Question

高二物理磁场运动题求详解

如图所示,为氢原子中核外电子绕核作匀速圆周运动(逆时针方向)的示意图,电子绕核运动可等效地看作环形电流.设此环形电流在通过圆心并垂直圆面的轴线上一点P处产生的磁感强度的大小为B1.现在沿垂直于轨道平面的方向加一磁感强度B0的外磁场,这时设电子的轨道半径没变,而它的速度发生变化.若用B2表示此时环形电流在P点产生的磁感强度大小.则B2的方向:
A.垂直于纸面向里时,B2> B1
B.垂直于纸面向外时,B2> B1
C.垂直于纸面向里时,B2< B1
D.垂直于纸面向外时,B2<B1

图片简单 无需答案 求解释 多选 详细追加分。
电子沿逆时针方向运动，故形成的环形电流应沿顺时针方向，B1垂直纸面向里。
继续求详解
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标准答案是BC- -
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请问B选项怎么判断?
还有B0的方向又如何判断?

Answer 1

先提一下，问题的最后一句“则B2的方向:”中的B2应该改为B0吧，题才能做。
用楞次定律，原磁场方向向内，加了B0后，半径不变，即面积不变。若B0向外，则磁通量减小，要阻止它减小，原磁场要增大，B2>B1；若B0向内，磁通量增大，楞次定律说，要阻止它增大，则原磁场要减小，B2<B1
从运动和受力的角度也可以说明。题说半径不变，说明电子受核内质子的库仑力（设为F）不变。前期满足F=电子所需向心力，设原速度为v0，则电子所需向心力为mv02/r，即F=mv02/r，加了B0后，多了洛伦兹力，还要满足F=电子所需向心力+ 或 - 洛伦兹力，所以速度会发生改变，设此时速度为v，则电子所需向心力为mv2/r，洛伦兹力为Bvq。
若B0垂直于纸面向外，则洛伦兹力向圆内，库仑力也向圆内，由库仑力+洛伦兹力来提供向心力,mv2/r=F+Bvq，得F=mv2/r-Bvq，又F=mv02/r，即mv02/r=mv2/r-Bvq。关键来啦，用数学的逻辑可以比较出v>v0（这个会吧？用假设法，v0、v都≠0，若v=v0，则等式必不成立，若v0>v，则mv02/r>mv2/r了，等式也不成立，只有v0<v才可行，具体数值不用求）所以，B0向内外时，若半径不变，速度会变大，由电子在P处产生的磁场增大了，B2>B1。
若B0垂直于纸面向内，Bvq向圆外，由库仑力减去洛伦兹力来提供向心力，有F=mv2/r+Bvq，同理可证出v<v0，则速度变小，B2<B1.

Answer 2

原来产生磁场B1向里,加一磁感强度B0的外磁场,若Bo向内,磁场变化产生电场,Bo与B1同向时电子减速B2< B1.电子的轨道半径没变,向心力应减,洛伦兹力与库仑力反向. C
Bo与B1反向时,磁场变化产生电场(顺时针方向),电子加速,B2> B1.电子的轨道半径没变,向心力应增(qvB洛伦兹力向内) A

Answer 3

BD冲突啊！
电子产生B<==电子差生等效电流<==电子绕核速度<==电子收到的向心力
B1 对应向心力 只等于电子与核的吸引力
B2 对应向心力 电子与核的吸引力和磁场对电子的洛伦兹力
B0垂直向里（等效电流顺时针） 洛伦兹力向外 减弱核的吸引 B2<B1 C
同理有B

Answer 4

AD
原来产生磁场向外,若Bo还向外,则为了维持原状，磁场减小。
原来产生磁场向外,若Bo向内,则为了维持原状，磁场增大。

Answer 5

C 由右手定则可判断，原磁场向内。 根据楞次定律可知，电子运动速度减缓故环形电流减弱，因此磁场减弱。（注意楞次定律中【削弱】二字，加上的磁场只能减缓运动而不能使之停止或反向）

Answer 6

答案BD明显矛盾，所以不用解释了！