高考新课标三维物理 通用版 二轮专题复习 带电粒子在磁场中的运动

高考新课标三维物理 通用版 二轮专题复习 带电粒子在磁场中的运动内容摘要：

1、第 2 讲 带电粒子在磁场中的运动导体棒在磁场中所受安培力问题(解读命题角度 )【典 题 感 知 】例 1(2012上海高考 )载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为 BkI/r，式中常量 k0，I 为电流强度，r 为距导线的距离。 在水平长直导线 下方，矩形线圈 以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂，如图 321 所示。 图 321开始时 不通电流，此时两细线内的张力均为 以强度为 电流时，两细线内的张力均减小为 电流强度变为 ，两细线内的张力均大于 1)分别指出强度为 2 的电流的方向；(2)求 别通以强度为 电流时，线框受到的安培力 小之比；(3)求 的电流强度为 两细线恰 2、好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为 a，求破题关键点(1)如何表示 写出表达式。 (2)如何表示 写出表达式。 (3)线圈 分析 4)要使两细线断裂，的电流 线瞬间线圈受哪些力作用。 解析 (1) N对 当 1，细线张力减小， 左手定则可判断，矩形线圈 右手螺旋定则可判断，电流 理可分析 2)当 1时，B ab，B cd，设线圈中电流为 i，L 为 ab、长度，则线圈所受安培力 )12 )，可得：。 111)设 3时，线圈受安培力为 3方向水平向右由题设条件可得2T0 1mg)问可知， 1 3 a gT1g答案 (1)I 1 方向水平向左，I 2 方向水平向右(2) 向向右T0a gT1g(掌握类题 3、通法 )【理 论 升 华 】一、基础知识要记牢1安培力的大小F( 其中 为 B 与 I 之间的夹角)(1)若磁场和电流垂直：F2)若磁场和电流平行：F0。 2安培力的方向(1)左手定则可判定安培力的方向。 (2)特点：电流所受的安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，所以安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所确定的平面。 二、方法技巧要用好解决安培力问题的一般思路(1)确定研究对象；(2)明确导线中电流的方向及其周围磁场的方向；(3)利用左手定则判断通电导线所受安培力的方向；(4)结合物体的平衡条件或牛顿运动定律进行求解。 带电粒子在匀强磁场中的运动(解读命题角度)【典 题 感 知 】例 2 4、(2012江苏高考 )如图 322 所示，磁感应强度为 B 的匀强磁场的边界。 一质量为 m、电荷量为 q 的粒子在纸面内从 O 点射入磁场。 若粒子速度为 远能落在边界上的 A 点。 下列说法正确的有()图 322A若粒子落在 A 点的左侧，其速度一定小于 粒子落在 A 点的右侧，其速度一定大于 粒子落在 A 点左右两侧 d 的范围内，其速度不可能小于 v0粒子落在 A 点左右两侧 d 的范围内，其速度不可能大于 v0m思路点拨解答本题时应注意以下三点：(1)从 2)垂直于 磁场的位置离 3)垂直进入磁场且落在 解析 因粒子由 远落在 粒子在 边界上的落点最远，即 ，所以粒子若落在 度应大于 粒子 5、落在 于不一定是垂直入射，所以速度可能等于、大于或小于 错误；当粒子射到 小速度为 ，d2 ，所以 ，所以粒子落在 速度不v 0 ，C 正确；当粒子射到 小速度为 ，又因 ，即 v1v 0 ，D 错误。 d2 案 (掌握类题通法 )【理 论 升 华 】一、基础知识要记牢1洛伦兹力(1)大小：vB 时，F 0。 vB 时，F v 与 B 夹角为 时：F。 (2)方向：F、v、B 三者的关系满足左手定则。 (3)特点：由于 F 始终垂直于 v 的方向，故洛伦兹力永不做功。 2带电粒子在匀强磁场中的运动(1)若 vB，带电粒子以速度 v 做匀速直线运动，此情况下洛伦兹力等于零。 (2)若 vB，带电粒子在垂直于 6、磁感线的平面内以入射速度做匀速圆周运动。 向心力由洛伦兹力提供，m ；道半径 R ；期：T。 2法技巧要用好1带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的分析方法(1)圆心的确定：轨迹圆心总是位于入射点和出射点所受洛伦兹力作用线的交点上或过这两点的弦中垂线与任一个洛伦兹力作用线的交点上。 (2)半径的确定：利用平面几何关系，求出轨迹圆的半径。 (3)运动时间的确定：t T，其中 为偏转角度。 22作带电粒子运动轨迹时需注意的问题(1)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。 (2)六条线：圆弧两端点所在的轨迹半径，入射速度直线和出射速度直线， 入射点与出射点的连线，圆心与两条速 7、度直线交点的连线。 前面四条边构成一个四边形，后面两条为对角线。 (3)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。 带电粒子在磁场中运动的周期性和多解性(解读命题角度 )【典 题 感 知 】例 3(2012徐州模拟 )如图 323 所示，M、N 为水平放置的彼此平行的不带电的两块平板，板的长度和板间距离均为 d，在两板间有垂直于纸面方向的匀强磁场，在距上板 处有一质量为 m，电荷量为 q 的带正电的粒子( 不，以初速度 平射入磁场，若使粒子不能射出磁场求磁场的方向和磁感应强度 B 的大小范围。 图 323解析 (1)如果磁场垂直纸面向里，粒子从左侧上板边缘飞出，则 8、粒子做圆周运动的半径 12d3 16子从右侧上板边缘飞出，则粒子做圆周运动的半径为 )2d 2， 2 m 得：B 2子不能射出两板间的磁感应强度的范围为B3)当磁场方向垂直纸面向外时粒子从左侧下板边缘飞出，则粒子做圆周运动的半径为 d1223 m 得：B 3子从右侧下板边缘飞出，则粒子做圆周运动的半径为 R 4 d)2d 223得：R 4 412子不能射出两板间的磁感应强度的范围为B。 12案 见解析(掌握类题通法 )【理 论 升 华 】一、基础知识要记牢引起粒子在匀强磁场中做圆周运动多解的四种原因：(1)带电粒子的电性不确定形成多解，可能出现两个方向的运动轨迹。 (2)磁场方向不确定形成多解，可能出现两个方向的运动轨迹。 (3)临界状态不唯一形成多解，需要根据临界状态的不同，分别求解。 (4)圆周运动的周期性形成多解。 二、方法技巧要用好解决本类问题的一般思路：(1)首先要明确带电粒子的电性和磁场的方向；(2)正确地找出带电粒子运动的临界状态；(3)结合带电粒子的运动轨迹利用圆周运动的周期性进行分析计算。