第1部分专题三第2讲磁场及带电体在磁场中的运动分解

合集下载

第一部分专题三第2讲带电粒子在电场、磁场中的运动

2Mv0 联立⑩⑪得：vm＝ ⑫ M＋m 由⑫和 M>m，可得：v0<vm<2v0⑬ 设乙球过 D 点的速度为 vD′，由动能定理得 1 1 2 2 －mg· 2R－qE· 2R＝2mvD′ －2mvm⑭ 联立⑨⑬⑭得：2 m/s<vD′＜8 m/s⑮ 设乙在水平轨道上的落点到 B 点的距离为 x′，则有 x′＝vD′t⑯ 联立②⑮⑯得：0.4 m＜x′＜1.6 m.
为半径的弧 M N 上，如图所示．
设此时位于 P、M、N 三点的粒子的初速度分别为 vP、 vM、vN.由对称性可知 vP 与 OP、vM 与 OM、vN 与 ON 的夹角均为 π/3.设 vM、vN 与 y 轴正向的夹角分别为
θM、θN，由几何关系有 π θM＝3⑦ 2π θN＝ 3 ⑧
对于所有此时仍在磁场中的粒子，其初速度与 y 轴正方
的光滑绝缘轨道，其中 AB 段是水平的，BD 段为半径 R＝0.2 m 的半
圆，两段轨道相切于 B 点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小 E＝5.0×103 V/m.一不带电的绝缘小球甲，以速度 v0 沿水平轨道向右运动，与静止在 B 点带正电的小球乙发生弹性碰撞．已知甲、乙两球的质量均为 m ＝
3．(2010 年全国卷Ⅰ)如图 3－2－3 所示，在 0≤x≤ 3a 区域内存在与 xy 平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为 B.在 t＝0 时刻，一位于坐标原点的粒子源在 xy 平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与 y 轴正方向的夹角分布在 0～180° 范围内．已知沿 y 轴正方向发射的粒子在 t＝t0 时刻刚好从磁场边界上 P( 3a，a)点离开磁场．求：图 3－2－3
图 3－2－7

磁现象和磁场分解课件

磁力悬浮
利用磁力将物体悬浮在空中，可实现高速、无摩擦的旋转和移动，用于高速旋转机械、轴承等。
磁记录
利用磁场将信息记录在磁性材料上，可实现信息的存储、读取和擦除，用于计算机硬盘、录音带等。
电磁推动
利用磁场和电流产生推力，可实现高效、环保的推动方式，用于船舶、潜艇等水下航行器。
05 磁现象和磁场分解的未来发展
磁场分解的新方法和新技术
磁场分解的新方法
基于物理原理，利用数学模型和计算技术，开发出更精确、更高效的磁场分解方法。
新技术的应用
将人工智能、机器学习等先进技术应用于磁场分解，实现自动化的磁场分析和优化。
磁现象和磁场分解在新能源领域的应用
磁性材料在新能源领域的应用
利用磁性材料的特性，开发高效、环保的发电和储能设备，如磁性发电机、磁性储能电池等。
种应用中的表现。
磁场分解的基本概念包括矢量分解、标量磁位和矢量磁位等。
磁场分解的方法
磁场分解的方法主要有标量磁位法和矢量磁位法两种。
标量磁位法是通过引入标量磁位函数来描述磁场，进而将磁场分解为正弦和余弦分量。
矢量磁位法则是通过引入矢量磁位函数来描述磁场，将磁磁场分解在许多领域都有广泛的应用，如电磁学、磁力学的理论分析和实验研究，以及电机、变压器、磁力机械等设备的优化设计。
通过磁场分解，我们可以更好地理解各种磁现象的本质，预测和控制磁场的散布和行为，提高设备的性能和效率。
04 磁现象和磁场分解的实际应用
磁场的测量和检测
磁通量计
通过测量线圈中的感应电动势来计算磁场强度
磁场的影响因素
总结词
磁场的影响因素
详细描述
磁场的影响因素包括磁体的磁性、电流的大小和方向、物质的导磁性能等。这些因素共同决定了磁场的大小和方向，以及磁场对物体的作用力。

高考物理二轮复习第一部分专题三电场与磁场第二讲带电粒子在电磁场中的运动课件.pptx

互作用和电荷量变化，则
()
2019-9-11
感谢你的聆听
10
A．电场线方向由集尘极指向放电极 B．图中A点场强小于B点场强 C．尘埃在迁移过程中电势能减小 D．沿水平方向进入的尘埃在迁移过程中可以做类平抛运动
解析：由题带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，
则知集尘极带正电荷，是正极，所以电场线方向由集尘极指
电表，外电路中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，开始时开
关S断开，下列判断正确的是
()
2019-9-11
感谢你的聆听
33
A．M板是电源的正极 B．闭合开关S，电压表的示数为Bdv C．闭合开关S，电压表的示数减小 D．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向下移，电源的输出功
率一定增大解析：由左手定则可知正离子向N板偏转，负离子向M板偏转，即金属板M为电源负极，N为电源正极，故A错误；等离
2019-9-11
感谢你的聆听
18
(三)依据题型灵活应对
1．单边界磁场问题的对称性带电粒子在单边界匀强磁场中的运动一般都具有对称性，如诊断卷第 4 题，粒子进入磁场和离开磁场时速度方向与磁场边界的夹角不变，可总结为：单边进出(即从同一直线边界进出)，等角进出，如图所示。
2019-9-11
第二讲
带电粒子在电磁场中的运动
2019-9-11
感谢你的聆听
1
课后“高仿”检测
01 课前·自测诊断
——把薄弱环节查出来
02 课堂·重点攻坚
——把高考短板补起来/释疑4大考点
03 课后·“高仿”检测
——把高考能力提起来
2019-9-11
感谢你的聆听
2
课前·自测诊断

带电粒子在磁场中运动的应用分解课件

3. 通过粒子检测器测量粒子的速度和方向
05
06
4. 分析实验数据，得出结论
实验结果分析和结论
01
02
03
04
根据视察到的带电粒子在磁场中的运动轨迹，分析其受到的
洛伦兹力大小和方向
通过测量粒子的速度和方向，判断其受到的洛伦兹力是否与
磁感应强度垂直
根据实验结果，得出带电粒子在磁场中运动的规律和特点
总结实验结论，为相关应用提供参考根据
05
总结与展望
带电粒子在磁场中运动的应用现状总结
科学技术价值
带电粒子在磁场中的运动控制对于科学研究具有重要价值，它涉及到多个学科领域的交叉，如物理学、化学、生物学等。
实际应用领域
该技术目前已经在诸多领域得到应用，如医学成像、电子显微镜、离子束刻蚀等，为人类生活和科技进步带来了巨大贡献。
人才培养
对于带电粒子在磁场中运动的研究和应用，需要具备物理学、工程学、实验技能等多方面知识和技能的人才，未来将更加重视相关领域人才的培养和发展。
THANKS
感谢观看
实验目的和意义
探究带电粒子在磁场中的运动规律
分析磁场对带电粒子运动轨迹的影响
理解洛伦兹力对带电粒子的作用效果
实验装置和步骤
实验器材：带电粒子源、匀强磁场装置、粒子检测器、屏幕等
01
1. 将带电粒子源产生的带电粒子引入匀强磁场中
03
02
实验步骤
04ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2. 视察并记录带电粒子在磁场中的运动轨迹
03
偏转角公式
$\tan\theta = \frac{v_{y}}{v_{x}} = \frac{qvBT}{2\pi mv_{x}}$，其中

第1章 3 《带电粒子在匀强磁场中的运动》课件ppt

k
则判知粒子应带负电,故选 B。
答案 B
例2 (多选)(2020天津卷)如图所示,在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直
纸面向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射
入磁场,速度方向与y轴正方向的夹角θ=45°。粒子经过磁场偏转后在N点
(图中未画出)垂直穿过x轴。已知OM=a,粒子电荷量为q,质量为m,重力不
2
2
qvB=m ,联立解得 v= ,B 错误。
答案 AD
变式训练 2两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一
速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域
进入较弱磁场区域后,粒子的(
A.轨道半径减小,角速度增大
B.轨道半径减小,角速度减小
C.轨道半径增大,角速度增大
线MN为理想边界。现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界
MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为B1的匀强磁场中,
其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线,以下说法正确的是(
A.电子的运动轨迹为P→D→M→C→N→E→P
2π
B.电子运动一周回到 P 点所用的时间 T=
1
C.B1=4B2
)
解析当粒子垂直射入匀强磁场中时,粒子才做匀速圆周运动。
答案 ×
(2)带电粒子在磁场中运动的速度越大,则周期越大。(
解析由T=
答案 ×
)
2π
可知,带电粒子在磁场中的运动周期与粒子速度无关。
(3)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与粒子的质量和速度无
关。(
)
解析根据半径公式r=

2
1
2
1

二轮复习专题三第二讲带电粒子在电场磁场中的运动学案

专题三第二讲带电粒子在电场、磁场中的运动1．(2020·浙江7月选考)如图所示，一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子以速度v 0从MN 连线上的P 点水平向右射入大小为E 、方向竖直向下的匀强电场中。

已知MN 与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN 连线上的某点时( )A ．所用时间为m v 0qEB ．速度大小为3v 0C ．与P 点的距离为22m v 02qED ．速度方向与竖直方向的夹角为30°解析：C 粒子从P 点垂直电场方向出发到达MN 连线上某点时，由几何知识得沿水平方向和竖直方向的位移大小相等，即v 0t ＝12at 2，其中a ＝Eq m ，联立解得t ＝2m v 0qE ，A 项错误；粒子在MN 连线上某点时，粒子沿电场方向的速度v ＝at ＝2v 0，所以合速度大小v ＝(2v 0)2＋v 02＝5v 0，B 项错误；该点到P 点的距离s ＝2x ＝2v 0t ＝22m v 02qE ，C 项正确；由平行四边形定则可知，在该点速度方向与竖直方向夹角的正切值tan θ＝v 02v 0＝12，则θ≠30°，D 项错误。

2．(2021·河北高考)如图，距离为d 的两平行金属板P 、Q 之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B 1，一束速度大小为v 的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L 的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B 2，导轨平面与水平面夹角为θ，两导轨分别与P 、Q 相连，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g ，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是( )A ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，v ＝mgR sin θB 1B 2Ld B ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，v ＝mgR sin θB 1B 2LdC ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，v ＝mgR tan θB 1B 2LdD ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，v ＝mgR tan θB 1B 2Ld解析：B 等离子体垂直于磁场喷入板间时，根据左手定则可得等离子体中的正离子向金属板Q 偏转，负离子向金属板P 偏转，所以金属板Q 带正电荷，金属板P 带负电荷，则电流方向由金属棒a 端流向b 端。

第一部分专题三电场与磁场

第一部分
专题突破方略
专题三
电场与磁场
第一部分
专题突破方略
模块定位电磁学的知识主要包括场和路两大方面，场包括
电场和磁场，在很多问题中还有复合场；路的部
分主要有直流电路和交流电路，而电磁感应则是
场和路相结合的知识.不论场还是路，都是围绕着
电荷而展开的.
第一部分
专题突破方略
电荷周围存在电场，运动的电荷产生磁场；电荷在电场中要受电场力作用，而磁场只对运动电荷产生力的作用.电场一章以电场力的特性和能的特性为主线，建立电场强度和电势的概念，以电场力、电势能、电势差、电场力做功等电场知识的应用，研究带电粒子在电场中的运动.为了表征磁场力的特性，引入磁感应强度的概念，研究磁场对通电导体和运动电荷的作用，形成磁场与力学的综合题，这也讲解结束
按ESC键退出全屏播放

高三物理二轮复习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课件【优质ppt版本】

• (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)选择观察方向，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．(2017·福建泉州模拟)如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50 T、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＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040 kg 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，导体棒与金属导轨计接，g触取的1两0 m点/s间2.已的知电s阻inR307＝°2＝.50Ω.6，0，金c属os导37轨°电＝阻0.不80，求：
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

• 突破点拨 • (1)判断每一直线电流在另外两电流所在处的磁场方
向．
• (场2)方根向据和磁大场小叠．加原理分析L1、L2、L3所在处的合磁
• (B3I)L由分左析手L1定、则L2判、断L3L单1和位L长3受度到所的受磁磁场场力力方大向小，之由比F．＝
• 解析由安培定则可判断出L2在L1处产生的磁场(B21)
方向垂直L1和L2的连线竖直向上，L3在L1处产生的磁
C．磁场区域的圆心坐标为(L2，L2)
D．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，－L)

2020新课标高考物理二轮课件：专题三第2讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动

角度 2 带电粒子在圆形边界磁场中的运动分析
2．(多选)(2017·高考全国卷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
带电粒子在匀强磁场中的运动【高分快攻】
1．“一点、两画、三定、四写”求解粒子在磁场中的圆周运动
(1)一点：在特殊位置或要求粒子到达的位置(如初始位置、要求经过的某一位置等)． (2)两画：画出速度 v 和洛伦兹力 F 两个矢量的方向． (3)三定：定圆心、定半径、定圆心角． (4)四写：写出基本方程 qvB＝mvR2，半径 R＝mqBv，周期 T＝2πvR＝2qπBm，运动时间 t＝vs＝ 2απT.
2．常见模型的解题思路 (1)解答有关运动电荷在有界匀强磁场中的运动问题时，我们可以先将有界磁场视为无界磁场，假设粒子能够做完整的圆周运动，确定粒子做圆周运动的圆心，作好辅助线，充分利用相关几何知识解题． (2)对称规律解题法 ①从直线边界射入的粒子，又从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等(如图甲所示)．
磁场性质及对电流作用【高分快攻】 1．磁场性质分析的两点技巧 (1)判断电流磁场要正确应用安培定则，明确大拇指、四指所指的方向及手掌的放法． (2)分析磁场对电流的作用要做到“一明、一转、一析”．即：
2．安培力作用下的平衡与运动问题的求解思路
【典题例析】 (2017·高考全国卷Ⅲ)如图，在磁感应强度大小为 B0 的匀强磁场中，两长直导线 P 和 Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为 l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I 时，纸面内与两导线距离均为 l 的 a 点处的磁感应强度为零．如果让 P 中的电流反向、其他条件不变，则 a 点处磁感应强度的大小为( )

高考物理二轮复习专题三电场和磁场第2讲磁场带电粒子在磁场中的运动课件

(1)对电流的磁场用安培定则。
(2)对安培力和洛伦兹力用左手定则。
12/8/2021
-4-
1
2
3
4
1.(多选) (2018 全国Ⅱ卷)如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝
缘导线 L1、L2,L1 中的电流方向向左,L2 中的电流方向向上;L1 的
正上方有 a、b 两点,它们相对于 L2 对称。整个系统处于匀强外
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( C )
A. 3∶2
C. 3∶1
12/8/2021
B. 2∶1
D.3∶ 2
-7-
1
2
3
4
考点定位:带电粒子在磁场中的运动
命题能力点:侧重考查理解能力和分析综合能力
物理学科素养点:科学思维
解题思路与方法:此题考查带电粒子在匀强磁场中的运动问题;解
题时必须要画出粒子运动的草图,结合几何关系找到粒子在磁场中
运动的半径。
12/8/2021
-8-
1
2
3
4
解析
最远的出射点和入射点的连线为粒子在磁场中做匀速圆周运动
12
7
D.流经
L 的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为 B0
12/8/20212
12
-5-
1
2
3
4
考点定位:磁场强度、磁场的叠加
命题能力点:侧重考查理解能力和分析综合能力
物理学科素养点:物理观念、科学思维
解题思路与方法:先利用右手定则判断通电导线各自产生的磁场强

2020届高考物理二轮复习专题三第二讲磁场及带电粒子在磁场中的运动课件

专题三电场与磁场第二讲磁场及带电粒子在磁场中的运动近三年全国卷考情统计高考必备知识概览常考点全国卷Ⅰ全国卷Ⅱ全国卷Ⅲ磁场的性质2018·T202017·T18磁场对通电导体的作用2019·T172017·T192017·T21带电粒子在匀强磁场中的运动2019·T172017·T182019·T182017·T24带电粒子在磁场中运动的临界、极值和多解问题1．(2019·全国卷Ⅰ)如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直．线框顶点M、N与直流电源两端相接．已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为()A．2F B．1.5F C．0.5F D．0[题眼点拨]①“三根相同的导体棒”说明每根导体棒电阻相同；②由图知道，线框LMN中的电流方向M→N，M→L→N.解析：设三角形边长为l，通过导体棒MN的电流大小为I，则根据并联电路的规律可知通过导体棒ML和LN的电流大小为I2，如图所示，依题意有F＝BIl，则导体棒ML和LN所受安培力的合力为F1＝12BIl＝12F，方向与F的方向相同，所以线框LMN受到的安培力大小为1.5F，选项B正确．答案：B2．(2019·全国卷Ⅱ)如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外．ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子．已知电子的比荷为k.则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为()A.14kBl，54kBl B.14kBl，54kBlC.12kBl，54kBl D.12kBl，54kBl[题眼点拨]①“发射电子”说明运动粒子带负电且向左半边运动；②“从a，d两点射出的电子的速度大小”说明欲求速度，需由几何关系找半径．解析：电子从a点射出时，其轨迹半径为r a＝l4，由洛伦兹力提供向心力，有e v a B＝m v2ar a，又em＝k，解得v a＝14kBl；电子从d点射出时，由几何关系有r2d＝l2＋(r d－l 2)2，解得轨迹半径为r d ＝5l 4，由洛伦兹力提供向心力，有e v d B ＝m v 2dr d，又e m ＝k ，解得v d ＝54kBl ，选项B 正确．答案：B3．(2019·全国卷Ⅲ)如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为()A.5πm6qB B.7πm6qBC.11πm6qB D.13πm6qB[题眼点拨]①“B2和B”说明粒子在第一象限和第二象限里做匀速圆周运动，且在两个区域的运动半径和周期为2倍关系；③“粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限”说明粒子在第二象限运动了四分之一圆周，且原点O为其圆心．解析：设带电粒子进入第二象限的速度为v，在第二象限和第一象限中运动的轨迹如图所示，对应的轨迹半径分别为R1和R2，由洛伦兹力提供向心力有q v B＝m v2 R、T＝2πRv，可得R1＝m vqB、R2＝2m vqB、T1＝2πmqB、T2＝4πmqB，带电粒子在第二象限中运动的时间为t1＝T14，在第一象限中运动的时间为t2＝θ2πT2，又由几何关系有cos θ＝R2－R1R2，则粒子在磁场中运动的时间为t＝t1＋t2，联立以上各式解得t＝7πm6qB，选项B正确，选项A、C、D错误．答案：B4．(多选)(2018·全国卷Ⅱ)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为13B0和12B0，方向也垂直于纸面向外．则()A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为7 12B0B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为1 12B0C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为1 12B0D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为7 12B0[题眼点拨]①“相对于L2对称”说明L2在a、b两点产生的磁感应强度大小相等；②“a、b两点的磁感应强度大小分别为13B0和12B0”说明a、b两点的磁感应强度是两导线产生的磁感应强度叠加的结果．解析：规定向外为正，L1在a、b两点产生的磁感应强度大小相等设为B1，方向都垂直于纸面向里，为负值；L2在a、b两点产生的磁感应强度大小相等设为B2，在a 点产生的方向向里为负值，在b点产生的方向向外为正值，根据矢量叠加原理可知B0－B1－B2＝13B0，B0－B1＋B2＝12B0，可解得B1＝712B0，B2＝112B0，故A、C正确．答案：AC5．(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∶ 3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1[题眼点拨]①“三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距”说明三根导线构成等边三角形；②“均通有电流I”说明每根导线在距导线距离相等的位置产生的磁感应强度大小相等．解析：由安培定则可判断出L2在L1处产生的磁场(B21)方向垂直L1和L2的连线竖直向上，L3在L1处产生的磁场(B31)方向垂直L1和L3的连线指向右下方，根据磁场叠加原理，L3和L2在L1处产生的合磁场(B合1)方向如图1所示，根据左手定则可判断出L1所受磁场作用力的方向与L2和L3的连线平行，选项A错误；同理，如图2所示，可判断出L3所受磁场(B合3)作用力的方向(竖直向上)与L1、L2所在的平面垂直，选项B正确；同理，如图3所示，设一根长直导线在另一根导线处产生的磁场的磁感应强度大小为B，根据几何知识可知，B合1＝B，B合2＝B，B合3＝3B，由安培力公式可知，L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小与该处的磁感应强度大小成正比，所以L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶3，选项C正确，D错误．答案：BC命题特点与趋势1．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题是高考考查的重点和热点，可能以选择题单独命题，但更多的是结合其他知识以计算题的形式考查．2．纵观近几年高考，涉及磁场知识点的题目年年都有，考查与洛伦兹力有关的带电粒子在有界匀强磁场中的运动为最多，一般为匀强磁场中的临界、极值问题，其次是与安培力有关的通电导体在磁场中的加速或平衡问题．3．新高考命题仍会将带电粒子在匀强磁场中的运动作为重点，可能与电场相结合，也可能将对安培力的考查与电磁感应相结合．解题要领这类问题的特点是利用有界磁场或利用两种磁场相互组合命题，带电粒子的运动形式为圆周运动，涉及的方法和规律包括牛顿运动定律、圆周运动的各物理量的关系，对综合分析能力和运用数学知识解决物理问题的能力要求较高，综合性强，对于此类问题，应在准确审题的前提下，熟练掌握磁场中曲线运动的分析方法及临界圆的画法．考点1磁场对通电导体的作用力1．安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”．磁场原因(电流方向) 结果(磁场方向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指2.磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．3．通电导体在磁场中受到的安培力(1)方向：根据左手定则判断．(2)大小：F＝BIL.①三者两两垂直；②L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度．(多选)(2017·全国卷Ⅱ)某同学自制的简易电动机示意图如图所示．矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴．将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方．为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将()A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉[题眼点拨]①“永磁铁置于线圈下方”说明永磁体产生的磁场向上；②“为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来”说明两金属支架和左右两转轴与电源构成闭合回路．解析：装置平面示意图如图所示．如图所示的状态，磁感线方向向上，若形成通路，线圈下边导线中电流方向向左，受垂直纸面向里的安培力，同理，上边导线中电流受安培力垂直纸面向外，使线圈转动．当线圈上边导线转到下边时，若仍通路，线圈上、下边中电流方向与图示方向相比均反向，受安培力反向，阻碍线圈转动．若要线圈连续转动，要求左、右转轴只能上一侧或下一侧形成通路，另一侧断路．答案：AD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．[对点训练]考向磁场的性质1．(多选)指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法正确的是()A．指南针可以仅具有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转解析：指南针两端分别是N极和S极，具有两个磁极，选项A错误；指南针的工作原理就是利用了地磁场的磁性，选项B正确；铁块在磁场中被磁化，会影响指南针的指向，选项C正确；通电直导线在其周围会产生磁场，会影响指南针的指向，选项D错误．答案：BC考向磁场的叠加2．(2017·全国卷Ⅲ)如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为()A．0 B.33B0 C.233B0D．2B0[题眼点拨]①“在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零”说明匀强磁场的磁感应强度方向水平向左，且与导线P和Q在a点产生合磁场的磁感应强度大小相等；②“P中的电流反向、其他条件不变”说明P中的电流产生的磁场的方向也要相反．解析：导线P和Q中电流I均向里时，设其在a点产生的磁感应强度大小B P＝B Q＝B1，如图所示，则其夹角为60°，它们在a点的合磁场的磁感应强度平行于PQ向右、大小为3B1.又根据题意B a＝0，则B0＝3B1，且B0平行于PQ向左．若P中电流反向，则B P反向、大小不变，B Q和B P大小不变，夹角为120°，合磁场的磁感应强度大小为B′1＝B1(方向垂直PQ向上、与B0垂直)，a点合磁场的磁感应强度B＝B20＋B′21＝233B0，则A、B、D项错误，C项正确．答案：C考点2带电粒子在匀强磁场中的运动1．“一点、两画、三定、四写”求解粒子在磁场中的圆周运动(1)一点：在特殊位置或要求粒子到达的位置(如初始位置、要求经过的某一位置等)．(2)两画：画出速度v和洛伦兹力F两个矢量的方向．(3)三定：定圆心、定半径、定圆心角．(4)四写：写出基本方程q v B＝m v2R，半径R＝m vqB，周期T＝2πRv＝2πmqB，运动时间t＝sv＝α2πT.2．对称性的应用(1)粒子从直线边界射入磁场，再从这一边界射出时，速度方向与边界的夹角相等．(2)粒子沿径向射入圆形磁场区域时，必沿径向射出磁场区域．(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()A.3∶2B.2∶1C.3∶1 D．3∶ 2[题眼点拨]①“相同的带电粒子以相同的速率”说明粒子做匀速圆周运动的半径相同；②“粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上”说明粒子最远出射点到入射点的距离为粒子圆周运动直径，且等于磁场的半径．解析：由于是相同的粒子，粒子进入磁场时的速度大小相同，由q v B＝m v2R可知，R＝m vqB，即粒子在磁场中做圆周运动的半径相同．若粒子运动的速度大小为v 1，如图所示，通过旋转圆可知，当粒子的磁场出射点A 离P 点最远时，则AP ＝2R 1；同样，若粒子运动的速度大小为v 2，粒子的磁场出射点B 离P 点最远时，则BP ＝2R 2，由几何关系可知，R 1＝R 2，R 2＝R cos 30°＝32R ，则v 2v 1＝R 2R 1＝3，C 项正确．答案：C1．解答有关运动电荷在有界匀强磁场中的运动问题时，我们可以先将有界磁场视为无界磁场，假设粒子能够做完整的圆周运动，确定粒子做圆周运动的圆心，作好辅助线，充分利用相关几何知识解题．2．对称规律解题法．(1)从直线边界射入的粒子，又从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等(如图甲所示)．(2)在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，一定沿径向射出(如图乙所示)．[对点训练]考向圆形的有界磁场3．(2019·长沙模拟)如图，圆形区域内存在一垂直纸面的匀强磁场，P和Q为磁场边界上的两点．氕核(11H)和氘核(21H)粒子从P点朝圆形区域中心射入磁场，且都从Q点射出，不计重力及带电粒子之间的相互作用，关于两粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是()A．氘核运动的时间更长 B．氘核的速率更大C．氘核的动能更大D．氘核的轨迹半径更大解析：粒子从P点朝向磁场中心射入磁场，且都从Q 点射出，由几何关系可知两粒子运动的半径相等，根据r＝m vBq可知，氕核(11H)粒子的比荷qm较大，则速率v＝Bqrm较大，故B、D错误；根据动能E k＝12m v2＝r2q2B22m可知，氘核(21H)动能较小，故C错误；根据t＝sv，弧长s相同，氕核(11H)粒子的速度较大，则时间较短，故氘核运动的时间更长，故A正确．答案：A考向矩形的有界磁场4.(2019·惠州模拟)如图所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABDC，其中AC边与对角线BC垂直，一束电子以大小不同的速度沿BC从B点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法中正确的是()A．从AB边出射的电子的运动时间都相等B．从AC边出射的电子的运动时间都相等C．入射速度越大的电子，其运动时间越长D．入射速度越大的电子，其运动轨迹越长解析：电子做圆周运动的周期T＝2πmeB，保持不变，电子在磁场中运动时间为t＝θ2πT，轨迹对应的圆心角θ越大，运动时间越长．电子沿BC方向入射，若从AB边射出时，根据几何知识可知在AB边射出的电子轨迹所对应的圆心角相等，在磁场中运动时间相等，与速度无关，故选项A正确，选项C错误；从AC边射出的电子轨迹对应的圆心角不相等，且入射速度越大，其运动轨迹越短，在磁场中运动时间不相等，故选项B、D错误．答案：A考点3带电粒子在磁场中运动的多解问题1．带电粒子在磁场中做圆周运动引起多解的原因(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．2．带电粒子在磁场中运动的多解模型类型分析图例带电粒子电性不确定受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电荷，也可能带负电荷，在相同的初速度下，正、负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解如图，带电粒子以速度v 垂直进入匀强磁场，若磁场方向垂直纸面向里，粒子如带正电，其轨迹为a ；如带负电，其轨迹为b磁场方向不确定在只知道磁感应强度大小，而未具体指出磁感应强度方向，此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成多解如图，带正电粒子以速度v垂直进入匀强磁场，若B垂直纸面向里，其轨迹为a，若B垂直纸面向外，其轨迹为b临界状态不唯一带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过磁场，也可能转过180°从入射界面反向飞出，于是形成多解运动具有周期性带电粒子在部分是电场、部分是磁场空间运动时，往往具有周期性，因而形成多解(2019·汕头模拟)如图所示，xOy坐标系中，在y轴右侧有一平行于y轴的边界PQ，PQ左侧和右侧存在磁感应强度大小分别为B与B2的匀强磁场，磁场方向均垂直于xOy平面向里．y轴上有一点A与原点O的距离为l.带电荷量为q、质量为m的带正电粒子，以某一速度从坐标原点O处沿x轴正方向射出，经过时间t＝4πm3qB时恰好到达A点，不计粒子的重力．(1)求边界PQ与y轴的距离d和粒子从O点射出的速度大小v0；(2)若相同的粒子以更大的速度从原点O处沿x轴正方向射出，为使粒子能经过A点，粒子的速度大小应为多大？[题眼点拨]①“PQ左侧和右侧存在磁感应强度大小分别为B与B2的匀强磁场”说明带电粒子在PQ左侧和右侧的磁场中做匀速圆周运动，且在两侧的运动半径和周期均为2倍关系；②“恰好到达A点”说明过A点时的速度沿x轴负方向．解析：带电粒子在PQ 左侧和右侧的磁场中做匀速圆周运动，分别有q v 0B ＝m v 20r 1，q v 0B 2＝m v 20r 2，可得半径r 1＝m v 0qB ，r 2＝2r 1，由T ＝2πr v 可得T 1＝2πm qB， T 2＝2T 1.(1)粒子射出后经过时间t ＝4πm 3qB时恰好到达A 点，运动情况如图甲所示．设图中圆弧DE 对应的圆心角为θ，则粒子从O 点运动到A 点的时间为θ360°T 2＋180°－θ360°T 1＝4πm 3qB ，解得θ＝60°.。

新高考新教材物理二轮复习核心专题突破3电场与磁场第二讲磁场带电粒子在磁场中的运动pptx课件

特殊解
二是直接分析、讨论临界状态,找出临界条件,从而通过临界条
件求出临界值
物理 (1)利用临界条件求极值;(2)利用边界条件求极值;(3)利用矢量
两种方法图求极值
方法数学 (1)用三角函数求极值;(2)用一元二次方程的判别式求极值;(3)
方法用不等式的性质求极值;(4)用图像法求极值
(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界
可推知(
)
测量序号
Bx/μT
By/μT
Bz/μT
1
0
21
-45
2
0
-20
-46
3
21
0
-45
4
-21
0
-45
A.测量地点位于南半球
B.当地的地磁场大小约为50 μT
C.第2次测量时y轴正向指向南方
D.第3次测量时y轴正向指向东方
答案 BC
解析本题考查地磁场的特点及磁感应强度的叠加计算。由表中z轴数据可
(1)若在线圈中通入的微小电流为I,求平衡后
弹簧长度改变量的绝对值Δx及PQ上反射光点
与O点间的弧长s。
(2)某同学用此装置测一微小电流,测量前未调零,将电流通入线圈后,PQ上
反射光点出现在O点上方,与O点间的弧长为s1;保持其他条件不变,只将该
电流反向接入,则反射光点出现在O点下方,与O点间的弧长为s2。求待测

R=ρ0 ,金属棒

运动过程中安培力不变,轨迹中点处金属棒受力平衡,由几何关系得
安

=

=

=

,可知
0

I= ,联

磁场性质及带电粒子在磁场中的运动

上一页
返回导航
下一页
专题三电场与磁场
15
(2)带电粒子在交变磁场中运动的多解问题分析带电粒子在交变磁场中的运动，首先必须明确粒子运动的周期与磁场变化的周期之间的关系，正确作出粒子在磁场中随磁场变化的运动轨迹图，然后灵活运用粒子做圆周运动的规律进行解答，要特别注意对题目中隐含条件的挖掘，分析不确定因素可能形成的多解，力求使解答准确、完整．
项 D 正确．
b 点将带负电的粒子以大小、方向不同的速度射入磁场，已知粒子质量为 m，电荷量为
q，则在磁场中运动时间最长的粒子中，速度最大值是( )
圆心角越大，运动时间越长
qvB＝mv2，半径 R＝mv
R
qB
A．q2BmL
B．q3BmL
C．
3qBL 2m
√D．
3qBL 3m
上一页
返回导航
下一页
专题三电场与磁场
返回导航
下一页
专题三电场与磁场
8
C、D 两3．点间如的图距离所记示为，L，竖粒直子的平运行动边轨迹界如M图所N示、，P则Q轨间迹半有径垂r＝直2c于os（纸Lθ＋面α）向，里的匀强磁场，甲、乙两个
轨完迹所全对相的同圆的心角粒β子＝2((不90计°－粒θ子－ α的) ＝重12力0 °)在－2边α ，界结合 MNr＝上mv的和 CT ＝点2π分m ，别得以v垂∝ 直于磁场的速度进入磁场，
上一页
返回导航
下一页
专题三电场与磁场
23
(2019·汉中二模)如图所示，在xOy平面内，有一以O为圆心、 R为半径的半圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直坐标平面向里，磁感应强度大小为B.位于O点的粒子源向第二象限内的各个方向连续发射大量同种带电粒子，粒子均不会从磁场的圆弧边界射出．粒子的速率相等，质量为m、电荷量大小为q，粒子重力及粒子间的相互作用均不计．电性不确定速率一定，弧长越长，圆心角越大，带电离子在有界磁场中运动的(1时)若间粒越子长带。负电，求粒子的速率应满足的条件及粒子在磁场中运动的最短时间；

专题三第2讲磁场对电流和运动电荷的作用

栏目导引
专题三电场与磁场
2 (3)保持 M、 N 间电场强度 E 不变，M 板向上平移 d，设板间 3 电压为 U′，则 U′＝ Ed U ＝ ⑦ 3 3
U′ v′ 2 设粒子进入 S 孔时的速度为 v′，由①式看出＝ 2 v U 3 综合⑦式可得 v′＝ v⑧ 3
栏目导引
专题三电场与磁场
栏目导引
专题三电场与磁场
拓展训练5
如图所示，在一半径为R的圆
形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外．一束质量为m、电荷
量为q的带正电的粒子沿平行于直径MN的
方向进入匀强磁场，粒子的速度大小不同，重力不计，入射点P到直径MN的距离为h，求：
(1)某粒子经过磁场射出时的速度方向恰好与其入射方向相反，粒子的入射速度是多大？ (2)恰好能从 M 点射出的粒子速度是多大？ R (3)若 h＝，粒子从 P 点经磁场到 M 点的时间是多少？ 2
(2)偶尔也会以选择题的形式考查磁场的性质、洛伦兹力的特点及圆周运动的周期性等问题．
栏目导引
专题三电场与磁场
(2013· 高考天津卷)一圆筒的横截面如图所示，其圆心为
O.筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N，其中M板带正电荷，N板带等量负电荷．质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的 P处由静止释放，经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中．粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从 S孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：
专题三电场与磁场
(1)根据题目中给出的信息，明确粒子在磁场中偏转的情景，画出运动草图，确定圆心，利用几何关系确定圆半径． α (2)粒子偏转角度是计算在磁场中运动时间的桥梁，即 t＝ T(α 2π 是圆弧对应的圆心角)．

高考物理二轮复习第一部分专题三电场与磁场第二讲磁场及带电粒子在磁场中的运动课件.ppt

2019-9-11
谢谢你的关注
20
2019-9-11
3．新高考命题仍会将带电粒子在匀强磁场中的运
动作为磁感应相结合．
解题要领
这类问题的特点是利用有界磁场或利用两种磁场相
互组合命题，带电粒子的运动形式为圆周运动，涉及的
方法和规律包括牛顿运动定律、圆周运动的各物理量的
流产生的磁场的方向也要相反．
解析：导线P和Q中电流I均向里时，
2019-9-11
设其在a点产生的磁感应强度大小BP＝BQ
＝B1，如图所示，则其夹角为60°，它们在a点的合磁场
的磁感应强度平行于PQ向右、
谢谢你的关注
15
大小为 3 B1.又根据题意Ba＝0，则B0＝ 3 B1，且B0 平行于PQ向左．若P中电流反向，则BP反向、大小不变，BQ和BP大小不变，夹角为120°，合磁场的磁感应强度大小为B′1＝B1(方向垂直PQ向上、与B0垂直)，a点合磁场的磁感应强度B＝ B20＋B′1＝233B0，则ABD项均错误，C项正确．
2019-9-11
谢谢你的关注
13
4. (2017·全国卷Ⅱ)如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为( )
2019-9-11
谢谢你的关注
17
mv A.2qB
3mv B. qB
2mv C. qB
4mv D. qB
[题眼点拨] ①“q>0”说明带电粒子带正电；②“与
ON只有一个交点”说明轨迹与ON边界相切．