2018届二轮复习 磁场及带电粒子在磁场中的运动 课件 (共70张)(全国通用)

2π qB 角速度ω＝ T ＝ m ，角速度ω只取决于粒子的比荷和磁感应 强度，与粒子运动的速度v和半径R无关． 1 2 q2B2R2 动量p＝mv＝qBR，动能Ek＝ mv ＝ ，粒子的动量和 2 2m 动能与磁感应强度B、轨道半径R、粒子的属性(q、m)有关．
2．解决带电粒子在有界磁场中的运动问题的思路 “画轨迹，定圆心，求半径”是解决带电粒子在磁场中运 动问题的一般思路，其中“画轨迹”是处理临界与极值问题的 核心．对于这类区域判断题，要善于进行动态分析，即首先选 一个速度方向(如水平方向)，然后从速度方向的改变分析轨迹的 变化，从而找出角度变化时可能出现的临界值与极值或各物理 量间的联系．
[答案]
D
2．(2017· 金华十校第三次联合调研)如下图所示，光滑的金 属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心．两金属轨 道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如右图所示，磁感应强度 大小为0.5 T．质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨 道上的M点．当在金属细杆内通以电流为2 A的恒定电流时，金 属细杆可以沿杆向右由静止开始运动．已知MN＝ON＝OP＝1 m，g＝10 m/s2，则( )
(2017· 全国卷Ⅱ)如图，虚线所示的圆形区域内存在 一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的 带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁 场．若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布 在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布 在三分之一圆周上．不计重力及带电粒子之间的相互作用．则 v2∶v1为( )
[解析] 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1进行 受力分析，如下图所示，可知L1所受磁场力的方向与L2、L3所在 的平面平行；对L3进行受力分析，如右图所示，可知L3所受磁场 力的方向与L1、L2所在的平面垂直．任意两根导线间、L2受到的磁 场力的合力大小相同，根据平行四边形定则作出几何图形，根 据几何知识可求解，经分析知B、C正确．
[答案]
BC
[熟练强化] 1．(2017· 上海卷)如图，一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂 之间．电键闭合后导体棒受到的安培力方向( )
A．向上
B．向下
C．向左
D．向右
[解析] 本题考查电流的磁效应、安培力及左手定则．根据 图中的电流方向，由安培定则知U形铁芯下端为N极，上端为S 极，ab中的电流方向由a→b，由左手定则可知导体棒受到的安 培力方向向右，选项D正确．
板 块 一
专题突破复习
专 题 三
电场和磁场
第二讲
磁场及带电粒子在磁场中的运动
知识网络构建
结网建体 把脉考向
[高考调研] [知识建构] 1.考查方向：①结合电流周围的 磁场分布特点考查磁场的性 质．②结合现代科学技术考查 带电粒子在磁场中的运动．③ 结合几何关系考查带电粒子在 有界磁场中的临界问题． 2.常用的思想方法：①对称思 想．②等效思想．③极限思 想．④放缩法．⑤平移法．⑥ 旋转法．
A．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s2 B．金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/s C．金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s2 D．金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为 0.75 N
[解析] 金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小 F安＝BIL＝0.5×2×0.5 N＝0.5 N，金属细杆开始运动时的加速 F安 度大小为a＝ m ＝10 m/s2，选项A错误；对金属细杆从M点到P 点的运动过程，安培力做功W安＝F安· (MN＋OP)＝1 J，重力做功 1 2 WG＝－mg· ON＝－0.5 J，由动能定理，得W安＋WG＝ mv ，解 2 得金属细杆运动到P点时的速度大小v＝2 5 m/s，选项B错误； v2 金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为a′＝ r ＝20 m/s2， 选项C错误；在P点金属细杆受到轨道水平向左的作用力FN，水
A. 3∶2 C. 3∶1
B. 2∶1 D．3∶ 2
[思路点拨] 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，找圆心、 定半径是解题的常规方法，本题中只要找到半径之间的关系则 问题迎刃而解。当粒子在磁场中运动半个圆周时，打到圆形磁 场的位置最远，求出半径得出正确答案．
[解析] 设速率为v1的粒子最远出射点为M，速率为v2的粒 子最远出射点为N，如图所示，则由几何知识得
mv 2 平向右的安培力F安，由牛顿第二定律，得FN－F安＝ r ，解得 FN＝1.5 N，每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N，由 牛顿第三定律，可知金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用 力大小为0.75 N，选项D正确．
[答案]
D
考向二 [归纳提炼]
带电粒子在磁场中的运动
1．带电粒子在匀强磁场中的运动 (1)若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速 直线运动． (2)若v⊥B，且带电粒子仅受洛伦兹力作用，则带电粒子在 垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动，洛伦兹力 v2 mv 2πR 提供向心力．由qvB＝m R ，可得半径R＝ qB ，则周期T＝ v ＝ 2πm qB .周期T与粒子运动的速度v或半径R无关．
[答案]
(1)
(2)
(3)几种典型电流周围磁场分布
核心要点突破
透析重难 题型突破
考向一 [归纳提炼]
磁场对通电导体的作用力
求解磁场中导体棒运动问题的思路
(多选)(2017· 全国卷Ⅰ)如图，三根相互平行的固定 长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与 L2中的相同，与L3中的相反．下列说法正确的是( )
A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直 B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直 C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶ 1∶ 3 D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 3 ∶ 3∶ 1 [思路点拨] 首先判断直线电流的磁场及安培力，或者记住 平行直线电流间作用规律，运用平行四边形法则，结合三角形 知识解决．