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1、 第2讲磁场高考命题轨迹年份题号(分值)考点难度2017年卷16题(6分)带电微粒在电场与磁场叠加场中的运动中等卷19题(6分)三根通电直导线间的相互作用力中等卷18题(6分)带电粒子在圆形匀强磁场中的运动，最远能到达的位置中等卷21题(6分)导电线圈在安培力作用下的转动中等卷18题(6分)通电直导线产生的磁场的叠加中等卷24题(12分)带电粒子在匀强磁场中的运动中等2016年卷15题(6分)利用质谱仪考查带电粒子在电场中的加速运动和在匀强磁场中的匀速圆周运动容易卷18题(6分)结合圆周运动规律考查带电粒子在有界匀强磁场中的运动中等卷18题(6分)结合圆周运动规律考查带电粒子在有界匀强磁场中的
2、运动容易2015年卷14题(6分)结合圆周运动规律考查带电粒子在两相邻的匀强磁场中的运动容易卷24题(12分)结合平衡条件考查左手定则、安培力及其相关知识点中等卷19题(6分)结合圆周运动规律考查带电粒子在磁场中的运动中等考情分析带电粒子在匀强磁场中的运动综合了洛伦兹力、牛顿运动定律、匀速圆周运动等知识，是高考命题的热点和重点，命题时涉及的情景比较多，并善于变化情景考查相关知识点高考对于带电粒子在磁场中的运动的考查，近年一般为选择题，也较少与电场组合，难度适中，又多出现通电导线磁场的叠加与受力问题，可见考查方向发生了变化知识方法链接1对磁场的理解(1)磁感应强度是矢量，其方向与通电导线在磁场中
3、所受力的方向垂直；(2)电流元必须垂直于磁场方向放置，公式B才成立；(3)磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与通电导线受力的大小及方向都无关2安培力大小的计算公式：FBILsin (其中为B与I之间的夹角)(1)若磁场方向和电流方向垂直：FBIL.(2)若磁场方向和电流方向平行：F0.3安培力方向的判断：左手定则方向特点：垂直于磁感线和通电导线确定的平面4两个常用的等效模型(1)变曲为直：图1甲所示通电导线，在计算安培力的大小和判断方向时均可等效为ac直线电流 图1(2)化电为磁：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁，如图乙5求解磁场中导体棒运动趋势的方法(1)分析：正确
4、对导体棒进行受力分析，应特别注意通电导体棒受到的安培力的方向，安培力与导体棒和磁感应强度组成的平面垂直(2)作图：必要时将立体的受力分析图转化为平面受力分析图，即画出与导体棒垂直的平面内的受力分析图(3)求解：根据平衡条件或牛顿第二定律或动能定理列式分析求解真题模拟精练1(2017全国卷18)如图2所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为()图2A0B.B0C.B0D2B0答案C解
5、析如图甲所示，P、Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，由几何关系可知，B1B0.如果让P中的电流反向、其他条件不变时，如图乙所示，由几何关系可知，a点处磁感应强度的大小BB0，故选项C正确，A、B、D错误2(多选)(2017全国卷19)如图3所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反下列说法正确的是()图3AL1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直BL3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11DL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小
6、之比为1答案BC3(多选)(2017全国卷21)某同学自制的简易电动机示意图如图4所示矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将()图4A左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉答案AD解析装置平面示意图如图所示如图所示的状态，磁感线方向向上，若形成通路，线圈下边导线中电流方向向左，受垂直纸面向里
7、的安培力，同理，上边导线中电流受垂直纸面向外的安培力，使线圈转动当线圈上边导线转到下边时，若仍通路，线圈上、下边中电流方向与图示方向相比均反向，受安培力反向，阻碍线圈转动若要线圈连续转动，则要求左、右转轴只能上一侧或下一侧形成通路，另一侧断路故选A、D.知识方法链接1基本公式：qvBm，T重要结论：r，T2基本步骤：(1)画轨迹：依题意画出粒子运动轨迹，或可能的轨迹，找到临界情况的轨迹(2)定圆心：入射点与出射点所受洛伦兹力方向的交点(3)求半径或圆心角：由图中几何关系求半径从而可求出速度，求圆心角从而可求出时间3基本“语言翻译”：运动语言几何语言速度半径(m、q、B一定时rv)时间圆心角(t
8、T)时间弦长(圆心角时，圆心角越大，弧长越长，弦长越长，代表时间越长)时间弧长4圆的几个基本特点：(1)粒子从同一直线边界射入磁场和射出磁场时，入射角等于出射角(2)粒子经过磁场时速度方向的偏转角等于其轨迹的圆心角(3)沿半径方向射入圆形磁场的粒子，出射时亦沿半径方向(4)磁场圆与轨迹圆半径相同时，以相同速率从同一点沿各个方向射入的粒子，出射速度方向相互平行反之以相互平行的相同速率射入时，会从同一点射出(即磁聚焦现象)真题模拟精练4(2017全国卷18)如图5所示，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向
9、射入磁场，若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则v2v1 为()图5A.2B.1C.1 D3答案C解析当粒子在磁场中运动半个圆周时，打到圆形磁场边界的位置距P点最远，则当粒子射入的速率为v1，轨迹如图甲所示，设圆形磁场半径为R，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为r1Rcos 60R；若粒子射入的速率为v2，轨迹如图乙所示，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为r2Rcos 30R；根据Bqv得r，故v2v1r2r11，故选项C正确甲乙5.(2017山东泰安市一模)如图6所
10、示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里P为屏上的一个小孔，PC与MN垂直一群质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域，粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为的范围内则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为()图6A. B.C. D.答案A解析粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvBm，解得粒子的轨迹半径r.粒子沿着右侧边界射入，轨迹如图甲，此时出射点最近，和边界交点与P间距为：2rcos ；粒子沿着左侧边界射入，轨迹如图丙，此时出射点最近，和边界交点与P间距为：2rcos
11、；粒子垂直边界MN射入，轨迹如图乙，此时出射点最远，和边界交点与P间距为：2r；故屏MN上被粒子打中的区域的长度为：2r2rcos 2r(1cos ).6.(2017安徽省十校联考) 如图7所示，平行边界MN、PQ之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，两边界间距为d，边界MN上A点有一粒子源，可沿纸面内任意方向射出完全相同的质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子射出的速度大小均为v，若不计粒子的重力及粒子间的相互作用，则粒子能从PQ边界射出的区域长度与能从MN边界射出的区域长度之比为()图7A11 B23C.2 D27答案C解析粒子在磁场中运动的轨道半径为rd，则粒子能从PQ边
12、界射出的区域长度为2d，粒子能从MN边界射出的区域长度为2rd，故粒子能从PQ边界射出的区域长度与能从MN边界射出的区域长度之比为，故选C.7(多选)(2017山东枣庄市一模)如图8所示，等腰直角三角形abc的直角边长度为L，该区域内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.三个相同的带电粒子从b点沿bc方向分别以速度v1、v2、v3射入磁场，在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3，且t1t2t3221.不计粒子的重力，下列说法正确的是()图8A三个速度的大小关系一定是v1v2v3B三个速度的大小关系可能是v1v2v3C粒子的比荷D粒子的比荷答案BC解析由洛伦兹力提供向心力可得半
13、径公式：r，速度越大，半径越大，结合题意知速度为v1、v2的粒子偏转90后从ab边射出，但两者速度大小关系不定，速度为v3的粒子偏转45后从ac边射出，则其运动轨迹半径比速度为v1、v2的粒子运动轨迹的半径都大，所以v3大于v1、v2，故选项A错误，B正确；粒子在磁场中运动的时间tT，速度为v1、v2的粒子在磁场中的运动时间为t1t2，从而求出粒子的比荷；由几何关系知速度为v3的粒子运动轨迹的半径r3L，由半径公式求出比荷，故C正确，D错误知识方法链接1叠加场明确粒子受几个力，结合运动情况，分析各力方向(1)电场与磁场叠加：常见模型有速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应等(2)电场、
14、磁场、重力场叠加：无约束带电体在叠加场做直线运动时必为匀速直线运动；做圆周运动时必为匀速圆周运动，重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力2组合场带电粒子依次经过各场，运动过程由各阶段不同性质的运动(圆周、类平抛、变速直线、匀速直线等)组合而成(1)分别研究带电粒子在不同场区的运动(2)分析与计算各阶段运动间的连接点的速度方向与大小是解题关键(3)画出全过程运动示意图很重要3交变场带电粒子进入周期性变化的电场或磁场，其运动随之做周期性变化(1)分析清复合场一个周期内的粒子运动过程，找到粒子运动时间、位移、速度等的周期性变化规律(2)画出运动过程的示意图，有助于分析真题模拟精练8(2017全国卷16)如图9所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动下列选项正确的是()
