AP物理2:磁场中电荷的右手定则

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例子问题

例子问题1:磁场中电荷的右手定则

电子在屏幕的平面上逆时针旋转。这些电子在旋转中心产生的磁场的方向是什么?

可能的答案:

中心没有场地

屏幕外

到屏幕上

正确的

正确答案:

到屏幕上

解释

根据右手定则,逆时针旋转的电荷会产生一个向屏幕外的电场;然而,由于电子带负电荷,它们产生一个相反的场。因此,这些电子产生的电场是向屏幕内的。

例子问题1:磁场中电荷的右手定则

金属

一块金属的动势是穿过磁场进入页面(用x表示),其大小是否为.金属片的长度(垂直长度相对于水平长度)为.求物体速度的大小。

可能的答案:

正确答案:

解释

金属有自由电子,它们随金属在磁场中移动。这些是在磁场中运动的电荷。他们感到有一种力量作用在他们身上

利用右手定则,可以证明电子将移动到柱的顶部,留下底部的净正电荷。现在在金属棒的顶部和底部之间有一个电场。有一个电作用力作用在棒子里的粒子上,

在哪里是电场。此时,电力会与磁力相等且相反,所以电荷会沉淀下来,不会继续移出棒子。如果这些力相等,电荷就会分散。

电场就是单位长度的动势,

解决v的,

示例问题3:磁场中电荷的右手定则

假设一个电子正向东运动,同时在磁场的引导下,它指向外,远离观察者。这个电子受到的磁力指向什么方向?

可能的答案:

远离观众

向观众

正确答案:

解释

在这个问题中,我们面对的是这样一个场景:一个电子在磁场中向东移动,磁场指向远离观察者的方向。我们被要求确定这个电子受到的磁力指向的方向。

要回答这个问题,我们需要使用“右手法则”。这是一个很有用的技巧,可以让我们把三个量的相对方向联系起来:

1)带正电荷的粒子在磁场中运动的速度

2)磁场方向

3)运动粒子所经历的磁力

此外,这三个量之间还有一个等式:

在这种情况下,上述三个量都是相互垂直的。右手法则是一种很有用的方法来记住每一项是如何相互指向的。用右手,拇指代表粒子速度的方向。食指代表外部磁场的方向。最后,手掌面对的方向和作用在运动粒子上的磁力的方向是一样的。

记住,这些取向对a是成立的积极带电粒子。为了确定负粒子这些项的相对方向,只需扭转力的方向。

在这个问题中,粒子向东(向右)运动,磁场指向外,远离观察者。因此,如果我们用右手,拇指指向右边,食指远离我们,我们的手掌是朝上的。但由于这是一个带负电荷的电子,我们需要扭转力的方向。因此,力不是指向上(北)而是指向下(南)。

例子问题1:磁场中电荷的右手定则

在赤道上向西移动的带正电的物体会受到指向天空的磁力。这个位置的主磁场方向是什么?

可能的答案:

西北

西

正确答案:

解释

使用右手定则。第一个矢量,速度由拇指指向西方表示。合成的矢量,中指(或手掌)指向天空。食指指向南方。

例子问题1:磁场中电荷的右手定则

简单的电路磁场

质子向左移动时,力的方向是什么?

可能的答案:

这些

往下,到屏幕的底部

向右

左边

向上,朝向屏幕顶端

正确答案:

往下,到屏幕的底部

解释

利用磁场的右手定则,可以看到磁场在位置上是指向页面内部的.用右手定则计算移动的带正电粒子的力,可以看到力是向下作用的。

例子问题1:磁场中电荷的右手定则

简单的电路磁场

定位的电子向右移动。磁力的方向是什么?

可能的答案:

向上,朝着页面顶部

页面外

往下,往页底

到页面中

这些

正确答案:

往下,往页底

解释

根据右手定则,对于带电流的导线,磁场是指向纸面内的。根据磁力的右手定则,力指向一个带负电的电子。

例子问题1:磁场中电荷的右手定则

一个电子进入屏幕的同时另一个电子从屏幕上出去。它们之间的距离足够远,不会相互碰撞。它们之间的磁力是吸引的还是排斥的?

可能的答案:

这些

吸引力和排斥力相互抵消

有吸引力的

既不

令人厌恶的

正确答案:

有吸引力的

解释

电子在页外

按照传统的符号,“X”代表电子进入页面,“点”代表电子从页面出来。选择任意一个电子,使用右手定则来计算电流的移动,然后将电子的负电荷反向,就得到了另一个电子处的磁场方向。再次使用右手定则在磁场中移动电荷,然后反向移动电子的负电荷,表明电荷将经历一个吸引的磁力。

例子问题1:磁场中电荷的右手定则

假设一个电子在纸的平面内以逆时针方向向外加速,如下图所示。磁场需要指向什么方向才能使电子朝这个方向移动?

右手定则

可能的答案:

下来

往下往左

进入页面/屏幕

在页面/屏幕外

向上

正确答案:

在页面/屏幕外

解释

在这个问题中,我们看到了电子沿逆时针方向向外运动的路径。我们被要求找出磁场的正确方向使电子朝这个方向移动。

关于这个问题有几点需要注意。首先,我们知道电子以圆周运动运动。这是对的,即使它在向外加速。因此,它必须受到某种形式的向心力才能保持在部分圆形的轨道上。

同样,向心力的来源一定是磁场。我们知道它不能由引力贡献,因为电子的电荷使它的引力质量不重要。

由于磁力是向心力的来源,我们可以用它来确定磁场的方向。为此,我们使用右手法则。虽然使用这条规则的方法不止一种,但我们可以使用其中一种;拇指指向移动电荷的方向,其余手指指向磁场的方向,手掌朝向磁力矢量的方向。记住,这只对右手有效!

如果我们用拇指来表示电子的运动,我们的手指就会指向前方(指向纸内)。而且,我们的手掌会一直对着圆心。这就是我们要找的。这表示一种情况,磁力作为向心力,总是指向电子的圆形路径的中心。

最后但同样重要的是,要记住的一件重要的事情是,我们在跟随一个负电荷!右手定则适用于正电荷。为了纠正这一点,我们可以改变我们发现的磁场的方向。最初,我们的手指指向书页,这意味着磁场矢量会指向书页。如果我们倒过来,那么磁场矢量就会指向纸面外。因此,正确的答案是,磁场需要指向纸面外,以保持电子在其部分圆形的路径上运动。

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