- 物理双边界磁场
物理双边界磁场包括:
1. 磁偶极场:一种最简单的磁场,由放置在磁场中的磁极产生。磁偶极场由两个边界组成,一个是地磁北极或南极,另一个是磁力线从一极到另一极的边界线。
2. 恒定电流产生的磁场:当电流在某一区域内流动时,会在周围空间产生磁场。这种磁场也是双边界的,其中一条边界是电流开始流动的地方,另一条边界是电流停止的地方。
此外,还有交流变化的磁场产生的磁场,例如电磁铁等,也是双边界磁场。这些双边界磁场在物理学中有着广泛的应用。
相关例题:
题目:一个矩形区域内有垂直于纸面方向的匀强磁场,磁场边界为AB和CD。已知AB边的长度为L,磁感应强度为B。现在有一个质量为m,电荷量为+q的粒子从A点沿垂直于AB边方向射入磁场。
要求:
1. 画出粒子在磁场中的运动轨迹;
2. 解释如何根据题目条件列出方程求解粒子的出射速度;
3. 解释如何根据结果判断粒子是否会从CD边射出。
解答:
1. 画出粒子在磁场中的运动轨迹:
粒子在磁场中受到洛伦兹力作用,其运动轨迹为圆弧。由于粒子带正电,所以其运动方向与B的方向垂直。根据几何关系,粒子在AB边上的出射点为E,在CD边上的出射点为F。
2. 根据题目条件列出方程求解粒子的出射速度:
(mv^2)/L = qvB (1)
其中v为粒子的出射速度,L为AB边的长度。解方程可得:
v = sqrt(qBL/m) (2)
3. 根据结果判断粒子是否会从CD边射出:
(i) v < sqrt(qBL/C),其中C为CD边的长度;
(ii) v > sqrt(qBL/D),其中D为AB边的长度减去CD边的长度。
如果粒子满足以上任一条件,则粒子将从CD边射出;否则,粒子将从AB边射出。
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