《2019高考物理二轮复习 专题三 电场与磁场 第2讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考物理二轮复习 专题三 电场与磁场 第2讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动课件.ppt（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题三 电场与磁场第2讲磁场及带电粒子在磁场中的运动建体系记要点研考向提能力做真题明考向目录ONTENTSC4 4限训练通高考答案：答案：AC解析：解析：由安培定则可判断出由安培定则可判断出L2在在L1处产生的磁场处产生的磁场(B21)方向垂方向垂直直L1和和L2的连线竖直向上，的连线竖直向上，L3在在L1处产生的磁场处产生的磁场(B31)方向垂方向垂直直L1和和L3的连线指向右下方，根据磁场叠加原理，的连线指向右下方，根据磁场叠加原理，L3和和L2在在L1处产生的合磁场处产生的合磁场(B合合1)方向如图方向如图a所示，根据左手定则可判所示，根据左手定则可判断出断出L1所受磁场作用力的方向与所
2、受磁场作用力的方向与L2和和L3的连线平行，即的连线平行，即L1所所受磁场作用力的方向与受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面平行，选项所在平面平行，选项A错误；错误；同理，如图同理，如图b所示，可判断出所示，可判断出L3所受磁场所受磁场(B合合3)作用力的方向作用力的方向(竖直向上竖直向上)与与L1、L2所在的平面垂直，选项所在的平面垂直，选项B正确；正确；答案：答案：BC答案：答案：C答案：答案：C答案：答案：A6(2016高考全国卷高考全国卷，T18)平面平面OM和平面和平面ON之之间的的夹角角为30，其横截面，其横截面(纸面面)如如图所示，平面所示，平面OM上方存在匀上方存在匀强强磁磁
3、场，磁感，磁感应强强度大小度大小为B，方向垂直于，方向垂直于纸面向外一面向外一带电粒粒子的子的质量量为m，电荷量荷量为q(q0)粒子沿粒子沿纸面以大小面以大小为v的速的速度从度从OM的某点向左上方射入磁的某点向左上方射入磁场，速度与，速度与OM成成30角已角已知知该粒子在磁粒子在磁场中的运中的运动轨迹与迹与ON只有一个交点，并从只有一个交点，并从OM上另一点射出磁上另一点射出磁场不不计重力粒子离开磁重力粒子离开磁场的出射点到两的出射点到两平面交平面交线O的距离的距离为()答案：答案：D7(2017高高考考全全国国卷卷，T24)如如图，空空间存存在在方方向向垂垂直直于于纸面面(xOy平平面面)向
4、向里里的的磁磁场在在x0区区域域，磁磁感感应强强度度的的大大小小为B0；x1)一一质量量为m、电荷荷量量为q(q0)的的带电粒粒子子以以速速度度v0从从坐坐标原原点点O沿沿x轴正正向向射射入入磁磁场，此此时开开始始计时，当当粒粒子子的的速速度度方方向向再再次次沿沿x轴正向正向时，求：，求：(不不计重力重力)(1)粒子运粒子运动的的时间；(2)粒子与粒子与O点点间的距离的距离 命题特点与趋势命题特点与趋势怎么考怎么考1带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中做做匀匀速速圆圆周周运运动动问问题题是是高高考考考考查查的的重重点点和和热热点点，可可能能以以选选择择题题单单独独命命题题，也也可可能能结结
5、合合其其他他知知识以计算题的形式考查识以计算题的形式考查2纵纵观观近近几几年年高高考考，涉涉及及磁磁场场知知识识点点的的题题目目每每年年都都有有，对对与与洛洛伦伦兹兹力力有有关关的的带带电电粒粒子子在在有有界界匀匀强强磁磁场场中中的的运运动动的的考考查查最最多多，一一般般为为匀匀强强磁磁场场中中的的临临界界、极极值值问问题题，其其次次是是与与安安培培力有关的通电导体在磁场中的加速或平衡问题力有关的通电导体在磁场中的加速或平衡问题3新新高高考考命命题题仍仍会会将将带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中的的运运动动作作为为重重点点，可可能能与与电电场场相相结结合合，也也可可能能将将对对安安培培力
6、力的的考考查查与与电电磁磁感感应相结合应相结合 解题要领解题要领怎么做怎么做这这类类问问题题的的特特点点是是利利用用有有界界磁磁场场或或利利用用两两种种磁磁场场相相互互组组合合命命题题，带带电电粒粒子子的的运运动动形形式式为为圆圆周周运运动动，涉涉及及的的方方法法和和规规律律包包括括牛牛顿顿运运动动定定律律、圆圆周周运运动动的的各各物物理理量量间间的的关关系系等等对对综综合合分分析析能能力力和和运运用用数数学学知知识识解解决决物物理理问问题题的的能能力力要要求求较较高高，综综合合性性强强对对于于此此类类问问题题，应应在在准准确确审审题题的的前前提提下下，熟熟练练掌掌握握磁场中曲线运动的分析方法
7、及临界圆的画法磁场中曲线运动的分析方法及临界圆的画法5灵活应用带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的关系式灵活应用带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的关系式1判判断断电流流的的磁磁场要要正正确确应用用安安培培定定则，明明确确大大拇拇指指、四四指及手掌的放法指及手掌的放法2分析磁分析磁场对电流的作用要做到流的作用要做到“一明、一一明、一转、一分析、一分析”1.已已知知长直直通通电导线在在周周围某某点点产生生的的磁磁场的的磁磁感感应强强度度大大小小与与电流流成成正正比比，与与该点点到到导线的的距距离离成成反反比比如如图所所示示，四四根根电流流相相等等的的长直直通通电导线a、b、c、d平平行行放放置置，它它们
8、的的横横截截面面的的连线构构成成一一个个正正方方形形，O为正正方方形形中中心心，a、b、c中中电流流方方向向垂垂直直纸面面向向里里，d中中电流流方方向向垂垂直直纸面面向向外外，则a、b、c、d长直通直通电导线在在O点点产生的合磁生的合磁场的磁感的磁感应强强度度B()A大小大小为零零B大小不大小不为零，方向由零，方向由O指向指向dC大小不大小不为零，方向由零，方向由O指向指向cD大小不大小不为零，方向由零，方向由O指向指向a解解析析：由由安安培培定定则则可可知知，a、c中中电电流流方方向向相相同同，两两导导线线在在O处处产产生生的的磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度大大小小相相等等、方方向向相相反
9、反，合合矢矢量量为为零零；b、d两两导导线线中中电电流流方方向向相相反反，由由安安培培定定则则可可知知，两两导导线线在在O处处产产生生的的磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度方方向向均均由由O指指向向a，故故D选选项项正确正确答案：答案：D2如如图所所示示，平平行行放放置置在在绝缘水水平平面面上上的的长为l的的直直导线a和和无无限限长的的直直导线b，分分别通通以以方方向向相相反反、大大小小为Ia和和Ib(IaIb)的的恒恒定定电流流时，b对a的的作作用用力力为F.当当在在空空间加加一一竖直直向向下下(y轴的的负方方向向)、磁磁感感应强强度度大大小小为B的的匀匀强强磁磁场时，导线a所所受安培力恰好受
10、安培力恰好为零零则下列下列说法正确的是法正确的是()答案：答案：B3如如图所示，两根无限所示，两根无限长导线，均通以恒定，均通以恒定电流流I.两根两根导线的直的直线部分和坐部分和坐标轴非常接近，弯曲部分是以坐非常接近，弯曲部分是以坐标原点原点O为圆心的、半径相同的一段心的、半径相同的一段圆弧弧规定垂直定垂直纸面向里的方向面向里的方向为磁感磁感应强强度的正方向，已知直度的正方向，已知直线部分在原点部分在原点O处不形成磁不形成磁场，此此时两根两根导线在坐在坐标原点原点处的磁感的磁感应强强度度为B.下列四个下列四个选项中均有四根同中均有四根同样的、通以恒定的、通以恒定电流流I的无限的无限长导线，O处
11、磁感磁感应强强度也度也为B的是的是()答案：答案：A1通电导体在磁场中受到的安培力通电导体在磁场中受到的安培力(1)方方向：根据左手定向：根据左手定则判断判断(2)大小：大小：FBIL.B、I与与F三者两两垂直；三者两两垂直；L是有效是有效长度，即垂直磁感度，即垂直磁感应强强度方向的度方向的长度度2熟悉熟悉“两个等效模型两个等效模型”(1)变变曲曲为直直：图甲甲所所示示通通电导线，在在计算算安安培培力力的的大大小小和和判判断方向断方向时均可等效均可等效为ac直直线电流流(2)化化电为磁磁：环形形电流流可可等等效效为小小磁磁针，通通电螺螺线管管可可等等效效为条形磁体，如条形磁体，如图乙所示乙所示
12、答案：答案：C5.(2018福建福州第二次月考福建福州第二次月考)据据报道，国道，国产航母的航母的舰载机机发射射类似于似于电磁磁轨道炮道炮弹体体发射射电磁磁轨道炮工作原理如道炮工作原理如图所示，所示，待待发射射弹体可在两平行体可在两平行轨道之道之间自由移自由移动，并与并与轨道保持良好接触恒定道保持良好接触恒定电流流I从一条从一条轨道流入，通道流入，通过导电弹体后从另一条体后从另一条轨道流回道流回轨道道电流可形成在流可形成在弹体体处垂直垂直于于轨道面的磁道面的磁场(可可视为匀匀强强磁磁场)，磁感，磁感应强强度的大小与度的大小与I成成正比，静止的通正比，静止的通电弹体在体在轨道上受到安培力的作用而
13、高速射道上受到安培力的作用而高速射出出现欲使欲使弹体的出射速度增加至原来的体的出射速度增加至原来的2倍，理倍，理论上可采上可采用的用的办法是法是()A只将只将轨道道长度度L变为原来的原来的2倍倍B只将只将电流流I增加至原来的增加至原来的4倍倍C只将只将弹体体质量减至原来的一半量减至原来的一半D将将弹体体质量量减减至至原原来来的的一一半半，轨道道长度度L变为原原来来的的2倍倍，其他量不其他量不变答案：答案：D6.如如图所所示示，在在倾角角为的的光光滑滑斜斜面面上上，垂垂直直纸面面放放置置一一根根长为L、质量量为m的的直直导体体棒棒当当导体体棒棒中中的的恒恒定定电流流I垂垂直直于于纸面面向向里里时
14、，欲欲使使导体体棒棒静静止止在在斜斜面面上上，可可将将导体体棒棒置置于于匀匀强强磁磁场中中当当外外加加匀匀强强磁磁场的的磁磁感感应强强度度B的的方方向向在在纸面面内内由由竖直直向向上上逆逆时针转至至水水平平向向左左的的过程程中中，关关于于B的的大大小小的的变化正确的是化正确的是()A逐逐渐增大增大B.逐逐渐减小减小C先增大后减小先增大后减小 D先减小后增大先减小后增大解析：解析：对导体棒受力分析对导体棒受力分析，受重力受重力G、支支持力持力FN和安培力和安培力FA，三力平衡三力平衡，合力为合力为零零，将支持力将支持力FN和安培力和安培力FA合成合成，合力合力与重力相平衡与重力相平衡，如图所示如
15、图所示从图中可以从图中可以看出看出，安培力安培力FA先变小后变大先变小后变大，由于由于FABIL，其中电流其中电流I和导体棒的长度和导体棒的长度L均不均不变变，故磁感应强度先变小后变大故磁感应强度先变小后变大，故选故选D.答案：答案：D规律方法规律方法磁场中通电导体类问题的解题步骤磁场中通电导体类问题的解题步骤(1)选选定定研研究究对对象象进进行行受受力力分分析析，受受力力分分析析时时要要比比一一般般的的力力学学问问题题多多考考虑虑安安培培力力如如第第6题题中中，导导体体棒棒除除受受重重力力和和支支持持力力外，还受安培力外，还受安培力(2)作作受受力力分分析析图图，标标出出辅辅助助方方向向(如
16、如磁磁场场的的方方向向、通通电电直直导导线线电电流流的的方方向向等等)，有有助助于于分分析析安安培培力力的的方方向向，由由于于安安培培力力F、电电流流I和和磁磁感感应应强强度度B的的方方向向两两两两垂垂直直，涉涉及及三三维维空空间间，所所以以在在受受力力分分析析时时要要善善于于用用平平面面图图(侧侧视视图图、剖剖面面图图或或俯俯视视图图等等)表示出三维的空间关系表示出三维的空间关系(3)根据平衡条件、牛顿第二定律或功能关系列式求解根据平衡条件、牛顿第二定律或功能关系列式求解典典例例展展示示1(2018福福建建厦厦门门高高三三期期末末)如如图图所所示示，在在平平面面直直角角坐坐标标系系中中有有一
17、一个个垂垂直直纸纸面面向向里里的的圆圆形形匀匀强强磁磁场场，其其边边界界过过原原点点O和和y轴轴上上的的点点a(0，L)一一质质量量为为m、电电荷荷量量为为e的的电电子子从从a点点以以初初速速度度v0平平行行于于x轴轴正正方方向向射射入入磁磁场场，并并从从x轴轴上上的的b点点射射出出磁磁场场，此此时时速速度度方方向向与与x轴轴正正方方向向的的夹夹角角为为60.下下列列说说法正确的是法正确的是()答案答案D(2)如如果果磁磁场场是是圆圆形形有有界界磁磁场场，在在找找几几何何关关系系时时要要尤尤其其注注意意带带电粒子在匀强磁场中的电粒子在匀强磁场中的“四点、六线、三角四点、六线、三角”四四点点：入
18、入射射点点B、出出射射点点C、轨轨迹迹圆圆心心A、入入射射速速度度直直线线与与出射速度直线的交点出射速度直线的交点O.六六线线：圆圆弧弧两两端端点点所所在在的的轨轨迹迹半半径径r、入入射射速速度度直直线线OB和和出射出射速速度度直直线线OC、入入射射点点与与出出射射点点的的连连线线BC、圆圆心心与与两两条条速速度度垂线交点的连线垂线交点的连线AO.三三角角：速速度度偏偏转转角角COD、圆圆心心角角BAC、弦弦切切角角OBC，其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角的两倍其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角的两倍答案：答案：B8(多多选)(2018河河北北衡衡水水中中学学第第六六次次调调研研)如如图所所
19、示示，在在区区域域和和区区域域内内分分别存存在在与与纸面面垂垂直直的的匀匀强强磁磁场，一一带电粒粒子子仅在在洛洛伦兹力力作作用用下下沿沿着着apb由由区区域域运运动到到区区域域.已已知知ap与与pb弧弧长之比之比为2 1，下列，下列说法正确的是法正确的是()A粒子在区域粒子在区域和区域和区域中的速率之比中的速率之比为1 1B粒子通粒子通过ap与与pb弧弧长的的时间之比之比为2 1Cap与与pb弧弧长对应的的圆心角之比心角之比为2 1D区域区域和区域和区域的磁感的磁感应强强度方向相反度方向相反解解析析：因因为为洛洛伦伦兹兹力力不不做做功功，则则带带电电粒粒子子的的速速度度大大小小不不变变，所所以
20、以粒粒子子在在区区域域和和区区域域中中的的速速率率之之比比为为11，故故A正正确确；因因为为弧弧长长lvt，弧弧长长之之比比为为21，线线速速度度大大小小相相等等，则则运运动动时时间间之之比比为为21，故故B正正确确；因因为为两两个个区区域域的的磁磁感感应应强强度度大大小小未未知知，根根据据弧弧长长关关系系无无法法得得出出半半径径关关系系，圆圆心心角角等等于于弧弧长长与与半半径径的的比比值值，所所以以无无法法得得出出圆圆心心角角之之间间的的关关系系，故故C错错误误；在在p点点前前后后所所受受的的洛洛伦伦兹兹力力方方向向相相反反，根根据据左左手手定定则则知知，两两个区域内的磁感应强度方向相反，故
21、个区域内的磁感应强度方向相反，故D正确正确答案：答案：ABD答案：答案：BC(1)最后离开磁最后离开磁场的粒子从粒子源射出的粒子从粒子源射出时的速度的大小；的速度的大小；(2)最最后后离离开开磁磁场的的粒粒子子从从粒粒子子源源射射出出时的的速速度度方方向向与与y轴正正方向方向夹角的正弦角的正弦值思维流程思维流程本题用到了处理临界问题的思维方法本题用到了处理临界问题的思维方法定圆旋定圆旋转法具体思维过程如下：转法具体思维过程如下：方法技巧方法技巧求解带电粒子在匀强磁场中运动时多解、求解带电粒子在匀强磁场中运动时多解、极值问题的四点注意极值问题的四点注意(1)解解决决带带电电粒粒子子在在磁磁场场中
22、中运运动动的的临临界界问问题题，关关键键在在于于运运用用动动态态思思维维，寻寻找找临临界界点点，确确定定临临界界状状态态，根根据据粒粒子子的的速速度度方方向向找找出出半半径径，同同时时由由磁磁场场边边界界和和题题设设条条件件画画好好轨轨迹迹，定定好好圆圆心心，建立几何关系建立几何关系答案：答案：AD答案：答案：ABC12如如图甲所示，甲所示，M、N为竖直放置且彼此平行的两直放置且彼此平行的两块平板，板平板，板间距离距离为d，两板中央各有一个小孔，两板中央各有一个小孔O、O且正且正对，在两板，在两板间有有垂直于垂直于纸面方向的磁面方向的磁场，磁感，磁感应强强度随度随时间的的变化化规律如律如图乙乙所示有一束正离子在所示有一束正离子在t0时垂直于垂直于M板从小孔板从小孔O射入磁射入磁场已已知正离子的知正离子的质量量为m，电荷量荷量为q，正离子在磁，正离子在磁场中做匀速中做匀速圆周周运运动的周期与磁感的周期与磁感应强强度度变化的周期都化的周期都为T0，不考，不考虑由于磁由于磁场变化而化而产生的生的电场的影响，不的影响，不计离子所受重力离子所受重力 (1)求磁感求磁感应强强度度B0的大小；的大小；(2)要要使使正正离离子子从从O孔孔垂垂直直于于N板板射射出出磁磁场，求求正正离离子子射射入入磁磁场时的速度的速度v0的可能的可能值
