- 高三物理磁場(chǎng)最值
高三物理磁場(chǎng)最值問(wèn)題通常包括以下幾種類型:
1. 磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)存在圓形磁場(chǎng),一粒子束射入磁場(chǎng)區(qū)域,并經(jīng)過(guò)一個(gè)臨界點(diǎn),求粒子軌跡的半徑最大值。
2. 磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)存在一內(nèi)外兩個(gè)同心圓磁場(chǎng),一粒子束射入磁場(chǎng)區(qū)域,并經(jīng)過(guò)內(nèi)外圓交界處,求粒子經(jīng)過(guò)的最短路徑。
3. 一粒子束在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),討論粒子運(yùn)動(dòng)的最短路徑和最值問(wèn)題,如求粒子在磁場(chǎng)中的最值、粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)在磁場(chǎng)中的最值等。
4. 磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)存在一正三角形磁場(chǎng)區(qū)域,討論粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。
以上是最常見(jiàn)的幾種磁場(chǎng)最值問(wèn)題,具體問(wèn)題需要根據(jù)具體條件和物理規(guī)律進(jìn)行求解。此外,還有一些其他類型的磁場(chǎng)最值問(wèn)題,需要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。
相關(guān)例題:
題目:
一束電子流在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),電子流的軌道半徑為R。求:
1. 若磁場(chǎng)方向與電子流的運(yùn)動(dòng)方向垂直,求電子流受到的洛倫茲力的大小和方向。
2. 若磁場(chǎng)范圍足夠大,以致在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)不受磁場(chǎng)力的影響,求電子流運(yùn)動(dòng)的最小速度。
解答:
1. 電子流受到的洛倫茲力的大小為:
F = qvB
其中,q為電子的電量,v為電子的運(yùn)動(dòng)速度。
由于磁場(chǎng)方向與電子流的運(yùn)動(dòng)方向垂直,根據(jù)左手定則,電子流受到的洛倫茲力與磁場(chǎng)方向垂直,其方向?yàn)椋?span style="display:none">9WS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
電子流受到的洛倫茲力垂直于速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度B所決定的平面。
2. 電子流運(yùn)動(dòng)的最小速度即為軌道半徑為R時(shí)的速度。根據(jù)電子流的軌道半徑公式:
r = mv / qB
其中,m為電子的質(zhì)量。
將上式代入洛倫茲力公式中,可得:
F = qvB = m (v^2 / r)
化簡(jiǎn)可得:
v = sqrt(qBR / m)
因此,電子流運(yùn)動(dòng)的最小速度為:sqrt(qBR / m) m/s。
總結(jié):在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電子流受到的洛倫茲力的大小取決于電子的電量、運(yùn)動(dòng)速度和磁感應(yīng)強(qiáng)度,而方向則與磁場(chǎng)方向和電子的運(yùn)動(dòng)方向垂直。在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)不受磁場(chǎng)力的影響時(shí),電子流運(yùn)動(dòng)的最小速度取決于磁感應(yīng)強(qiáng)度和電子的質(zhì)量。
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