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1、曲一线 让每一位学生分享高品质教育 专题十磁场挖命题【考情探究】考点考向5年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素解法磁场及其作用磁场的描述2018课标,20,6分3物质观念叠加法2017课标,18,6分4物质观念叠加法2015课标,18,6分2相互作用观念磁场对通电导体的作用2017课标,21,6分3相互作用观念2015课标,24,12分4胡克定律相互作用观念2014课标,15,6分2相互作用观念磁场对运动电荷的作用2017课标,18,64模型构建2017课标,24,12分4牛顿运动定律运动与相互作用观念2016课标,18,6分4圆周运动运动观念2016课标,18,6分4圆周运动模型构
2、建2015课标,14,6分3圆周运动运动观念2015课标,19,6分3牛顿运动定律运动观念2014课标,16,6分3动能能量观念带电粒子在复合场中的运动组合场2018课标,25,20分5牛顿运动定律模型构建2018课标,25,20分5牛顿运动定律科学推理2018课标,24,12分4动能定理运动与相互作用观念2016课标,15,6分3动能定理运动与相互作用观念叠加场2015福建理综,22,20分4动能定理模型构建类比法分析解读本专题内容包括磁场的基本性质和安培力的应用、洛伦兹力和带电粒子在磁场中的运动、带电粒子在复合场中的运动等内容。复习时应侧重对磁场、磁感应强度、磁感线、地磁场、安培力、洛伦兹
3、力等基本概念的理解,熟练掌握电流在磁场中、带电粒子在磁场中的受力和运动的分析方法,同时应注意结合牛顿运动定律、运动学知识、圆周运动规律及功和能的关系等知识进行综合分析,提高空间想象能力和运用数学知识解决物理问题的能力。【真题典例】破考点【考点集训】考点一磁场及其作用1. (2018课标,20,6分)(多选)如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为13B0和12B0,方向也垂直于纸面向
4、外。则()A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为712B0B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为112B0C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为112B0D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为712B0答案AC2.(2015课标,19,6分)(多选)有两个匀强磁场区域和,中的磁感应强度是中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与中运动的电子相比,中的电子()A.运动轨迹的半径是中的k倍B.加速度的大小是中的k倍C.做圆周运动的周期是中的k倍D.做圆周运动的角速度与中的相等答案AC3.(2018河南调研联考)如图所示,在竖直向上的匀强磁场中,金属棒
5、ab两端由等长轻质软导线水平悬挂,平衡时两悬线与水平面的夹角均为(0,y0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从x轴上的某点P沿着与x轴正方向成30角的方向射入磁场。不计重力的影响,则下列有关说法正确的是()A.只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点B.粒子在磁场中运动所经历的时间一定为5m3qBC.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为mqBD.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为m6qB答案C考点二带电粒子在复合场中的运动1.(2017河南六市一模,21)(多选)如图所示,半径为R的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内
6、,磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于轨道平面向里。一可视为质点、质量为m、电荷量为q(q0)的小球由轨道左端A点无初速滑下,当小球滑至轨道最低点C时,给小球施加一始终水平向右的外力F,使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D点。若轨道的两端等高,小球始终与轨道接触,重力加速度为g,则下列判断正确的是()A.小球在C点对轨道的压力大小为qB2gRB.小球在C点对轨道的压力大小为3mg-qB2gRC.小球从C到D的过程中,外力F的大小保持不变D.小球从C到D的过程中,外力F的功率逐渐增大答案BD2.(2019届山西大同段考,8,4分)(多选)如图所示为一个质量为m、电荷量为+q的圆环,可在水平放置的
7、足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环向右的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度图像可能是图中的()答案AD3.(2018河北石家庄二中期中,25,18分)如图所示,在空间内建立平面直角坐标系,第象限存在电场强度大小为E1的匀强电场,方向和x轴成45角。第象限存在电场强度大小为E2=10N/C的匀强电场,方向沿y轴负方向。第象限有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B2=210-2T。第象限有一个正三角形有界磁场,磁感应强度大小为B1=5210-2T,方向垂直纸面向里,图中未画出。一个带正电的离子,其比荷qm=105C/kg,以初速度v
8、0=103m/s从y轴上A点(0,322m)处垂直电场方向射入第象限,后经x轴正方向上的某点B垂直于x轴进入第象限,在第象限中经过正三角形有界磁场偏转,从y轴上的C(0,-1m)点垂直于y轴进入第象限。(离子重力不计)。求:(1)离子从C点开始到第三次经过x轴负半轴的时间;(2)正三角形磁场的最小边长;(3)B点坐标及E1大小。答案(1)34210-3s+2210-3s(2)43+615m(3)B点坐标(22m,0)E1=5N/C4.(2015福建理综,22,20分)如图,绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为E,磁场方向垂直纸面向外,
9、磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑,到达C点时离开MN做曲线运动。A、C两点间距离为h,重力加速度为g。(1)求小滑块运动到C点时的速度大小vC;(2)求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功Wf;(3)若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置,当小滑块运动到D点时撤去磁场,此后小滑块继续运动到水平地面上的P点。已知小滑块在D点时的速度大小为vD,从D点运动到P点的时间为t,求小滑块运动到P点时速度的大小vP。答案(1)EB(2)mgh-mE22B2(3)vD2+(qEm)2+g2t2【方法集训】方法1有界磁场
10、的处理方法1.(2018安徽A10联盟联考)(多选)如图所示,MN是垂直于纸面向里的匀强磁场的边界,在边界上P点有甲、乙两粒子同时沿与PN分别成60、30角垂直磁场方向射入磁场,经磁场偏转后均从Q点射出磁场,不计粒子的重力以及粒子间的相互作用,则下列判断正确的是()A.若甲、乙两粒子完全相同,则甲、乙两粒子的速度之比为 13B.若甲、乙两粒子完全相同,则甲、乙两粒子在磁场中运动的时间之比为21C.若甲、乙两粒子同时到达Q点,则甲、乙两粒子的速度之比为 32D.若甲、乙两粒子同时到达Q点,则甲、乙两粒子的比荷之比为21答案ABD2.(2017广东华南三校联考,17)如图所示,在直角坐标系xOy中
11、,x轴上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向外。许多质量为m、电荷量为+q的粒子,以相同的速率v沿纸面内,由x轴负方向与y轴正方向之间各个方向从原点O射入磁场区域。不计重力及粒子间的相互作用。下列图中阴影部分表示带电粒子在磁场中可能经过的区域,其中R=mvqB,正确的图是()答案D3.(2018江苏无锡联考,18)如图所示,在xOy平面内,有大量电子从坐标原点O不断以大小为v0的速度沿不同的方向射入第一象限,也有部分电子沿x轴正方向和y轴正方向射入坐标系。现在坐标系内加上一个垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,要求进入该磁场的电子穿过该磁场后都能平行于y轴向
12、y轴负方向运动。已知电子的质量为m、电荷量为e。(不考虑电子间的相互作用力和电子的重力,要求电子离开O点瞬间就进入磁场)(1)求电子在磁场中做圆周运动的轨道半径R;(2)通过分析,在图中画出符合条件的磁场的最小范围(用阴影表示);(3)求该磁场的最小面积S。答案(1)mv0eB(2)当电子沿y轴正方向入射时,电子的运动轨迹构成磁场的最小范围对应的上边界a,对应表达式为(x-R)2+y2=R2(0x2R,0yR)当电子与x轴成(090)角入射时电子从P点射出磁场,则出射点的坐标满足表达式(x-R)2+y2=R2(Rx2R,-Rys2s3B.s1s2s2D.s1=s3s2答案D2.(2018河北石家庄质检)(多选)如图所示,等腰直角三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,直角边bc的长度为L。三个相同的带正电粒子从b点沿bc方向分别以不同速率v1、v2、v3射入磁场,在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3,且t1t2t3=332。不计粒子的重力及粒子间的相互作用,下列说法正确的是()A.粒子的速率关系一定是v1=v2v3B.粒子的速率关系可能是v2v1v3C.粒子的比荷qm=Bt2D.粒子的比荷qm=3v32BL答案BD3.(2018江西上饶六校一联)如图所示,平行边界MN、PQ间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应
