创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ23幂函数课件新人教A版必修1

专题突破第一部分专题三电场与磁场第2课时磁场与带电粒子在磁场中的运动专题突破第一部分专题三电场与磁场第2课时磁场与带电粒子在创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2栏目导航02命题热点突破01知识规律链接栏目导航02命题热点突破01知识规律链接01知识规律链接1．磁场的叠加及安培力(1)磁场的叠加：几根通电导线的磁场的叠加——右手螺旋定则：磁感应强度________于半径线；矢量叠加．(2)地磁场的分布：北半球，竖直分量向______；南半球，竖直分量向______；地球上各处，水平分量向______；赤道上空，磁感应强度水平向______.(3)安培力方向一定垂直通电导线与磁场方向决定的平面，即同时有FA⊥l，FA⊥B．空间想象能力：左手定则，立体图→平面图→立体图．垂直下上北北01知识规律链接1．磁场的叠加及安培力垂直下上北北2．带电粒子在磁场中的受力情况(1)磁场只对运动的电荷有力的作用，对静止的电荷无力的作用．(2)洛伦兹力的大小和方向：其大小为F＝qvBsinθ，注意：θ为v与B的夹角．F的方向由________定则判定，四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动方向的反方向．(3)洛伦兹力做功的特点：由于洛伦兹力始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力________做功．左手永不左手永不3．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动3．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ21N、长L＝1m的质量分布均匀的导体ab，在其中点弯成θ＝60°角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均为竖直状态，当导体中通过I＝1A的电流时，两根弹簧比原长各缩短了Δx＝0.如图所示，d点处的磁感应强度不为零，a点处的磁感应强度竖直向下，c点处的磁感应强度竖直向上，B、D错误，C正确．B．粒子在b点速率大于在a点速率D．此空间可能只有匀强磁场，方向与电子速度方向垂直D．此空间可能只有匀强磁场，方向与电子速度方向垂直D．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大B．粒子在b点速率大于在a点速率A．导体中电流的方向为b→a4T，则 ()第2课时磁场与带电粒子在磁场中的运动D．c点处的磁感应强度方向竖直向下解析通电直导线周围产生的磁场方向由安培定则判断，如图所示赤道上空，磁感应强度水平向______.[训练4]两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示．若不计粒子的重力，则下列说法正确的是 ()(2020·浙江卷)特高压直流输电是国家重点能源工程．如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2，I1>I2.B．d点处的磁感应强度大小为0静止时，线圈Ⅱ平衡，线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对平衡力，D错误．解析根据题意，安培力的功等于弹头获得的动能．轨道间距减小，安培力减小，安培力做功减小，弹头获得动能减小，速度减小，故A错误；1N、长L＝1m的质量分布均匀的导体ab，在其中点弯成θ02命题热点突破热点一磁场及其对电流的作用02命题热点突破热点一磁场及其对电流的作用ACAC创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2[训练2](2020·山东德州期末)如图所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2，用F12表示I1对I2的作用力，F21表示I2对I1的作用力，则以下说法正确的是 ()A．F12>F21B．F12＜F21C．I1左侧M点的磁感应强度可能为零D．I2右侧N点的磁感应强度可能为零D[训练2](2020·山东德州期末)如图所示，两根相互平行解析本题考查安培定则、牛顿第三定律．由于两根通电直导线之间的作用力是相互作用力，所以F12＝F21，选项A、B错误；根据安培定则，I1在M点产生的磁场垂直纸面向外，在N点产生的磁场垂直纸面向里；I2在M点产生的磁场垂直纸面向里，在N点产生的磁场垂直纸面向外；因I1>I2，根据直线电流产生的磁场磁感应强度与电流成正比，与距离成反比可知，I2右侧N点的磁感应强度可能为零，I1左侧M点的磁感应强度不可能为零，选项C错误，选项D正确．创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2

(2019·全国卷Ⅰ)如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接．已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为 ()A．2F

B．1.5FC．0.5F

D．0B (2019·全国卷Ⅰ)如图，等边三角形线框LMN由三根相同解析设每根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上、下两支路电阻之比为R1∶R2＝2R∶R＝2∶1，上、下两支路电流之比I1∶I2＝1∶2.如图所示，由于上支路通电的导体受安培力的有效长度也为L，根据安培力计算公式F＝ILB，可知F′∶F＝I1∶I2＝1∶2，得F′＝0.5F，根据左手定则可知，两力方向相同，故线框LMN所受的合力大小为F＋F′＝1.5F，选项B正确．解析设每根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上、下两支创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2[训练3](2020·浙江宁波模拟)将闭合通电导线圆环平行于纸面缓慢地竖直向下放入水平方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，则在通电圆环从刚进入到完全进入磁场的过程中，所受的安培力的大小 ()A．逐渐增大B．逐渐变小C．先增大后减小D．先减小后增大解析通电圆环受到的安培力大小F＝ILB，其中I、B分别为所通电流大小、磁感应强度大小，L指有效长度，它等于圆环所截边界线的长度．由于L先增大后减小，故安培力先增大后减小，C正确；A、B、D错误．C[训练3](2020·浙江宁波模拟)将闭合通电导线圆环平行[训练4](多选)(2020·四川树德中学二诊)如图所示，一根重力G＝0.1N、长L＝1m的质量分布均匀的导体ab，在其中点弯成θ＝60°角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均为竖直状态，当导体中通过I＝1A的电流时，两根弹簧比原长各缩短了Δx＝0.01m，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小B＝0.4T，则 ()A．导体中电流的方向为b→aB．每根弹簧的弹力大小为0.10NC．弹簧的劲度系数k＝5N/mD．若导体中不通电流，则弹簧伸长0.02mAC[训练4](多选)(2020·四川树德中学二诊)如图所示，创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2

(2020·浙江卷)特高压直流输电是国家重点能源工程．如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2，I1>I2.a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方．不考虑地磁场的影响，则 ()A．b点处的磁感应强度大小为0B．d点处的磁感应强度大小为0C．a点处的磁感应强度方向竖直向下D．c点处的磁感应强度方向竖直向下C (2020·浙江卷)特高压直流输电是国家重点能源工程．如图解析通电直导线周围产生的磁场方向由安培定则判断，如图所示I1在b点产生的磁场方向向上，I2在b点产生的磁场方向向下，因为I1>I2，即B1>B2，则在b点的磁感应强度不为零，A错误；如图所示，d点处的磁感应强度不为零，a点处的磁感应强度竖直向下，c点处的磁感应强度竖直向上，B、D错误，C正确．解析通电直导线周围产生的磁场方向由安培定则判断，如图所示AA解析当两线圈电流相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表现为相互排斥，故当天平示数为正时，两者相互排斥，电流方向相反，当天平示数为负时，两者相互吸引，电流方向相同，A正确，B错误；线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误；静止时，线圈Ⅱ平衡，线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对平衡力，D错误．解析当两线圈电流相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表[训练6](2020·四川内江联考)2019年1月，出现在中国海军坦克登陆舰上的电磁轨道炮在全球“刷屏”，这是电磁轨道炮全球首次实现舰载测试．如图所示为电磁炮的简化原理示意图，它由两条水平放置的平行光滑长直轨道组成．轨道间放置一个导体滑块作为弹头．当电流从一条轨道流入，经弹头从另一条轨道流回时，在两轨道间产生磁场，弹头就在安培力推动下以很大的速度发射出去．不计空气阻力，将该过程中安培力近似处理为恒力，为了使弹丸获得更大的速度，可适当 ()A．减小平行轨道间距B．增大轨道中的电流C．缩短轨道的长度D．增大弹丸的质量B[训练6](2020·四川内江联考)2019年1月，出现在解析根据题意，安培力的功等于弹头获得的动能．轨道间距减小，安培力减小，安培力做功减小，弹头获得动能减小，速度减小，故A错误；增大轨道中电流，安培力增大，安培力做功增大，弹头获得动能增大，速度增大，故B正确；缩短轨道长度，安培力做功减小，弹头获得动能减小，速度减小，故C错误；只增大弹丸质量，安培力做功不变，弹头获得动能不变，所以速度减小，D错误．解析根据题意，安培力的功等于弹头获得的动能．轨道间距减小，热点二磁场对运动电荷的作用[训练1](2019·北京卷)如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场．一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出．下列说法正确的是 ()A．粒子带正电B．粒子在b点速率大于在a点速率C．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出D．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短C热点二磁场对运动电荷的作用[训练1](2019·北京卷)创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2[训练2](2020·北京朝阳区六校联考)一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则 ()A．此空间一定不存在磁场B．此空间一定不存在电场C．此空间可能同时有电场和磁场D．此空间可能只有匀强磁场，方向与电子速度方向垂直C[训练2](2020·北京朝阳区六校联考)一个电子穿过某一解析如果一个电子沿磁场的方向穿过某一空间，它是不受磁场力的，只有与磁场方向有夹角地进入磁场才会受到洛仑兹力而发生偏转，故选项A错误；如果电子沿电场方向进入电场，它受电场力的方向与速度方向在同一直线上，则此时它也不发生偏转，而是做直线运动，加速减速，选项B错误；此空间可能同时有电场和磁场，选项C正确；因为电子在这个复合场中受到的电场力与磁场力可能是平衡的，电子就不会偏转，如速度选择器，故选项C正确；如果此空间可能只有匀强磁场，方向与电子速度方向垂直，则电子一定会在洛仑兹力的作用下发生偏转，故选项D错误．创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2[训练3](多选)(2020·天津和平区三模)质量为m、电量为q的带电粒子以速率v垂直磁感线射入磁感应强度为B的匀强磁场中，在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，带电粒子在圆周轨道上运动相当于一个环形电流，则下列说法中正确的是 ()A．环形电流的电流强度跟q成正比B．环形电流的电流强度跟v成正比C．环形电流的电流强度跟B成正比D．环形电流的电流强度跟m成反比CD[训练3](多选)(2020·天津和平区三模)质量为m、电DD创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2[训练4]两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示．若不计粒子的重力，则下列说法正确的是 ()A．a粒子带正电，b粒子带负电B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C．b粒子动能较大D．b粒子在磁场中运动时间较长C[训练4]两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2热点三带电粒子在匀强磁场中的运动热点三带电粒子在匀强磁场中的运动创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2创新设计高中数学第2章基本初等函数Ⅰ2[规律总结]1．基本思路(1)画轨迹：确定圆心，用几何方法求半径并画出轨迹．(2)找联系：轨迹半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间和周期相联系．(3)用规律：利用牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式和半径公式．2．临界问题(1)解决带电粒子在磁场中运动的临界问题，关键在于运用动态思维，寻找临界点，确定临界状态，根据粒子的速度方向找出半径方向，同时由磁场边界和题设条件画好轨迹，定好圆心，建立几何关系．(2)粒子射出或不射出磁场