高考物理磁场专题包括以下内容:
1. 磁感应强度:定义、方向、测量、单位、叠加等。
2. 安培力:安培力的成因、大小、方向、性质(性质点:通电导线、通电螺线管、带电粒子等)以及安培力做功等。
3. 洛伦兹力:洛伦兹力的成因(电荷的运动)、大小、方向、性质(性质点:运动电荷、磁铁等)以及洛伦兹力做功等。洛伦兹力适用条件及在生产、生活中的应用(如显像管的工作原理)也属于考查范围。
4. 磁场对通电导线的作用(电动势):磁场对运动电荷的作用,产生感应电流的方向(左手定则)。
5. 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(加速、减速、匀速圆周运动)。
6. 带电粒子在电场和磁场中的运动。
以上就是高考物理磁场专题的部分内容,具体涉及到的知识点还需要参考当年的考试大纲。
题目:
一个质量为 m 的带电粒子在磁感应强度为 B 的匀强磁场中做匀速圆周运动,测得其运动周期为 T。请回答下列问题:
1. 求带电粒子所受的洛伦兹力的大小和方向。
2. 求带电粒子的带电量是多少?
3. 若磁感应强度增大为原来的 3 倍,同时粒子的比荷也增大为原来的 3 倍,则带电粒子运动周期变为多少?
答案:
1. 带电粒子所受的洛伦兹力的大小为:F = Bqv,其中 q 和 v 分别为粒子的带电量和圆周运动的线速度大小。由于粒子做匀速圆周运动,因此其洛伦兹力提供向心力,即 F = mv²/r,其中 r 为粒子的轨道半径。由此可得,带电粒子所受的洛伦兹力的大小为:F = Bqv = mv²/r = m4π²r/T²,其中 r = m/qB。由于粒子做匀速圆周运动,因此其洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直。
2. 由于带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,因此其运动周期与带电量无关。根据题目中的条件,可得到带电粒子的运动周期为 T = 2πm/qB,其中 q 为带电量。
3. 若磁感应强度增大为原来的 3 倍,同时粒子的比荷也增大为原来的 3 倍,则带电粒子在磁场中的轨道半径变为原来的 9 倍。根据题目中的条件,可得到新的带电粒子运动周期为:T’ = 2πm/qB’ = 2πm/(3qB) = 9T。
这个例题涵盖了磁场的基本概念、洛伦兹力的计算以及周期的计算,可以帮助你更好地理解磁场专题的相关知识点。