- 高二物理大题磁场
高二物理大题中常见的磁场有:
1. 通电直导线周围的磁场;
2. 环形电流、小磁针在磁场中周围磁场的分布;
3. 带电粒子的运动所形成的磁场(如电子、质子在磁场中的运动,通电螺线管外部的磁场等);
4. 变压器铁芯的磁场,电磁铁的磁场等。
此外,还有地球的磁场、太阳的磁场等等。磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质,它可以通过磁场力(即磁体间的相互作用)作用于磁体及磁性物质。
相关例题:
【例题】
在一个长方形区域内(长为L,宽也为L)存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。已知磁感应强度为B,现有一个质量为m,电量为q的小金属棒(可看作点电荷)以一定的初速度v沿纸面从磁场区域的一个顶点A沿顺时针方向进入磁场,经过一段时间后,金属棒返回到原来的出发点A。求:
(1)金属棒在磁场中运动的初速度v;
(2)金属棒在磁场中运动时所受的安培力的大小。
【分析】
(1)金属棒在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律和几何关系求解初速度v。
(2)根据安培力公式求解金属棒在磁场中运动时所受的安培力的大小。
【解答】
(1)金属棒在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律有:
Bqv = mrv ①
其中r为金属棒运动的轨道半径。由于金属棒在磁场中做圆周运动的圆心在AB边的中点处,所以有:
r = L/2 ②
将②代入①得:
v = 2BqLm ③
所以金属棒在磁场中运动的初速度v为2BqLm。
(2)金属棒在磁场中运动时所受的安培力的大小为:
F = BIL ④
其中I为金属棒中的电流,L为有效切割长度。由于金属棒做圆周运动,所以切割的有效长度为:
L = 2r = L ⑤
将⑤代入④得:
F = 2BqLv ⑥
将③代入⑥得:
F = 4Bq²L²m ⑦
所以金属棒在磁场中运动时所受的安培力的大小为4Bq²L²m。
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