- 高考物理磁场导轨
高考物理磁场导轨包括以下几种:
1. 平行导轨:平行导轨常常用于电磁感应现象的模型,以及带电粒子在匀强磁场中的运动模型。
2. 倾斜导轨:倾斜导轨常常与安培力、洛伦兹力结合进行考查。
3. 矩形导轨:矩形导轨可以用来考查洛伦兹力、左手定则、右手定则等知识点。
4. 圆形导轨:圆形导轨常常与带电圆环型粒子在磁场中的运动结合。
5. 齿条型导轨:齿条型导轨可以用来考查牛顿第二定律和动能定理的知识点。
6. 通电螺线管型导轨:通电螺线管型导轨常常与左手定则、右手定则等知识点结合进行考查。
此外,复合型磁场导轨也是高考物理中常见的一种磁场导轨,如蹄形磁铁与圆形磁场的组合。这些磁场导轨都是高考物理中经常出现的知识点,需要考生进行深入理解和掌握。
相关例题:
题目:一个质量为$m$的导体棒在垂直于匀强磁场的导轨上滑动。磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里。导轨是电阻为$R$的均匀导体。求导体棒在磁场中滑动时的最大速度和最大加速度。
解答:
根据法拉第电磁感应定律,导体棒在磁场中滑动会产生感应电流,从而受到安培力作用。当导体棒的速度达到最大值时,感应电流为零,安培力也为零,此时导体棒受到的合力为零,加速度也为零。
根据法拉第电磁感应定律:
$E = BLv$
其中,E为感应电动势,B为磁感应强度,L为导体棒长度,v为导体棒速度。
当导体棒的速度达到最大值时,感应电动势也为最大值,即:
$E_{m} = BLv_{m}$
其中,E_{m}为最大感应电动势,v_{m}为最大速度。
根据欧姆定律,导体棒中的电流为:
$I = \frac{E}{R}$
其中,I为电流,E为电动势,R为电阻。
当电流达到最大值时,安培力也为最大值,即:
$F_{安} = BIL = B^{2}L^{2}\frac{v_{m}}{R}$
其中,F_{安}为安培力,B^{2}L^{2}为安培力系数,v_{m}为最大速度。
根据牛顿第二定律,导体棒受到的合力为零,即:
$F_{合} = F_{安} - mg = 0$
其中,mg为重力。
解以上方程组可得:
最大速度v_{m} = \frac{B^{2}R^{2}g}{B^{2}R^{2} + g^{2}}
最大加速度a_{m} = \frac{B^{2}R}{B^{2}R + g^{2}}
所以,当导体棒在磁场中滑动时,最大速度为$\frac{B^{2}R^{2}g}{B^{2}R^{2} + g^{2}}$,最大加速度为$\frac{B^{2}R}{B^{2}R + g^{2}}$。
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