- 高考物理磁场模型
高考物理磁场模型主要包括以下几种:
1. 电流表和电压表:这是高考物理磁场模型中最基本、最重要的模型之一。
2. 通电螺线管:通电螺线管可以看作是由许多匝单匝条形磁铁组成的复杂模型,可以用来考查通电螺线管在磁场中的受力情况、磁场分布、磁极极性、安培力等知识。
3. 带电粒子在匀强磁场中的运动:包括带电粒子在匀强磁场中的匀速直线运动、带电粒子在磁场中的偏转、带电粒子在有界磁场中的运动等。
4. 洛伦兹力:洛伦兹力是高考物理磁场模型中非常重要的一个知识点,洛伦兹力方向的应用——左手定则也是高考的热点。
5. 复合场:包括电场和磁场组合在一起,或者磁场中存在电流等各种复合场模型。
此外,还有粒子在磁场中的摆线运动模型、带电粒子在有界磁场中的速度选择器模型等。这些模型都是高考物理中经常出现的知识点,需要考生在备考时充分掌握。
相关例题:
题目:一个质量为 m 的带电粒子以初速度 v0 射入匀强磁场中,并沿顺时针方向做匀速圆周运动。已知带电粒子在磁场中运动的轨迹与x轴相切于点A,且该点与坐标原点的距离为L。求:
(1)带电粒子在磁场中运动的半径;
(2)带电粒子在磁场中运动的周期;
(3)若在磁场中加一方向垂直于纸面向里的匀强磁场,使粒子射入后经过一段时间恰好又回到出发点,求新加磁场的磁感应强度B的大小。
解答:
(1)带电粒子在匀强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,可得:
Bvq=mv²/r
解得:
r=mv/Bq
由于粒子的质量未知,所以无法求出粒子的电荷量。
(2)带电粒子在磁场中运动的周期为:
T=2πm/Bq
(3)当粒子射入后经过一段时间恰好又回到出发点时,粒子做圆周运动的半径不变,根据几何关系可知,新加磁场的磁感应强度B与原磁场磁感应强度B满足:
B2r=B1(2L+r)
解得:B2=B1(2L+r)/r=4B1L/(πL+mv/qB1)
其中B1为原磁场的磁感应强度。
答案:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,半径和周期可根据上述公式求解;当粒子射入后经过一段时间恰好又回到出发点时,根据几何关系和上述公式求解新加磁场的磁感应强度B的大小。
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