- 高考物理解答磁场
高考物理解答磁场的问题主要包括以下几个方面:
1. 磁场的基本性质,包括磁感应强度、磁场的方向、磁感线的分布等。
2. 磁场对通电直导线的作用力(安培力)。
3. 磁场对运动电荷的作用力和洛伦兹力。
4. 磁介质(铁磁质)的磁化(饱和与不饱和时的磁化曲线)。
5. 带电粒子在匀强磁场中的运动。
此外,磁场问题还包括在磁场中受到洛伦兹力作用而做曲线运动的物体,以及在磁场中放置闭合线圈,当其运动时产生的涡电流对周围产生的磁场的影响等。
以上只是磁场问题的一部分,具体解答时需要根据具体题目和要求进行具体分析。
相关例题:
题目:一个质量为 m 的金属棒以垂直于磁场边界的速度 v 进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,已知金属棒的长度为 L,电阻为 R,与磁场边界的摩擦系数为 μ,求金属棒在进入磁场后的运动情况。
解答:
Fb - μmg = ma
v = at
其中,Fb 是安培力,ma 是金属棒的加速度,a = Fb/m,t 是金属棒在磁场中的运动时间。
安培力的表达式为:
Fb = BIL = Bv(R + r)
其中,I 是金属棒中的电流,L 是有效长度(即金属棒在磁场中的长度),r 是电阻。
电流的表达式为:
I = E/R + r
其中,E 是电动势,电动势等于磁感应强度乘以有效长度再乘以电阻系数。
电阻系数可以根据电阻的定义得出:
r = R/L
电动势的表达式为:
E = BLv
将以上表达式代入安培力的表达式中,得到:
Fb = Bv(R + r) = Bv(R + R/L) = Bv(2R) = 2BvR
将以上方程代入运动学公式中,得到:
v = at = 2BvR/m(1 - μ)t + μgt^2/2 = v(1 - μ) + μgt^2/2
其中,μgt^2/2 是摩擦力做功的时间。
最终结果为:金属棒在进入磁场后的运动情况是先做匀加速直线运动,当速度达到 v(1 - μ) 时,开始做加速度逐渐减小的变加速运动,直到速度不再增加为止。此时的时间为 t = (v - v(μ)) / (μg)。在运动过程中,金属棒受到的摩擦力做功使得金属棒的温度升高,最终导致金属棒的电阻增加。因此,金属棒最终会停止运动。
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