高考物理磁場專題包括以下內容:
1. 磁感應強度:定義、方向、測量、單位、疊加等。
2. 安培力:安培力的成因、大小、方向、性質(性質點:通電導線、通電螺線管、帶電粒子等)以及安培力做功等。
3. 洛倫茲力:洛倫茲力的成因(電荷的運動)、大小、方向、性質(性質點:運動電荷、磁鐵等)以及洛倫茲力做功等。洛倫茲力適用條件及在生產、生活中的應用(如顯像管的工作原理)也屬于考查范圍。
4. 磁場對通電導線的作用(電動勢):磁場對運動電荷的作用,產生感應電流的方向(左手定則)。
5. 磁場對運動電荷的作用力(洛倫茲力):帶電粒子在勻強磁場中的運動(加速、減速、勻速圓周運動)。
6. 帶電粒子在電場和磁場中的運動。
以上就是高考物理磁場專題的部分內容,具體涉及到的知識點還需要參考當年的考試大綱。
題目:
一個質量為 m 的帶電粒子在磁感應強度為 B 的勻強磁場中做勻速圓周運動,測得其運動周期為 T。請回答下列問題:
1. 求帶電粒子所受的洛倫茲力的大小和方向。
2. 求帶電粒子的帶電量是多少?
3. 若磁感應強度增大為原來的 3 倍,同時粒子的比荷也增大為原來的 3 倍,則帶電粒子運動周期變為多少?
答案:
1. 帶電粒子所受的洛倫茲力的大小為:F = Bqv,其中 q 和 v 分別為粒子的帶電量和圓周運動的線速度大小。由于粒子做勻速圓周運動,因此其洛倫茲力提供向心力,即 F = mv2/r,其中 r 為粒子的軌道半徑。由此可得,帶電粒子所受的洛倫茲力的大小為:F = Bqv = mv2/r = m4π2r/T2,其中 r = m/qB。由于粒子做勻速圓周運動,因此其洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直。
2. 由于帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動,因此其運動周期與帶電量無關。根據題目中的條件,可得到帶電粒子的運動周期為 T = 2πm/qB,其中 q 為帶電量。
3. 若磁感應強度增大為原來的 3 倍,同時粒子的比荷也增大為原來的 3 倍,則帶電粒子在磁場中的軌道半徑變為原來的 9 倍。根據題目中的條件,可得到新的帶電粒子運動周期為:T’ = 2πm/qB’ = 2πm/(3qB) = 9T。
這個例題涵蓋了磁場的基本概念、洛倫茲力的計算以及周期的計算,可以幫助你更好地理解磁場專題的相關知識點。