物理高考磁場(chǎng)大題的公式包括:
1. 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律:
h)洛倫茲力提供向心力:qvB=mv2/R
R=mv/qB
軌道半徑:R=mv/Bq
時(shí)間:t=√(2R/Bq)
2. 帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng):
(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),確定圓周半徑的臨界問(wèn)題,一般采用幾何法或三角函數(shù)法求解。
(2)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期性與圓心角的關(guān)系。
(3)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:t=θR=θm/vBq。
(4)當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),有時(shí)會(huì)遇到粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題,應(yīng)考慮臨界角。
3. 安培力公式:$F = BIL\sin\theta$,其中$L$是導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的有效長(zhǎng)度,$B$是磁感應(yīng)強(qiáng)度,$\theta$是導(dǎo)線與磁感線的夾角。
4. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式:B = $\frac{\bigtriangleup I}{\bigtriangleup t \cdot L}$,其中$\bigtriangleup I$是線圈的電流變化量,$\bigtriangleup t$是電流變化的時(shí)間,$L$是線圈的長(zhǎng)度。
以上是物理高考磁場(chǎng)大題的一些常用公式,具體應(yīng)用時(shí)還需要根據(jù)題目條件和要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃魏徒M合。
【例題】一個(gè)質(zhì)量為$m$的帶電粒子以速度$v_{0}$垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并從原點(diǎn)O沿逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)。已知粒子帶正電,電量為q,不計(jì)重力。
求:
(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;
(2)若粒子從原點(diǎn)O出發(fā)后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才能回到原點(diǎn)?
【分析】
(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解。
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與軌道半徑有關(guān),根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的幾何關(guān)系求解。
【解答】
(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律得:$qv_{0}B = m\frac{v^{2}}{r}$,解得:$r = \frac{mv_{0}}{qB}$。
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:$t = \frac{2\pi r}{v_{0}} = \frac{2\pi m}{qB}$。
【公式說(shuō)明】本題中涉及到的公式有牛頓第二定律、圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和時(shí)間公式等,這些公式是解決磁場(chǎng)大題的關(guān)鍵。同時(shí)需要注意公式的適用條件和使用方法。
【例題難度】本題難度中等,需要學(xué)生具有一定的物理思維和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力。通過(guò)本題的解答,可以加深對(duì)磁場(chǎng)大題的理解和掌握。