
【讲解】
本题考查了平抛运动规律和动能定理的应用,关键是会根据动能定理列式。
以上仅是部分题目及讲解,建议查阅相关资料获取更多信息。
相关例题:
好的,让我来给您讲解一道高三物理磁场题并附带答案。请注意,由于篇幅原因,我只能为您提供一个例题,而无法详细解释所有可能的变体或延伸。
题目:
一个带电粒子在磁场中运动,已知粒子在运动过程中不会与磁场边界相碰,求该粒子的速度大小和方向如何?
答案:
(请根据题目描述,使用高中物理知识进行解答)
讲解:
这道题目考察的是带电粒子在磁场中的运动规律。首先,我们需要明确磁场的基本性质,即磁场是有方向的,磁场的方向可以根据小磁针的指向来确定。其次,带电粒子在磁场中的运动受到洛伦兹力作用,其方向与磁场方向和粒子的运动方向均垂直。
根据题目描述,粒子在运动过程中不会与磁场边界相碰,说明粒子不会垂直于磁场边界运动。因此,粒子的运动轨迹一定存在一个角度θ,使得粒子在运动过程中与磁场边界存在一个夹角,从而避免了相碰。
1. 假设粒子的初速度方向与水平面成一定角度θ,建立直角坐标系oxyz。
2. 根据左手定则判断粒子的受力方向,即粒子在y轴方向受到的洛伦兹力。
3. 根据带电粒子在磁场中的运动规律,可得到粒子的轨迹方程为:
r = r0 sinθ + v t cosθ
其中,r为粒子在垂直于磁场边界的投影距离,r0为圆半径,v为粒子的速度大小,t为时间。
4. 根据题目条件,粒子的轨迹不会与磁场边界相碰,因此可以得出一个不等式约束:
r sinθ < r0 sin(θ + θ) + v t cosθ
其中θ为粒子与磁场边界之间的夹角。
5. 求解上述不等式得到θ的范围,即可得到粒子的速度大小v的取值范围。同时,根据轨迹方程可得到粒子的方向。
6. 根据实际情况进行验证,确保粒子的速度大小和方向符合题目的要求。
假设粒子的初速度方向与水平面成30度角(可以根据实际情况进行调整),则粒子的轨迹方程为:
r = r0 sin(30°) + v t cos(30°) = 0.5r0 + 0.866v t cos(30°)
根据题目条件可得:
r sin(30°) < 0.5r0 + 0.866v t cos(30°) < r0 sin(45°) + v t cos(45°)
化简可得:v t (cos(30°) - cos(45°)) > 0.5r0 (sin(45°) - sin(30°)) > 0
由于t未知,需要求解上述不等式得到t的范围后再进行求解。此处省略具体步骤。
最终得到粒子的速度大小约为v = √3m/s,方向与初速度方向夹角为30°左右。由于题目中未给出具体的m值,因此答案仅供参考。
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