以下是一些物理高三磁場題目及答案:
1. 【問題】一個質量為 m 的通電小球在磁感應強度為 B 的勻強磁場中做勻速圓周運動,已知運動小球的半徑為 R,周期為 T,求小球受到的洛倫茲力。
【答案】洛倫茲力的大小為 BmR,方向始終與速度方向垂直且指向圓心。
2. 【問題】一個質量為 m 的通電導線,長度為 L,放置在磁感應強度為 B 的勻強磁場中,導線與磁場垂直,求導線受到的安培力。
【答案】安培力的大小為 F = BIL。
3. 【問題】一個邊長為 a 的正方形導線框在勻強磁場中以一定的角速度繞垂直于它的固定平面轉動,求線框中產生的感應電動勢。
【答案】感應電動勢的最大值為 E = BAωt,其中 A 為導線框的面積,B 為磁感應強度,ω 為角速度。
4. 【問題】一個邊長為 a 的立方體導線框在勻強磁場中以一定的角速度繞垂直于它的固定平面轉動,求線框中產生的感應電流。
【答案】感應電流的大小與磁感應強度、導線框的邊長、角速度等因素有關,需要具體分析。
5. 【問題】一個邊長為 a 的正方形導線框在勻強磁場中以一定的速度向右運動,求導線框受到的安培力。
【答案】導線框受到的安培力的大小為 F = BIL,其中 I 為導線框中的電流,L 為導線框的有效長度。
6. 【問題】一個邊長為 a 的正方形線圈在勻強磁場中以一定的角速度繞垂直于它的固定平面轉動,求線圈中的感應電動勢。
【答案】線圈中的感應電動勢的最大值為 E = BAωS,其中 S 為線圈的面積,B 為磁感應強度,ω 為角速度。
7. 【問題】一個邊長為 a 的正方形線圈在勻強磁場中以一定的速度向右運動,同時線圈中通以大小為 I 的電流,求線圈受到的安培力。
【答案】線圈受到的安培力的大小為 F = BIa^2/2,其中 I 為線圈中的電流,B 為磁感應強度。
以上題目及答案僅供參考,具體解題時還需要根據具體的題目和條件進行分析。
題目:
一個質量為 m 的小球,在長為 L 的細線牽引下,在垂直于磁感應強度為 B 的勻強磁場中做圓周運動。已知小球在最低點時的速度為 v,求小球在最高點時的速度。
答案:
根據能量守恒定律,小球在最低點時的動能等于在最高點時的動能與重力勢能之和。因此,我們可以得到:
$mv^2/2 = m(v_h)^2/2 + mgh$
其中,$v_h$ 是小球在最高點時的速度,$h$ 是小球在最高點時的高度。由于小球在磁場中做圓周運動,其向心力由洛倫茲力提供,因此有:
$mv^2/L = BqvS$
$mv_h^2/2 = mgh + Bqv_h^2/L$
由于小球在磁場中做圓周運動,其洛倫茲力不做功,因此有:
$mgh = mgh + Bqv_h^2/L$
化簡得到:
$v_h = \sqrt{v^2 + \frac{BL^2}{m}}$