高二物理有界磁场包括:
1. 匀强磁场:一种理想化的磁场,由静止或匀速运动的电荷产生,磁感应强度B是空间的一个定值,具有大小和方向,适用于描述电磁场的性质。
2. 环形磁场:当通电导线周围的磁场与空间中的另一个运动电荷产生的磁场叠加时,可以产生环形磁场。
3. 涡旋电场:当磁场中的闭合线圈做切割磁感线运动时,线圈内部会产生感应电流,进而产生涡旋电场。
此外,还有点电荷磁场、磁感应线、磁偶极子等有界磁场。这些磁场模型有助于理解和分析磁场与电流、电场之间的关系。具体内容请咨询专业人士或查阅相关书籍。
题目:一个质量为 m 的小球,以初速度 v0 沿着与磁场垂直的方向进入一个有界磁场,小球在磁场中做匀速圆周运动。已知磁感应强度为 B,圆心角为 θ,求小球在磁场中运动的时间。
分析:
1. 小球在磁场中做匀速圆周运动,受到的洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律和圆周运动的规律求解。
2. 有界磁场中,小球的运动轨迹与边界相交时,需要判断小球是否会出界。
解答:
设小球在磁场中的运动半径为 R,根据题意,有:
Bvq = mV²/R
其中 V = v0 / cosθ
根据圆周运动的周期公式 T = 2πR/V,可得:
T = 2πmR/VqB
由于 θ 是圆心角,因此需要求出 θ 所对应的弧长,即小球运动的路程:
s = θ/360° × 2πR = θπmR/360°qB
所以小球在磁场中的运动时间为:
t = s/v0 = θπmR/360°qBv0
其中 θ 是圆心角,单位为弧度。
总结:本题主要考查了磁场中小球做圆周运动的问题,以及有界磁场中小球的运动轨迹和时间问题。解题的关键是正确分析小球的运动过程和受力情况,以及运用相关公式进行求解。