（金版教程）2016年高考物理二轮复习 专题三　电场和磁第8讲　磁场及带电体在磁场中的运动中的运动

（金版教程）2016年高考物理二轮复习 专题三　电场和磁第8讲　磁场及带电体在磁场中的运动中的运动内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 磁场及带电体在磁场中的运动网络构建 高考概况考什么1磁场的性质，安培力作用下导体棒的平衡和运动；2带电粒子在匀强磁场中的运动。 怎么考1通电导体在磁场中的受力情况和运动情况分析的中等难度选择题或计算题；2带电粒子在匀强磁场中偏转的中等难度选择题或计算题；3带电粒子在有界匀强磁场中的临界或多解的难度较大的计算题。 怎么办1重视对概念和规律的理解及应用，强化专题间的综合，特别是和电场、电磁感应的综合；2掌握磁场的性质及分布规律，能结合受力分析和牛顿运动定律分析导体在安培力作用下的运动；3掌握带电粒子在磁场中运动的分析方法。 对 应 学 生 用 书 )磁感应强度的定义式：B 2、 ，条件：导线与磁场垂直。 )磁感应强度的合成满足平行四边形定则。 2安培力(1)计算公式：F 其中 为 B 与 I 的夹角。 高中物理资源下载平台世昌的博客 当磁场与电流垂直时，90，F当磁场与电流平行时，0，F0。 (2)方向判定：用左手定则。 3洛伦兹力(1)计算公式：F 中 为 B 与 v 的夹角。 vB 时，F0。 vB 时，Fv0 时， F0。 (2)方向判定：用左手定则，注意“四指”指向正电荷的运动方向，与负电荷的运动方向相反。 4带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的基本公式(1)向心力由洛伦兹力提供：m。 )轨道半径：R。 )周期公式：T。 2培力 洛伦兹力作用对象 通电导体 运动电荷力的大小 F 3、安 B) 0(IB )F 洛 vB)F 洛 0(v B)力的方向 左手定则(F 安 垂直于 I 与 手定则(F 洛 垂直于 v 与 需要区分正、负电荷)作用效果改变导体棒的运动状态，对导体棒做功，实现电能和其他形式的能的相互转化只改变速度的方向，不改变速度的大小；洛伦兹力永远不对电荷做功高中物理资源下载平台世昌的博客 、磁感应强度的叠加、左右手定则、安培力与洛伦兹力的掌握情况。 答案安培定则可知，a、c 中电流方向相同，两导线在 O 处产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，合矢量为零；b、d 两导线中电流方向相反，由安培定则可知，两导线在 O 处产生的磁场的磁感应强度方向均由 c 指向 a，故 4、 D 选项正确。 若在中心 O 处放置一通电直导体棒，电流方向垂直纸面向里，则 a、b、c 、d 四根长直导线给中心处导体棒的磁场力的合力方向是。 提示从 O 指向 b。 拓 展 提 升求解磁场叠加及磁场对带电体作用力的注意事项(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，其叠加遵循平行四边形定则。 高中物理资源下载平台世昌的博客 (2)判断电流的磁场方向用安培定则，一定要注意与右手定则、左手定则的区别。 (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。 类 题 演 练1.2015湖南十三校联考如图所示，M、N 和 P 是以 直径的半圆弧上的三点，O 为半圆弧的圆心， 60 5、，在M、N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时 O 点的磁感应强度大小为 将N 处长直导线移至 P 处，则 O 点的磁感应强度大小为 么 1 之比为( )A11 B12C. 1 D. 23 3答案图所示，当通有电流的长直导线在 M、N 两处时，根据安培定则可知，二者在圆心 O 处产生的磁感应强度的大小都为 ； 处长直导线移至 P 处时，两导线在圆心 O 处产生的磁高中物理资源下载平台世昌的博客 ，作平行四边形，由几何关系得，那么 ，故选项 B 正确。 2222015全国卷模拟联合考试如图所示，一带电塑料小球质量为 m，用丝线悬挂于 O 点，并在竖直平 6、面内摆动，最大摆角为60，水平磁场垂直于小球摆动的平面。 当小球从左边摆到最低点时，丝线上的张力恰为零，则小球从右边最大摆角处摆到最低点时，丝线上的张力为( )A0 B2 D6解析小球从左边摆到最低点时速度设为 v，该过程只有重力做功，根据动能定理得：1 最低点对小球12进行受力分析，因丝线张力为零，则洛伦兹力方向应竖直向上，如图 1，由牛顿第二定律得：高中物理资源下载平台世昌的博客 ，联立以上两式得 当小球从右边最度仍为 v，对小球受力分析如图 2，据牛顿第二定律得：F ，联立方程解得故 C 选项正确。 2 磁场对通电导线的作用力一般涉及通电导体所受安培力的大小和方向及安培力作用下导体棒的平衡。 7、答案使电流表能正常工作，则金属杆受到的安培力的方向高中物理资源下载平台世昌的博客 ，根据磁场的方向和左手定则可知，金属杆中电流方向应从 M 至 N，故 A 选项正确；当该电流表的示数为零时，说明金属杆中电流为零，此时金属杆受竖直向下的重力和竖直向上的弹力作用，根据平衡条件和胡克定律可知，弹簧的伸长量为 x ，故项错误；根据平衡条件和胡克定律可知，kxk( xL 2)I 得 ，即该电流表的量程为 ，故项正确；根据平衡条件和胡克定律可知，k( xl )，解得 I l，即该电流表的刻度在 0I 展 提 升求解导体棒所受安培力问题的方法(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 8、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。 类 题 演 练32015郑州质量预测目前世界上输送功率最大的直流输电工程哈(密 )郑(州)特高压直流输电工程已正式投运。 高压直流输电高中物理资源下载平台世昌的博客 、无容抗、无同步问题等优点。 已知某段直流输电线长度 l200 m，通有从西向东 I4000 A 的恒定电流，该处地磁场的磁感应强度 B510 5 T，磁倾角(磁感线与水平面的夹角)为 5(则该段导线所受安培力的大 9、小和方向为( )A40 N，向北与水平面成 85角斜向上方B 4 N，向北与水平面成 85角斜向上方C4 N，向南与水平面成 5角斜向下方D40 N，向南与水平面成 5角斜向下方答案磁场方向与电流方向垂直，由安培力 F0 N，B 、C 项错；由左手定则可知，电线所受安培力方向向北与水平面成 85角斜向上方，A 项正确，D 项错。 42015河北百校联盟用一根导线围成如图所示的回路和 是半径分别为 M 的同心圆弧，O 为圆心， 圆的半径方向，一圆环和 同一平面内，圆环的圆心也在 O 点，在圆环和回路 分别通以如图所示的恒定电流 2，圆环固定，则下列说法正确的是( )A圆环对 圆弧的斥力大于对 圆弧 10、的引力B圆环对 和对 的安培力等大反向C回路 在纸面内绕通过 O 点并垂直纸面的轴转动D回路 在纸面内向左平动答案世昌的博客 如图，圆环上的电流 面所在处的磁场方向由安培定则知，方向向里。 连结 和 弧段的有效长度均可等效为 线，但 弧所在处磁感应强度小，所受安培力方向向右，比 受力小，安培力合力向左，所以选项 D 正确、C 错误。 圆环对 圆弧为引力，故 A 选项错误。 圆环对 和对 的安培力方向不是反向，故 B 选项错误。 3 带电粒子在匀强磁场中的运动经常以计算题或选择题的形式考查，一般涉及带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹、半径、运动时间等知识。 答案世昌的博客 如图所示，根据“用滚圆法求解磁场中粒 11、子源射出粒子打在屏上范围”的模型，图中圆 2均为半径为 R 的圆，圆 N 及其延长线于 P、C 两点，圆 切于 Q 点，。 若屏的大小无限制，则电子应当打在图中 C、Q 之间，而由于 度的限制，电子只能打在N、Q 之间。 根据题意，R 见mv|e|O 2Q R，由几何知识可得 2，lP(12R 1)R，分别将 90、60、2 30代入公式即可确定，A、D 项正确，B 、C 项错误。 高中物理资源下载平台世昌的博客 (1)解决带电粒子在磁场中做圆周运动的一般思路找圆心画轨迹；由对称找规律；寻半径列算式；理关系定时间。 (2)处理该类问题常用的几个几何关系四个点：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点。 三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角的两倍。 类 题 演 练52015唐山二模 如图，半径为 R 的圆是圆柱形匀强磁场区域的横截面( 纸面) ，磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向外，一电荷量为 q(q0)、质量为 m 的粒子沿平行于直径 方向射入磁场区域，射入点与 距离为。 已知粒子射出磁场与射入磁场时运。