物理压轴题磁场的知识点包括:
1. 磁感应线:用来描述磁场分布的线,叫作磁感应线,简称磁感线。
2. 匀强磁场:磁感应强度大小不变(B),方向处处相同的磁场。
3. 磁通量:磁感应强度B与面积S的乘积,叫作磁通量。
4. 洛伦兹力:当运动电荷(在磁场中所受的力)与磁场方向垂直时,该力被称为洛伦兹力。
5. 安培力:通电导线在磁场中受到的力叫安培力。
6. 左手定则:伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
以上是物理压轴题磁场的一部分知识点,具体内容请咨询专业人士。
题目:
在一个长方形区域内,存在一个匀强磁场,其方向垂直于长方形平面向里。已知磁感应强度B = 0.5T,长方形区域的宽度为L = 2m,其中一半区域为匀强磁场,另一半区域为真空。现在一个质量为m = 0.5kg,电荷量为q = + 1C的小物体,从长方形区域的左边界上的A点以速度v = 2m/s向右运动。已知小物体与磁场边界碰撞后,动能不增加,且每次碰撞后速度方向都与磁场边界垂直。求小物体从A点运动到右边界B点的时间t。
分析:
小物体在磁场中受到洛伦兹力作用,每次碰撞后动能不增加,说明小物体在碰撞过程中机械能守恒。根据题意,我们可以列出小物体在磁场中的运动方程,并求解时间t。
解:
根据题意,小物体在磁场中的运动可以分解为水平和竖直两个方向的运动。在水平方向上,小物体做匀速直线运动;在竖直方向上,小物体做匀加速直线运动。
根据题意,磁场区域的一半为匀强磁场,另一半为真空。因此,小物体在磁场中的运动可以等效为在匀强磁场中做匀速圆周运动。根据洛伦兹力提供向心力,可得到小物体在磁场中的运动方程:
mv²/r - qvB = ma
其中r为小物体运动的半径,a为小物体的加速度。由于小物体在碰撞过程中机械能守恒,因此有:
mv²/2 = mv₀²/2 + qvB(2t)
其中v₀为小物体在碰撞前瞬间的速度。
将上述方程代入时间t的表达式:
t = (v₀ + v) / (2a)
其中a = qB - kv²/2m,k为碰撞系数。
根据题意,小物体在碰撞前后的速度满足v₀ = 2m/s和v = 0,因此可得到时间t的表达式:
t = (2 - 0) / (qB - kv²/2m) = (2 - 0) / (0.5 × 1 - 1 × 0.5²/2 × 0.5) = 4s
因此,小物体从A点运动到右边界B点的时间为4秒。
总结:
本题涉及磁场中的运动问题,需要运用洛伦兹力、机械能守恒等物理规律进行分析和求解。通过分析小物体的运动方程和碰撞过程,我们可以得到时间t的表达式,从而得到问题的答案。