高二物理磁场讲义主要包括以下内容:
1. 磁场的基本概念:包括磁场、磁感应强度、磁感线、磁场的方向、安培环路定理等。
2. 磁场对运动电荷的作用:包括磁场对运动电荷的作用力、洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动等。
3. 磁场和电流的关系:包括安培定律、磁铁对电流的作用、电磁效应等。
4. 磁场和物质的相互作用:包括磁介质、磁化强度、磁化电流等概念,以及铁磁材料的性质和应用。
5. 电磁感应中的磁场:包括电磁感应定律、磁场中的交流电、涡流等。
6. 磁场的应用:包括磁悬浮列车、磁记录、磁性材料等实际应用。
以上是高二物理磁场讲义的主要内容,具体内容可能会根据不同的教材和教师的讲解有所不同。
题目:磁场中的带电粒子运动问题
一束带电粒子从上向下射入匀强磁场中,粒子质量为 m,电量为 q,不计重力影响。已知磁感应强度为 B,求粒子的运动周期。
【分析】
1. 带电粒子在匀强磁场中受到洛伦兹力作用而做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力列方程求解。
2. 根据粒子运动周期与哪些因素有关进行分析。
【解答】
设粒子运动的轨道半径为 R,周期为 T。根据题意有:
$qvB = m\frac{v^{2}}{R}$ (1)
$T = \frac{2\pi R}{v}$ (2)
将(1)式代入(2)式得:
$T = \frac{2\pi m}{qB}$
【说明】
本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动问题,关键是根据洛伦兹力提供向心力列方程求解。同时要注意粒子运动周期与哪些因素有关。
【例题解析】
本题中粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律列方程求解。同时要注意周期与哪些因素有关,本题中粒子做匀速圆周运动,周期只与磁感应强度和粒子的比荷有关。
【变式】
若将本题中的带电粒子换成静止的质子,其他条件不变,求质子在磁场中运动的轨道半径和周期。
【分析】
静止的质子在磁场中受到洛伦兹力作用而做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力列方程求解轨道半径和周期。同时要注意质子的比荷与哪些因素有关。
【解答】
设质子在磁场中运动的轨道半径为 R,周期为 T。根据题意有:
$qvB = m\frac{v^{2}}{R}$ (1)
$T = \frac{2\pi R}{v}$ (2)
将(1)式中的 v 换成质子的比荷 \frac{e}{m} 得到:\frac{e}{m}B = \frac{e^{2}}{m^{2}R} (3)
将(3)式代入(2)式得:T = \frac{2\pi m}{eB} (4)
【说明】
本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动问题,关键是根据洛伦兹力提供向心力列方程求解质子的轨道半径和周期。同时要注意质子的比荷与哪些因素有关。通过本题可以加深对带电粒子在磁场中运动问题的理解,掌握解题方法。