- 物理必修3磁场
物理必修3磁场包括以下几种:
1. 恒定磁场:磁场强度由电荷的运动产生,大小和方向都不随时间变化。
2. 涡旋电场:当电荷运动时,其周围会出现电场,其电场强度的大小和方向随时间变化,这种电场被称为涡旋电场。
3. 磁感应线:用来形象描述磁场分布情况的假想曲线,称为磁感应线或磁力线。
4. 磁极和磁极间的相互作用:两磁铁相互作用是通过磁场实现的,磁极间的相互作用遵循库仑定律。
5. 安培环路定理:描述了磁场的基本定理,其环路上的磁场强度等于磁源的磁场强度的散布。
6. 洛伦兹力:带电粒子在磁场中运动时会受到一个向心力,这是由于洛伦兹力的存在。
7. 霍尔效应:这种现象是由于电荷在固体材料中受到电场和磁场的作用而产生的。
8. 法拉第电磁感应定律:描述了磁场变化时会在电路中产生电动势的规律。
以上是物理必修3磁场中的一些内容,仅供参考。
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垂直于磁场射入磁场中。磁感应强度为B。
【问题】
(1)如果粒子在磁场中做匀速圆周运动,求粒子的轨道半径和周期;
(2)如果粒子在磁场中做非匀速圆周运动,求粒子的运动轨迹方程;
(3)如果粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T,求磁感应强度B的最小值。
【分析】
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动时,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可求得粒子的轨道半径和周期。
(2)粒子在磁场中做非匀速圆周运动时,洛伦兹力并不总是提供向心力,此时粒子的运动轨迹不是圆周,需要用微积分求解。
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T,根据公式T=2πm/Bq可求得磁感应强度B的最小值。
【解答】
(1)根据洛伦兹力提供向心力有:qvB = mv²/r,解得:r = mv/qB。周期T = 2πr/v = 2πm/qB。
(2)当粒子做非匀速圆周运动时,洛伦兹力并不总是提供向心力,此时粒子的运动轨迹不是圆周。需要用微积分求解。具体求解过程略。
(3)当粒子做匀速圆周运动时,磁感应强度B的最小值为:Bmin = qv/2πm。其中v为粒子的速度,m为粒子的质量,q为粒子的电荷量。
【例题应用】
一个带电粒子以一定的速度垂直射入匀强磁场中,已知磁感应强度为B,粒子的质量和电荷量为q。求:
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径;
(2)粒子在磁场中运动的周期;
(3)如果磁感应强度变为原来的两倍,那么粒子在磁场中的运动轨迹半径和周期分别变为原来的多少倍?
【分析】
根据上述例题中的公式和结论进行解答即可。
【答案】
(1)根据题意可知,粒子在磁场中做匀速圆周运动,轨道半径为r = mv/qB。
(2)根据题意可知,粒子在磁场中做匀速圆周运动,周期为T = 2πm/qB。
(3)如果磁感应强度变为原来的两倍,那么粒子在磁场中的运动轨迹半径变为原来的两倍,周期不变。因为半径和周期都与磁感应强度无关。
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