高考物理磁场力学主要包括以下内容:
1. 磁场的概念和性质:磁场的基本性质,用来描述磁场中某一区域的性质;磁感线,常见的是地磁场的磁感线;安培定则,用于判断磁场方向和电流方向的关系。
2. 磁场对通电直导线的作用(安培力):磁场对通电直导线的作用力称为安培力,其大小取决于电流、磁场的强度以及二者之间的夹角。
3. 磁场对运动电荷的作用(洛伦兹力):磁场对运动电荷有作用力,称为洛伦兹力。洛伦兹力只存在于电荷运动方向与磁场平行时,此时电荷受到的力等于零。
此外,磁场力学还包括带电粒子在电磁场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动、回旋加速器、质谱仪等具体问题。
建议学习时结合具体题目,理解记忆磁场力学相关知识。
题目:一个质量为 m 的小球,在长为 L 的细线牵引下,在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动。已知小球在最低点时受到的拉力为 2mg,求小球在最高点时受到的拉力。
分析:
1. 小球在最低点时受到的拉力为 2mg,说明小球在最低点时受到的向心力为 2mg。
2. 小球在最低点时受到的向心力是由重力和拉力的合力提供的。
3. 小球在最高点时受到的重力和拉力之差即为小球受到的向心力。
解题:
根据向心力公式 F = mV^2 / R,可求得小球在最低点时的速度为 V = sqrt(2gR),其中 R 为圆的半径。
由于小球在最高点时受到的重力和拉力之差即为小球受到的向心力,因此有:
F - mg = mV^2 / L
其中 V = sqrt(gR),代入可得:
F - mg = m(sqrt(gR))^2 / L
化简可得:
F = 3mg - mgL / R
由于小球在最低点时受到的拉力为 2mg,因此有:
F = 2mg + F'
其中 F' 为小球在最高点时受到的拉力,代入上式可得:
F' = mg - sqrt(gR) / L
答案:小球在最高点时受到的拉力为 mg - sqrt(gR) / L。