- 磁场物理洛伦兹力
磁场物理洛伦兹力包括以下内容:
1. 定义:在磁场中,带电粒子(或电流)受到的洛沦兹力。
2. 方向:通过左手定则来确定力的方向,具体来说,四指指向正电荷的运动方向,大拇指方向就是洛沦兹力的方向。
3. 大小:当电荷在磁场中运动时,洛沦兹力的大小取决于运动电荷的电流强度以及磁感应强度。
4. 作用效果:洛沦兹力使带电粒子(或电流)发生偏转,因此可以用来检验电场和磁场的存在。
此外,磁场物理洛伦兹力还包括磁场的概念,磁场是存在于磁体周围的一种特殊物质,它可以用磁感线来描述,具有方向性、强度和作用范围。磁体间的相互作用就是通过磁场发生的,包括磁极之间的相互作用和磁体对放入其中的小磁针的作用。在磁场中,磁感线总是从磁体的北极出发指向磁体的南极,而运动电荷在磁场中所受的洛沦兹力的方向也是根据磁场的方向来确定。
相关例题:
题目:一个质量为5g,带电量为+ 1.0 × 10^-8C的金属小球,在匀强磁场中以一定的角速度ω绕着垂直于磁感线的轴匀速转动。已知磁感应强度B = 0.5T,金属小球转动的半径为0.5cm。求:
(1)金属小球受到的洛伦兹力的大小和方向;
(2)金属小球转动的周期和角速度。
解答:
(1)根据洛伦兹力公式F = qvB,可计算金属小球受到的洛伦兹力大小为:
F = qvB = 1.0 × 10^-8 × (2π/T) × 0.5 = 3.78 × 10^-6N
由于金属小球带正电,所以洛伦兹力方向垂直于磁场方向和金属小球的运动方向,指向圆心。
(2)根据金属小球做匀速转动时的几何关系,可得到半径r = Rsinθ,其中R为半径,θ为金属小球与磁场方向的夹角。由于金属小球在磁场中做匀速转动,所以θ角是恒定的。根据上述关系,可得到金属小球的角速度为:
ω = 2πr/T = 2π × (0.5cm)/(0.5 × 10^-2m) = 6πrad/s
又因为T = 2π/ω,所以金属小球的周期为:
T = 2π/(6π) = 0.037s
综上所述,金属小球受到的洛伦兹力大小为3.78 × 10^-6N,方向指向圆心;金属小球的转动周期为0.037s,角速度为6πrad/s。
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