例子问题
例子问题1:磁学与电磁学
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当求磁场作用在带正电的粒子上的力的方向时,我们可以用右手定则。让你的拇指与其他手指垂直(好像要停下来),让你的手指平行于磁场的线,让你的拇指与电荷的速度矢量平行。对于正电荷,力会直接指向手掌外;然而,电子的电荷是负的,因此力将在相反的方向上施加。这意味着使用右手定则,力将直接从你的手的背面(在这种情况下,朝着页面的顶部)出来。
例子问题1:磁力与能量
带电粒子以垂直于磁场的速度v进入均匀磁场,并沿半径为r的圆周运动。如果粒子的质量加倍,半径就变成__________.
R / 4
4 r
2 r
R
R / 2
2 r
带电粒子在均匀磁场中的运动用R = mv/qB来描述,因此粒子运动路径的半径与其质量成正比。因此,如果质量加倍,半径也加倍。
例子问题10:电与磁
一个电子正以恒定的速度向东移动。它从一个磁场为零的区域进入一个大小为非零且方向未知的均匀磁场。下列哪一项不能描述电子进入场后的运动?
它继续以同样的速度向东移动
它的路径开始向南弯曲
它以螺旋路径传播
它继续向东移动,但速度加快了
它的路径开始向北弯曲
它继续向东移动,但速度加快了
磁力可以通过改变速度的方向来加速带电粒子,但不能改变速度的大小。
如果磁场中有垂直于粒子初速度的分量,粒子就会受到一个力,如下式所示:
这个力是垂直于粒子的路径产生的,会导致粒子速度方向的改变。如果磁场与初速度平行,粒子将不会受到任何磁力,其运动路径将保持不变。粒子在磁场中加速而不改变方向是不可能的。
例子问题1:磁力与能量
a上的力的大小是多少电荷以恒定的速度运动通过一条垂线磁场?
求磁场中电荷受到的力的方程是
F = qvBsinθ
其中q是电荷,单位是库仑,v是电荷的速度,B是磁场强度,单位是特斯拉。由于电荷垂直于磁场运动,sinθ =1。因此,我们通过代入数值并相乘来求解力。
例子问题12:磁学与电磁学
在载流导线中,下列哪个表达式能最好地将电荷、电流、速度和导线长度联系起来?
假设是90o.
电荷在磁场中的力由方程给出.问是电荷,v速度,和B是磁场强度。
此外,载流导线在磁场中的力由下式给出.我是电流,l是长度还是导线B是磁场强度。
因为我们假设角度是90度o,我们可以使两个力方程相等,并推导出方程.
通过操纵变量,我们可以得到这个方程.其他选项都不能从这些方程推导出来。
示例问题13:磁学与电磁学
上面左边描绘的粒子带的电荷是还有速度往右走。当粒子进入所描述的磁场时会发生什么?
它会远离观察者
它会慢慢停下来
它会向观察者移动
它会向上移动
它会向下移动
它会远离观察者
要确定电荷加速的方向,可以使用磁力的右手定则。首先,伸出你的手,竖起大拇指,然后转动你的手腕顺时针,这样你的拇指就和电荷的速度方向一致。接下来,伸出你的食指,让你的手掌朝上,指向页面/屏幕的平面。现在转动你的手腕,让你的食指指向磁场线的方向。现在你的食指应该指向下方,手掌对着屏幕/页面,大拇指仍然指向右侧。正电荷所感受到的磁力方向是垂直于手掌向外,进入页面/屏幕平面。请注意,如果电荷是负的,电荷所感受到的磁力方向将垂直地来自你的手的顶部。