高考物理复习专题三电场和磁场第9讲磁场及带电粒子在磁场中的运动

专题整合突破专题三电场和磁场第9讲磁场及带电粒子在磁场中运动1/431微网构建2高考真题3热点聚焦4复习练案2/43微网构建3/434/43高考真题5/43AC

6/437/432．(·全国卷Ⅱ，18)如图，虚线所表示圆形区域内存在一垂直于纸面匀强磁场，P为磁场边界上一点，大量相同带电粒子以相同速率经过P点，在纸面内沿不一样方向射入磁场，若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速度为v2，对应出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间相互作用，则v2∶v1为 (

)C

8/439/433．(·全国卷Ⅲ，18)如图，在磁感应强度大小为B0匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，二者之间距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里电流I时，纸面内与两导线距离均为la点处磁感应强度为零。假如让P中电流反向、其它条件不变，则a点处磁感应强度大小为 (

)C

10/4311/434．(·江苏，13)如图所表示，两条平行光滑金属导轨所在平面与水平面夹角为θ，间距为d。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m金属棒被固定在导轨上，距底端距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流。金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中电流一直保持恒定，重力加速度为g。求下滑到底端过程中，金属棒

(1)末速度大小v；(2)经过电流大小I；(3)经过电荷量Q。12/4313/43热点聚焦14/431．掌握“两个磁场力”(1)安培力：F＝BIL(I⊥B)(2)洛伦兹力：F＝qvB(v⊥B)2．用准“两个定则”(1)对电流磁场用安培定则。(2)对通电导线在磁场中所受安培力和带电粒子在磁场中所受洛伦兹力用左手定则。热点一磁场性质及磁场对电流作用15/433．明确两个惯用等效模型(1)变曲为直：图甲所表示通电导线，在计算安培力大小和判断方向时均可等效为ac直线电流。(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。16/43

(·山东省泰安市一模)如图所表示，两根光滑直金属导轨MN、PQ平行倾斜放置，它们所组成轨道平面与水平面之间夹角θ＝37°，两轨道之间距离L＝0.5m。一根质量m＝0.2kg均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于与ab棒垂直匀强磁场中。在导轨上端接有电动势E＝36V、内阻r＝1.6Ω直流电源和电阻箱R。已知导轨与金属杆电阻均可忽略不计，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2。金属棒ab一直静止在导轨上。典例117/43(1)假如磁场方向竖直向下，磁感应强度B＝0.3T，求电阻箱接入电路中电阻R；(2)假如保持(1)中电阻箱接入电路中电阻R不变，磁场方向能够随意调整，求满足条件磁感应强度最小值及方向。18/4319/4320/43方法总结求解磁场中导体棒运动问题方法(1)分析：正确地对导体棒进行受力分析，应尤其注意通电导体棒受到安培力方向，安培力与导体棒和磁感应强度组成平面垂直。(2)作图：必要时将立体图受力分析图转化为平面受力分析图，即画出与导体棒垂直平面内受力分析图。(3)求解：依据平衡条件或牛顿第二定律或动能定理列式分析求解。21/43AD

22/4323/43热点二带电粒子在磁场中运动24/4325/4326/43

(·山东省潍坊市高三下学期三模)如图所表示，在0≤x≤a区域Ⅰ内有垂直于纸面向里匀强磁场，在x>a区域Ⅱ内有垂直于纸面向外匀强磁场，磁感应强度大小均为B0。质量为m、电荷量为q(q>0)粒子沿x轴从原点O射入磁场。当粒子射入速度小于v0时，粒子在磁场中运动时间都相同，求：(1)速度v0大小；典例227/4328/4329/4330/43方法总结处理带电粒子在有界磁场中运动临界问题技巧从关键词语找突破口：审题时一定要抓住题干中关键字眼，如“恰好”“最大”“最高”“最少”等词语，挖掘其隐含信息。数学方法与物理方法相结合：借助半径R和速度大小v(或磁感应强度大小B)之间关系进行动态轨迹分析，确定轨迹圆和有界磁场边界之间关系，找出临界点，然后利用数学方法求极值。惯用结论有：①粒子刚好穿出磁场边界临界条件是粒子在磁场中运动轨迹与边界相切；②当速度大小v一定时，弧长(或弦长)越长，所正确圆心角就越大，粒子在磁场中运动时间就越长；③当速度大小v改变时，依然是运动轨迹所对圆心角大粒子在磁场中运动时间长。31/43磁场区域最小面积求解方法在粒子运动过程分析(正确画出运动轨迹示意图)基础上借助几何关系先确定最小区域示意图，再利用几何关系求有界磁场区域最小面积。注意对于圆形磁场区域：①粒子射入、射出磁场边界时速度垂线交点即轨迹圆圆心；②所求最小圆形磁场区域直径等于粒子运动轨迹弦长。32/43〔类题演练2〕(·山东省潍坊市高三下学期一模)如图所表示，在半径为R圆形区域内，有垂直纸面匀强磁场，磁感应强度为B，AC为圆直径，一质量为m、电荷量为q粒子从A点射入磁场区