高考物理二轮复习 第1部分 核心突破 专题3 电场和磁场 第2讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动课件.ppt

核心专题突破 第一部分 专题三电场和磁场 第2讲磁场及带电粒子在磁场中的运动 命题规律 高考对该热点考查一般为选择题 命题规律是 1 磁场的产生及磁感应强度的叠加 2 安培定则和右手定则的应用 题型一对磁场性质的理解和应用 方法点拨 磁场的叠加类问题的分析方法 1 根据安培定则确定通电导线周围磁感线的方向 2 磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向 3 磁感应强度是矢量 多个通电导体产生的磁场叠加时 合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和 1 多选 2015 广州模拟 无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度b的大小与电流成正比 与导线到这一点的距离成反比 如图所示 两根相距l的无限长直导线分别通有电流i和3i 在两导线的连线上有a b c三点 a点为两根直导线连线的中点 b c两点距导线的距离均为l 下列说法正确的是 a a点和b点的磁感应强度方向相同b a点和b点的磁感应强度大小之比为8 1c c点和b点的磁感应强度方向相同d c点和b点的磁感应强度大小之比为5 1 ad 变式考法 在上述题1中 求在两导线的连线上 磁感应强度为0的位置 2 2015 海南卷 如图 a是竖直平面p上的一点 p前有一条形磁铁垂直于p 且s极朝向a点 p后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下 在水平面内向右弯曲经过a点 在电子经过a点的瞬间 条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向 a 向上b 向下c 向左d 向右解析 因磁铁s极朝向a点 故a处磁场方向垂直纸面向外 电子向右经过a点的瞬间 可以判定条形磁铁的磁场对电子的作用力方向向上 故a正确 a b 磁场特性 1 磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量 决定于磁场本身 与试探电荷无关 其叠加遵循平行四边形定则 2 判断电流产生的磁场方向或判断产生磁场的电流方向用右手定则 3 判断安培力 洛伦兹力的方向用左手定则 但要注意电荷的正负 命题规律 磁场对电流的作用是近几年高考的热点之一 命题规律主要集中在以下两点 1 安培力的大小计算和方向判断 安培力作用下的平衡和运动 2 与电磁感应相结合 考查力电知识的综合应用 题型二磁场对电流的作用 方法点拨 解决磁场中导体运动问题的一般思路 1 正确地对导体棒进行受力分析 应特别注意通电导体棒受到的安培力的方向 安培力与导体棒和磁感应强度组成的平面垂直 2 画出辅助图 如导轨 斜面等 并标明辅助方向 磁感应强度b 电流i的方向 3 将立体的受力分析图转化为平面受力分析图 即画出与导体棒垂直的平面内的受力分析图 1 2016 泉州模拟 如图所示 两平行金属导轨间的距离l 0 40m 金属导轨所在的平面与水平面夹角 37 在导轨所在平面内 分布着磁感应强度b 0 50t 方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场 金属导轨的一端接有电动势e 4 5v 内阻r 0 50 的直流电源 现把一个质量m 0 040kg的导体棒ab放在金属导轨上 导体棒恰好静止 导体棒与金属导轨垂直且接触良好 导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻r0 2 5 金属导轨电阻不计 g取10m s2 已知sin37 0 60 cos37 0 80 求 1 通过导体棒的电流i 2 导体棒受到的安培力f安的大小 3 导体棒受到的摩擦力ff 突破点拨将立体图转化为平面图 受力分析时弄清各力大小和方向的关系 变式考法 在上述题1中 仅将磁场方向变为竖直向上 导体棒仍静止 求导体棒受到的摩擦力 变式考法 导体棒所受安培力大小fb bil 0 3n方向水平向右 对导体列平衡方程有f mgsin bilcos 0所以导体所受静摩擦力为零 2 2016 广州模拟 如图所示为电磁轨道炮的工作原理图 待发射弹体与轨道保持良好接触 并可在两平行轨道之间无摩擦滑动 电流从一条轨道流入 通过弹体流回另一条轨道 轨道电流在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场 可视为匀强磁场 磁感应强度的大小与电流i成正比 弹体在安培力的作用下滑行l后离开轨道 离开轨道时的速度大小为v0 为使弹体射出时的速度变为2v0 理论上可采用的方法有 a 只将轨道长度l变为原来的2倍b 只将电流i变为原来的2倍c 只将电流i变为原来的4倍d 只将弹体质量变为原来的2倍 b 安培力作用下的平衡与运动问题的求解 题型三带电粒子在匀强磁场中的运动 命题规律 带电粒子在磁场中的运动是历年高考的热点 近几年高考难度略有降低 题型有选择题 也有计算题 命题特点是 1 考察磁场的性质 洛伦兹力的特点及圆周运动的周期性等问题 2 结合圆周运动规律 几何知识 综合考查应用数学知识处理物理问题的能力 bd 突破点拨 1 电子以初速度v0平行x轴正方向射入磁场 并从x轴上的b点射出磁场 此时速度方向与x轴方向的夹角为60 则电子在磁场运动的弧ab所对的圆心角是多大 2 磁场区域的圆心跟弦oa和ob的关系如何 变式考法 在上述题1中 匀强磁场区域的磁感应强度多大 2 2015 四川卷 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 1cm 中点o与s间的距离d 4 55cm 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 0 10 4t 电子质量m 9 1 10 31kg 电量e 1 6 10 19c 不计电子重力 电子源发射速度v 1 6 106m 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 1cmb 60 时 l 9 1cmc 45 时 l 4 55cmd 30 时 l 4 55cm ad b 带电粒子在匀强磁场中的 四点 六线 三角 1 如图所示 2 四点 入射点b 出射点c 轨迹圆心a 入射速度直线与出射速度直线的交点o 3 六线 圆弧两端点所在的轨迹半径r 入射速度直线和出射速度直线ob oc 入射点与出射点的连线bc 圆心与两条速度直线交点的连线ao 4 三角 速度偏转角 cod 圆心角 bac 弦切角 obc 其中偏转角等于圆心角 带电粒子在有界磁场中的临界和极值问题 规范答题 1 设一粒子自磁场边界a点进入磁场 该粒子由o点射出圆形磁场 轨迹如图甲所示 过a点做速度的垂线 长度为r c为该轨迹圆的圆心 连接ao co 可证得acoo 为菱形 根据图中几何关系可知 粒子在圆形磁场