2026年高考物理二轮复习专题突破 专题8 磁场 课件

专题8磁场考向一磁场的性质及安培力考向二带电粒子在磁场中的运动考向三带电粒子在复合场中的运动考向一磁场的性质及安培力【核心知识】内容重要规律、公式和二级结论磁感应强度安培力1.安培力大小的表达式:F=BIlsinθ,l为有效长度,即导线两端点所连直线的长度,相应的电流方向沿l由始端流向末端,方向由左手定则判定。2.两平行直线电流在相互作用过程中,无转动趋势,同向电流互相吸引,反向电流互相排斥;不平行的两直线电流相互作用时,有转到平行且电流方向相同的趋势

√

√

角度2

安培力【典题透视】[例2]一闭合的轻质弹性柔软三角形通电线圈的三个顶点a、b、c用绝缘钉子固定在水平绝缘桌面上,一刚性长金属棒MN固定放置在如图所示的位置,金属棒和三角形线圈中的电流方向均已标出。已知金属棒中的电流远大于线圈中的电流,则稳定后三角形线圈的大致形状可能是(

)√【解析】选A。三角形线圈中电流间相互作用可以忽略不计。根据右手螺旋定则,通电金属棒MN在线圈所在位置产生的磁场方向为垂直纸面向里,由左手定则可知,在安培力的作用下线圈大体形成为选项A的形状,故选A。[例3](多选)(2025·河南高考)手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量,光学防抖技术可以消除这种影响。如图,镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连,两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、上两侧,c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。拍照时,手机可实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向,依此自动调节c、d中通入的电流Ic和Id的大小和方向(无抖动时Ic和Id均为零),使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是(

)A.若Ic沿顺时针方向,Id=0,则表明a的方向向右B.若Id沿顺时针方向,Ic=0,则表明a的方向向下C.若a的方向沿左偏上30°,则Ic沿顺时针方向,Id沿逆时针方向且Ic>IdD.若a的方向沿右偏上30°,则Ic沿顺时针方向,Id沿顺时针方向且Ic<Id√√【思路导引】线圈中的电流→安培力→镜头的加速度→手机的加速度【解析】选B、C。Ic顺时针而Id=0,则镜头向左运动,加速度方向向左,A错误;Id顺时针而Ic=0,则镜头向下运动,加速度方向向下,B正确;若a的方向沿左偏上30°,说明镜头向上运动以及向左运动且向左运动的分速度大于向上运动的分速度,可知Ic顺时针Id逆时针,由E=Blv可知Ic>Id,C正确;若a的方向沿右偏上30°,说明镜头向上运动以及向右运动,且向右运动的分速度大于向上运动的分速度,可知Ic逆时针Id逆时针,D错误。【类题建模】模型情境模型分析安培力作用下导体棒的平衡(1)通电导体棒在安培力、重力、支持力作用下处于静止状态。(2)含有安培力的平衡问题与一般平衡问题的处理思路相同(1)导体棒在安培力等力的作用下加速运动。(2)含有安培力的加速问题与一般加速问题处理思路相同考向二带电粒子在磁场中的运动【核心知识】内容重要规律、公式和二级结论洛伦兹力1.洛伦兹力的大小:F=qvBsinθ,θ为电荷运动的方向与磁感应强度的夹角,方向由左手定则判定。2.洛伦兹力始终与速度方向垂直,不做功。因此洛伦兹力仅改变粒子的速度方向,不改变其动能内容重要规律、公式和二级结论带电粒子在匀强磁场中的运动内容重要规律、公式和二级结论带电粒子在匀强磁场中的运动内容重要规律、公式和二级结论带电粒子在匀强磁场中的运动

√√【解析】选B、C。电子、质子在磁场中运动的轨迹如图所示,电子在磁场中偏转通过C,根据左手定则判断可知,磁场方向垂直纸面向里,A错误;

【类题建模】模型图示模型剖析直线边界模型图示模型剖析平行边界往往存在临界条件,恰好从边缘飞出的轨迹,轨迹圆与边界相切的轨迹,往往是临界轨迹模型图示模型剖析圆形有界磁场粒子进出磁场具有对称性图甲中粒子沿径向射入,必沿径向射出;图乙中粒子入射方向与边界圆半径的夹角等于出射方向与边界圆半径的夹角模型图示模型剖析三角形有界磁场往往存在临界条件,轨迹圆与边界相切的轨迹,往往是临界轨迹模型图示模型剖析磁聚焦带电粒子以相同速度平行进入圆形磁场且做圆周运动的半径与圆形磁场的半径相同,所有带电粒子偏转后会聚于一点角度2

滚动圆【典题透视】[例6](多选)(2025·揭阳模拟)如图所示,MN是一荧光屏,当带电粒子打到荧光屏上时,荧光屏能够发光。MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。P为屏上一小孔,PQ与MN垂直。一群质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力),以相同的速率v,从P处沿垂直于磁场方向且分布在PA与PC所包围的90°范围内射入磁场区域,已知PA与PQ夹角θ满足0°<θ<90°,不计粒子间的相互作用。则以下说法正确的是(

)

√√

【加固训练】[磁发散]如图所示,位于第一象限内半径为R的圆形磁场与两坐标轴分别相切于P、Q两点,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场[3],电场强度大小为E,Q点有一粒子源,可在xOy平面内向各个方向发射速率均为v[1]的带正电粒子,其中沿x轴正方向射入磁场的粒子恰好从P点射出磁场[2],不计重力及粒子之间的相互作用:

【题眼破译】[1]粒子做圆周运动的半径大小相同;[2]粒子做圆周运动的轨迹半径和磁场边界圆半径相等,粒子从磁场中射出时的速度方向均沿y轴负方向;[3]粒子在电场中先做匀减速后反向做匀加速,返回磁场时的速度大小仍为v,在磁场中运动时的轨迹半径仍和磁场边界圆半径相等,各粒子均从磁场右边与边界圆圆心等高的位置射出。【类题建模】模型图示模型剖析带电粒子以相同速率从边缘某点以不同方向进入圆形磁场且做圆周运动的半径与圆形磁场的半径相同,所有带电粒子平行出射

√√

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【类题建模】模型图示模型剖析粒子的入射点位置相同,速度方向一定,速度大小不同粒子的入射点位置相同,速度方向一定,速度大小不同。粒子恰好不射出磁场的临界状态是粒子运动轨迹与磁场边界相切考向三带电粒子在复合场中的运动【核心知识】内容重要规律、公式和二级结论回旋加速器内容重要规律、公式和二级结论速度选择器带电粒子在复合场中的运动1.三种场力的特点(1)重力的方向始终竖直向下,重力做功与路径无关,重力做的功等于重力势能的减少量。(2)静电力的方向与电场方向相同或相反,静电力做功与路径无关,静电力做的功等于电势能的减少量。内容重要规律、公式和二级结论带电粒子在复合场中的运动

【类题建模】模型图示模型剖析先电场,后磁场甲图:粒子先在电场中做匀加速直线运动,然后进入磁场中做匀速圆周运动,在电场中利用动能定理或运动学公式求粒子刚进入磁场时的速度。乙图:粒子先在电场中做类平抛运动,然后进入磁场做匀速圆周运动,在电场中利用平抛运动知识求粒子刚进入磁场时的速度模型图示模型剖析先磁场,后电场甲图:粒子在电场中做加速或减速运动,用动能定理或运动学公式列式。乙图:粒子在电场中做类平抛运动,用运动的合成与分解进行处理角度2

带电粒子在叠加场中的运动【典题透视】[例9](2025·长春模拟)如图所示,与水平面成37°的倾斜轨道AC,其延长线在D点与半圆轨道DF相切(CD段无轨道),全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内,整个空间存在水平向左的匀强电场,MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场(C点处于MN边界上)。一质量为0.8kg的带电小球沿轨道AC下滑,至C点时速度为vC=15m/s,接着沿直线CD运动到D处进入半圆轨道,进入时无动能损失,且恰好能通过F点,在F点速度vF=3m/s(不计空气阻力,g取10m/s2,cos37°=0.8),求:(1)小球受到电场力的大小;答案:(1)6N

【解析】(1)由题意可知,小球在CD间做匀速直线运动,电场力与重力的合力垂直于CD向下,故有Eq=mgtan37°=6N

【加固训练】[磁流体发电机](多选)如图所示,将磁流体发电机和电容器用导线连接。磁流体发电机板间有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,从磁场左侧水平喷入大量速度为v1的等离子体。有一带电粒子从电容器的中轴线上以速度v2射入电容器,恰好从下极板边缘射出电容器,不计等离子体和带电粒子的重力,下列说法正确的是(

)A.该带电粒子带负电B.只减小带电粒子的入射速度v2,带电粒子将打在电容器的下极板上C.只增大等离子体的入射速度v1,带电粒子将打在电容器的下极板上D.只改变单个等离子体的电量,带电粒子不能从下极板边缘射出√√

【类题建模】模型情境模型分析匀速直线运动甲图:电场与磁场二场并存,二力平衡乙图:重力场、电场与磁场三场并存,三力平衡模型情境模型分析三力并存,mg=Eq,F向=qvB