物理磁场公式及推导公式

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一、带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动基本问题找圆心、画轨迹是解题的基础。

带电粒子垂直于磁场进入一匀强磁场后在洛伦兹力作用下必作匀速圆周运动,抓住运动中的任两点处的速度,分别作出各速度的垂线,则二垂线的交点必为圆心;或者用垂径定理及一处速度的垂线也可找出圆心;再利用数学知识求出圆周运动的半径及粒子经过的圆心角从而解答物理问题。

二、带电粒子在磁场中轨道半径变化问题导致轨道半径变化的原因有:

①带电粒子速度变化导致半径变化。如带电粒子穿过极板速度变化;带电粒子使空气电离导致速度变化;回旋加速器加速带电粒子等。

②磁场变化导致半径变化。如通电导线周围磁场,不同区域的匀强磁场不同;磁场随时间变化。

③动量变化导致半径变化。如粒子裂变,或者与别的粒子碰撞;④电量变化导致半径变化。如吸收电荷等。总之,由看m、v、q、B中某个量或某两个量的乘积或比值的变化就会导致带电粒子的轨道半径变化。

三、带电粒子在磁场中运动的临界问题和带电粒子在多磁场中运动问题带电粒子在磁场中运动的临界问题的原因有:粒子运动范围的空间临界问题;磁场所占据范围的空间临界问题,运动电荷相遇的时空临界问题等。审题时应注意恰好,最大、最多、至少等关键字四、带电粒子在有界磁场中的极值问题寻找产生极值的条件:

①直径是圆的最大弦;②同一圆中大弦对应大的圆心角;③由轨迹确定半径的极值。

五、带电粒子在复合场中运动问题复合场包括:磁场和电场,磁场和重力场,或重力场、电场和磁场。有带电粒子的平衡问题,匀变速运动问题,非匀变速运动问题,在解题过程中始终抓住洛伦兹力不做功这一特点。粒子动能的变化是电场力或重力做功的结果。

六、带电粒子在磁场中的周期性和多解问题多解形成原因:带电粒子的电性不确定形成多解;磁场方向不确定形成多解;临界状态的不唯一形成多解,在有界磁场中运动时表现出来多解,运动的重复性形成多解,在半径为r的圆筒中有沿筒轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为B;一质量为m带电+q的粒子以速度V从筒壁A处沿半径方向垂直于磁场射入筒中;若它在筒中只受洛伦兹力作用且与筒壁发生弹性碰撞,欲使粒子与筒壁连续相碰撞并绕筒壁一周后仍从A处射出;则B必须满足什么条件?引用:http://www.cbe21.com/subject/physics/html/100403/2001_03/20010320_677.html带电粒子在叠加场中的运动(运动问题)http://www.cbe21.com/subject/physics/html/100403/2001_03/20010312_668.html带电体在叠加场中的运动(功能问题)

其他答案

磁场公式:H=N×I/Le。

式中:H为磁场强度,单位为A/m;N为励磁线圈的匝数;I为励磁电流(测量值),单位位A;Le为测试样品的有效磁路长度,单位为m。

注意:

磁场,物理概念,是指传递实物间磁力作用的场。磁场是由运动着的微小粒子构成的,在现有条件下看不见、摸不着。磁场具有粒子的辐射特性。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的,所以两磁体不用在物理层面接触就能发生作用。

由于磁体的磁性来源于电流,电流是电荷的运动,因而概括地说,磁场是相对于观测点运动的电荷的运动的电场的强度与速度,带来的观测点处电荷所受力的变化的表现。

用现代物理的观点来考察,物质中能够形成电荷的终极成分只有电子(带单位负电荷)和质子(带单位正电荷),因此负电荷就是带有过剩电子的带电物体,正电荷就是带有过剩质子的带电物体。运动电荷产生磁场的真正场源是运动电子或运动质子所产生的磁场。

例如电流所产生的磁场就是在导线中运动的电子所产生的磁场。

其他答案

1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/A?m

2.安培力F=BIL;(注:L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}

3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}

4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):

(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0

(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2=mω2r=mr(2π/T)2=qVB

;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);

©解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。

注:(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负;

(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握;

(3)其它相关内容:地磁场/磁电式电表原理/回旋加速器/磁性材料

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