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1、专题八专题八磁场性质及带电粒磁场性质及带电粒 子在磁场中的运动子在磁场中的运动-2-知识脉络梳理-3-规律方法导引-4-2.思想方法(1)物理思想:对称思想、等效思想。(2)物理方法:理想化模型方法、对称法、临界法。命题一命题二命题三对磁场性质和磁场力的理解常以选择题的形式考查通电导线周围的磁场的性质及磁场力的情况。例1如图所示,用绝缘细线悬挂一个导线框,导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd(ab、cd在同一条水平直线上)连接而成的闭合回路,导线框中通有图示方向的电流,处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P。当P中通以方向向外的电流时()A.导线框
2、将向左摆动B.导线框将向右摆动C.从上往下看,导线框将顺时针转动D.从上往下看,导线框将逆时针转动 答案解析解析关闭当直导线P中通以方向向外的电流时,由安培定则可判断出长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向,磁感线是以P为圆心的同心圆,半圆弧导线与磁感线平行,不受安培力,由左手定则可判断出直导线ab所受的安培力方向垂直纸面向外,cd所受的安培力方向垂直纸面向里,从上往下看,导线框将逆时针转动,故D正确。 答案解析关闭D-6-6-思维导引命题一命题二命题三-7-拓展训练1(2015江苏四市联考)如图所示,无限长导线,均通以恒定电流I。直线部分和坐标轴接近重合,弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径
3、的一段圆弧,已知直线部分在原点O处不形成磁场,则图乙中O处磁感应强度和图甲中O处磁感应强度相同的是() 答案解析解析关闭由题意可知,题图甲中O处磁感应强度的大小是其中一段在O点的磁感应强度大小的2倍,方向垂直纸面向里;题图乙中A,根据右手螺旋定则可知,左上段与右下段的通电导线产生的磁场叠加为零,则剩余的两段通电导线产生的磁场大小是其中一段的在O点磁场的2倍,且方向垂直纸面向里,故选项A正确;题图乙中B,同理,四段通电导线在O点的磁场是其中一段在O点的磁场的4倍,方向是垂直纸面向里,故选项B错误;题图乙中C,由上分析可知,右上段与左下段产生磁场叠加为零,则剩余两段产生磁场大小是其中一段在O点产生
4、磁场的2倍,方向垂直纸面向外,故选项C错误;题图乙中D,与C选项分析相同,四段在O点的磁场是其中一段在O点产生磁场的2倍,方向垂直纸面向外,故选项D错误。 答案解析关闭A命题一命题二命题三-8-命题一命题二命题三-9-命题一命题二命题三-10-命题一命题二命题三-11-命题一命题二命题三-12-思维导引命题一命题二命题三-13-命题一命题二命题三-14-命题一命题二命题三-15-命题一命题二命题三-16-思维导引命题一命题二命题三-17-命题一命题二命题三-18-拓展训练2(多选)(2015全国理综)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。
5、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命题一命题二命题三 答案解析解析关闭 答案解析关闭-19-命题一命题二命题三(1)带电粒子在圆形磁场中运动时,轨迹半径为多少?(2)圆形磁场区域的最小面积为多少?(3)为使粒子射出电场时不打在挡板上,电场强度E应满足什么要求? 答案解析解析关闭 答案解析关闭-20-思维导引命题一命题二命题三-21-规律方法应用动态圆画临界轨迹的方法主要有以下两种情况如图所示,一束带负电的粒子以速度v垂直进入匀强磁场,若初速度v方向相同,大小不同,所有粒子运动轨迹的
6、圆心都在垂直于初速度方向的直线上,速度增大时,轨道半径随之增大,所有粒子的轨迹组成一组动态的内切圆,与右边界相切的圆即为临界轨迹。命题一命题二命题三-22-如图所示,一束带负电的粒子以速度v垂直进入匀强磁场,若初速度v大小相同,方向不同,则所有粒子运动的轨迹半径相同,但不同粒子的圆心位置不同,其共同规律是所有粒子的圆心都在以入射点O为圆心、以粒子轨道半径为半径的圆上(图中虚线),从而可以找出动态圆的圆心轨迹。利用动态圆可以画出粒子打在边界上的最高点和最低点。命题一命题二命题三-23-命题一命题二命题三 答案解析 答案解析解析关闭 答案解析关闭-24-1234 答案解析解析关闭 答案解析关闭-2
7、5-2.(多选)一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,以速度v射入磁感应强度为B的匀强磁场,不计粒子重力,下列说法正确的是()A.若v与B的方向垂直,入射速度v越大,则轨道半径越大B.若v与B的方向垂直,入射速度v越大,则运动周期越大C.若v与B的方向相同,则粒子在运动过程中速度不断变大D.若v与B的方向相同,则粒子在运动过程中速度保持不变1234 答案解析解析关闭 答案解析关闭-26-1234 答案解析解析关闭 答案解析关闭-27-1234-28-1234-29-1234-30-1234-31-1234-32-怎样得高分带电粒子在磁场中运动的多解问题带电粒子在磁场中运动的多解问题【典例示范】如
8、图所示,A、B为一对平行板,板长为l,两板间距离为d,板间区域内充满着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子以初速度v0,从A、B两板的中间,沿垂直于磁感线的方向射入磁场。求v0在什么范围内,粒子能从磁场内射出。(粒子重力不计)-33-怎样得高分思维流程-34-怎样得高分-35-怎样得高分针对训练(多选)(2015四川理综)如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面,在纸面内的长度L=9.1 cm,中点O与S间的距离d=4.55 cm,MN与SO直线的夹角为,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.010-4 T。电子质量m=9.110-31 kg,电荷量e=-1.610-19 C,不计电子重力。电子源发射速度v=1.6106 m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为l,则()A.=90时,l=9.1 cmB.=60时,l=9.1 cmC.=45时,l=4.55 cmD.=30时,l=4.55 cm-36-怎样得高分
