- 物理压轴题磁场
物理压轴题磁场的知识点包括:
1. 磁感应线:用来描述磁场分布的线,叫作磁感应线,简称磁感线。
2. 匀强磁场:磁感应强度大小不变(B),方向处处相同的磁场。
3. 磁通量:磁感应强度B与面积S的乘积,叫作磁通量。
4. 洛伦兹力:当运动电荷(在磁场中所受的力)与磁场方向垂直时,该力被称为洛伦兹力。
5. 安培力:通电导线在磁场中受到的力叫安培力。
6. 左手定则:伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
以上是物理压轴题磁场的一部分知识点,具体内容请咨询专业人士。
相关例题:
题目:
在一个长方形区域内,存在一个匀强磁场,其方向垂直于长方形平面向里。已知磁感应强度B = 0.5T,长方形区域的宽度为L = 2m,其中一半区域为阴影部分(未画出),另一半区域为空白部分。现在一个质量为m = 0.5kg的金属棒PQ放置在长方形区域内,其长度为L的一半,且与磁场边界平行。已知金属棒在t = 0时刻从静止开始运动,受到的安培力大小为F = 2N。
要求:
(1)求金属棒在磁场中运动的最大速度vm;
(2)求金属棒在磁场中运动的最大位移xm;
(3)求金属棒在磁场中运动的最大加速度am。
分析:
根据题意,金属棒在磁场中受到安培力作用,其运动过程可以分解为两个阶段:初始阶段,金属棒在安培力作用下加速运动;末阶段,金属棒做匀速直线运动。因此,我们需要根据牛顿第二定律和运动学公式求解最大速度、最大位移和最大加速度。
解答:
(1)初始阶段,金属棒受到的安培力为F = BIL,其中I为金属棒中的电流,L为其有效长度。由于金属棒在磁场中做加速运动,因此金属棒中的电流会逐渐增大。根据欧姆定律可得金属棒中的电流为I = E/R,其中E为电源电动势,R为其内阻。由于金属棒在磁场中受到的安培力与速度成正比,因此有F = kv,其中k为比例系数。联立以上各式可得金属棒中的电流为I = kvm/R。
根据牛顿第二定律可得金属棒的加速度为a = F/m = kvm/m。当金属棒达到最大速度时,加速度为零,此时有kvm/m = BIL/m = B^2L^2vm/mR。解得最大速度vm = F(R/B^2L^2 + 1)。
(2)末阶段,金属棒做匀速直线运动,因此其位移为xm = vm(t - t0),其中t0为其初始时刻的时间。联立以上各式可得最大位移xm = F(R/B^2L^2 + 1)(t - t0)。
(3)根据牛顿第二定律可得金属棒的最大加速度am = F/m = 4m/s^2。
总结:
本题是一道典型的物理压轴题,涉及磁场、安培力、牛顿第二定律和运动学等多个知识点。通过分析金属棒的运动过程,我们可以得到最大速度、最大位移和最大加速度的求解方法。需要注意的是,本题中的磁场方向垂直于长方形平面向里,因此金属棒中的电流方向与磁场方向垂直。另外,本题中的电源电动势和内阻均为已知量,因此可以根据欧姆定律和牛顿第二定律求解金属棒的运动参数。
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