1、沈丘一高二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案整理：郭艷霞審核：卞佩文專題八磁場性質(zhì)及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動講義真題再現(xiàn) 1.2022 全國卷17如圖,邊長為 l 的正方形 abcd 內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B、方向垂直于紙面 abcd 所在平面 向外； ab 邊中點(diǎn)有一電子發(fā)射源 O,可向磁場內(nèi)沿垂直于 ab 邊的方向發(fā)射電子；已知電子的比荷為 分別為 k；就從 a、d 兩點(diǎn)射出的電子的速度大小1 5 1 5A4kBl ,4 kBl B4kBl ,4kBl C1 2kBl ,4 kBl 5 D1 2kBl ,5 4kBl 2.多項(xiàng) 2022 高考全國卷 如圖,紙面內(nèi)有兩條相互垂直的長直絕緣導(dǎo)線 L1、

2、 L2 ,L1 中的電流方向向左,L2 中的電流方向向上；L1 的正上方有 a、b 兩點(diǎn),它們相對于 L2對稱整個系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場中,外磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B0,方向垂直于紙面對外 已知 a、b 兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為 13B0 和 12B0,方向也垂直于紙面對外就 7A. 流經(jīng) L1 的電流在 b 點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 12B0 1B.流經(jīng) L1 的電流在 a 點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 12B0 1C.流經(jīng) L2 的電流在 b 點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 12B0 7D.流經(jīng) L2 的電流在 a 點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 12B0 3. 多項(xiàng) 2022 高考全國卷 如圖,三根相互

3、平行的固定長直導(dǎo)線 L1 、L2 和 L3 兩兩等距,均通有電流 I,L1 中電流方向與 L2 中的相同,與 L3 中的相反以下說法正確選項(xiàng) AL1 所受磁場作用力的方向與 L2、L3 所在平面垂直BL3 所受磁場作用力的方向與 L1、L2 所在平面垂直CL1 、L2 和 L3 單位長度所受的磁場作用力大小之比為 113 DL1 、L2 和 L3 單位長度所受的磁場作用力大小之比為331 平面 OM 和平面 ON 之間的夾角為30 ,其橫截面 紙面 如圖4.2022 高考全國卷所示,平面 OM 上方存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面對外一帶電粒子的質(zhì)量為 m,電荷量為 qq0 粒

4、子沿紙面以大小為 v 的速度從 OM 的某點(diǎn)向左上方射入磁場,速度與 OM 成 30 角已知該粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡與 ON 只有一個交點(diǎn),并從 OM 上另一點(diǎn)射出磁場 不計(jì)重力粒子離開磁場的出射點(diǎn)到兩平面交線 O 的距離為 A. 2qB mv B.qB 3mvC.2mvqB D. 4mvqB專題八 磁場性質(zhì)及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動 第 1 頁 共 6 頁沈丘一高二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案整理：郭艷霞審核：卞佩文考情分析 1從考查角度看該部分為近幾年高考中熱點(diǎn)考查對象,特殊以磁場的性質(zhì)、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動兩個方面最為突出題型有挑選、有運(yùn)算通過對磁場性質(zhì)的考查讓同學(xué)嫻熟把握安培定就、左手定就等內(nèi)容并

5、且結(jié)合矢量運(yùn)算考查力學(xué)受力的分析問題；通過對帶電粒子在磁場中運(yùn)動 的考查,讓同學(xué)在把握基本規(guī)律的同時仍留意數(shù)學(xué)學(xué)問的應(yīng)用2從備考角度看 1要嫻熟把握常見磁場的分布情形,并利用右手定就、左手定就判定受力情形并結(jié)合 矢量合成原就進(jìn)行磁場的分析與運(yùn)算2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動模型是高考的熱點(diǎn)模型之一在高考中,主要以挑選 題形式通過此模型考查帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡、半徑和時間等, 甚至仍可能會考查粒 子運(yùn)動的臨界問題和極值問題在處理相關(guān)問題時,除了運(yùn)用常規(guī)的解題思路,仍應(yīng)側(cè)重運(yùn) 用數(shù)學(xué)學(xué)問進(jìn)行分析磁場對帶電體的作用1把握 “ 兩個磁場力 ”1安培力： FBIL IB2洛倫茲力： F qvBvB2

6、用準(zhǔn) “ 兩個定就 ”1對電流的磁場用安培定就2對通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力和帶電粒子在磁場中所受的洛倫茲力用左手定 就3畫好 “ 圖形 ” ：對安培力作用下的平穩(wěn)、運(yùn)動問題畫好受力分析圖52022 高考全國卷如圖,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0 的勻強(qiáng)磁場中,兩長直導(dǎo)線P和 Q 垂直于紙面固定放置, 兩者之間的距離為l.在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面對里的電流 I 時,紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為 l 的 a 點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零假如讓 P 中的電流反向、其他條件不變,就 a 點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 3A0 B. 3 B0 C.2 3 B0 3D2B0 6.突破訓(xùn)練 多項(xiàng) 如下列圖是小麗自制的電流表原理

7、圖質(zhì)量為 m 的勻稱細(xì)金屬桿MN 與一豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連,彈簧勁度系數(shù)為 k, 在邊長 abL1、bcL2 的矩形區(qū)域 abcd 內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,方向垂直于紙面對外MN 的右端連接一絕緣輕指針,可指示出標(biāo)尺上的刻度,MN 的長度大于 ab.當(dāng) MN 中沒有電流通過且 MN 處于靜止?fàn)顟B(tài)時, MN 與 ab 邊重合,且指針指在標(biāo)尺的零刻度處；當(dāng)MN 中有電流時,指針示數(shù)可表示電流大小.MN 始終在紙面內(nèi)且保持水平,重力加速度g.就 A要使電流表正常工作,金屬桿中電流方向應(yīng)從M 至 N B當(dāng)該電流表的示數(shù)為零時,彈簧的伸長量為零C該電流表的最大量程是Im kL2第 2 頁

8、 共 6 頁BL1專題八磁場性質(zhì)及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動沈丘一高二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案 整理：郭艷霞 審核：卞佩文D該電流表的刻度在 0Im 范疇內(nèi)是不勻稱的7.突破訓(xùn)練 如下列圖的坐標(biāo)系中,有兩個半徑均為 r 的圓形線圈 L1 、L2,分別垂直于 y 軸和 x 軸放置,其圓心 O1 和 O2 的坐標(biāo)分別為 0,3r、 3r,0,給線圈 L1 通電流3I0從上向下看為逆時針方向 ,給線圈 L2 通電流 4I0從右向左看為逆時針方向 據(jù)相關(guān)電 Ir2磁學(xué)理論可以知道,圓環(huán)形電流在其中心軸線上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B3,其2（r2 Z2）2中 為真空磁導(dǎo)率,I 為環(huán)中電流, r 為圓環(huán)半徑, Z 為中心

9、軸線上任意一點(diǎn)到圓環(huán)圓心的距離據(jù)此可推算出兩通電線圈在坐標(biāo)原點(diǎn) O 處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向分別為 A.5 I016r,方向指向第一象限 B.5 I0 8r,方向指向其次象限C.5 I0 32r,方向指向第三象限 D.5 I0r23,方向指向第四象限16r 2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動1“一點(diǎn)、兩畫、三定、四寫” 求解粒子在磁場中的圓周運(yùn)動1一點(diǎn)： 在特殊位置或要求粒子到達(dá)的位置 一位置等 如初始位置、 要求經(jīng)過的某2兩畫：畫出速度v 和洛倫茲力F 兩個矢量的方向3三定：定圓心、定半徑、定圓心角4四寫：寫出基本方程2 qvBmv R,半徑 Rmv qB,周期 T 2 R2 m qB,運(yùn)動

10、時間 ts v 2T. 2.常見模型的解題思路 1解答有關(guān)運(yùn)動電荷在有界勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動問題時,我們可以先將有界磁場視為無 界磁場,假設(shè)粒子能夠做完整的圓周運(yùn)動,確定粒子做圓周運(yùn)動的圓心,作好幫助線,充分 利用相關(guān)幾何學(xué)問解題2對稱規(guī)律解題法 從直線邊界射入的粒子,又從同一邊界射出時,速度與邊界的夾角相等 如圖甲所示 粒子沿徑向射入圓形磁場區(qū)域時,必沿徑向射出磁場區(qū)域如圖乙 所示 8. 多項(xiàng) 2022 高考全國卷 如圖,虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁 場,P 為磁場邊界上的一點(diǎn),大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過 P 點(diǎn),在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場如粒子射入速率為v1,這些粒子在

11、磁場邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周專題八磁場性質(zhì)及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動第 3 頁 共 6 頁沈丘一高二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案 整理：郭艷霞 審核：卞佩文上；如粒子射入速率為 v2,相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用就 v2v1 為 A. 32 B. 21 C. 31 D32 題組突破 角度 1 帶電粒子在無邊界勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動分析q9.如下列圖,勻強(qiáng)磁場垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,一群比荷為 m、速度大小為v 的離子以肯定發(fā)散角 由原點(diǎn) O 出射, y 軸正好平分該發(fā)散角,離子束偏轉(zhuǎn)后打在 x 軸上長度為 L 的區(qū)域 MN 內(nèi),就 cos 2為 A14mv B2

12、BqL BqLBqL BqLC12mv D1mv角度 2 帶電粒子在圓形邊界磁場中的運(yùn)動分析10.2022 高考全國卷 一圓筒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B 的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與筒的軸平行,筒的橫截面如下列圖圖中直徑 MN 的兩端分別開有小孔,筒繞其中心軸以角速度 順時針轉(zhuǎn)動在該截面內(nèi), 一帶電粒子從小孔 M 射入筒內(nèi), 射入時的運(yùn)動方向與 MN成 30 角當(dāng)筒轉(zhuǎn)過 90 時,該粒子恰好從小孔 N 飛出圓筒不計(jì)重力如粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞,就帶電粒子的比荷為 A. 3B B. 2BC. B D.2 B角度 3 帶電粒子在直線有界磁場中的運(yùn)動分析11如圖,空間存在方向垂直于紙面 xOy 平面 向

13、里的磁場在 x 0 區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B0 ；x0 區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B0 常數(shù) 1一質(zhì)量為 m、電荷量為qq0的帶電粒子以速度 v0 從坐標(biāo)原點(diǎn) O 沿 x 軸正向射入磁場, 此時開頭計(jì)時, 當(dāng)粒子的速度方向再次沿 x 軸正向時,求 不計(jì)重力 1粒子運(yùn)動的時間；2粒子與 O 點(diǎn)間的距離角度 4 帶電粒子在三角形邊界磁場中的運(yùn)動分析12.如下列圖,在 OA 和 OC 兩射線間存在著勻強(qiáng)磁場,AOC 30 ,正負(fù)電子 質(zhì)量、電荷量大小相同,電性相反 以相同的速度從 M 點(diǎn)垂直 OA 方向射入勻強(qiáng)磁場,以下說法正確選項(xiàng) A如正電子不從 OC 邊射出, 正負(fù)電子在磁場中運(yùn)動時間之比可

14、能為 31 專題八 磁場性質(zhì)及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動 第 4 頁 共 6 頁沈丘一高二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案 整理：郭艷霞 審核：卞佩文B如正電子不從 OC 邊射出,正負(fù)電子在磁場中運(yùn)動時間之比可能為 6 1 C如負(fù)電子不從 OC 邊射出,正負(fù)電子在磁場中運(yùn)動時間之比不行能為 11 D如負(fù)電子不從 OC 邊射出,正負(fù)電子在磁場中運(yùn)動時間之比可能為 16 帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期性多解問題和臨界問題1帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動引起多解的緣由 1帶電粒子的電性不確定形成多解,可能顯現(xiàn)兩個方向的運(yùn)動軌跡2磁場方向不確定形成多解,可能顯現(xiàn)兩個方向的運(yùn)動軌跡3臨界狀態(tài)不唯獨(dú)形成多解,需要依據(jù)臨界狀態(tài)的不同分

15、別求解4圓周運(yùn)動的周期性形成多解2帶電粒子在磁場中運(yùn)動的多解問題的處理方法 1方法技巧 仔細(xì)讀題,逐一確認(rèn)形成多解的各種因素畫出粒子運(yùn)動的可能軌跡,并確定其圓心、半徑的可能情形對于圓周運(yùn)動的周期性形成的多解問題,要留意系列解顯現(xiàn)的可能,要留意每種解出現(xiàn)的條件,并查找相關(guān)的通項(xiàng)公式2帶電粒子在交變磁場中運(yùn)動的多解問題分析帶電粒子在交變磁場中的運(yùn)動,第一必需明確粒子運(yùn)動的周期與磁場變化的周期之間的關(guān)系, 正確作出粒子在磁場中隨磁場變化的運(yùn)動軌跡圖,然后敏捷運(yùn)用粒子做圓周運(yùn)動的規(guī)律進(jìn)行解答,要特殊留意對題目中隱含條件的挖掘,分析不確定因素可能形成的多解,力求使解答精確、完整13. 如下列圖,在 xO

16、y 平面內(nèi)以 O 為圓心、 R0 為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面對外的勻強(qiáng)磁場一質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的粒子以速度 v0 從 AR0 ,0點(diǎn)沿 x 軸負(fù)方向射入?yún)^(qū)域,經(jīng)過 P0,R0點(diǎn),沿 y 軸正方向進(jìn)入同心環(huán)形區(qū)域,為使粒子經(jīng)過區(qū)域后能從 Q 點(diǎn)回到區(qū)域,需在區(qū)域內(nèi)加一垂直于紙面對里的勻強(qiáng)磁場已知 OQ 與 x 軸負(fù)方向成 30 ,不計(jì)粒子重力求：1區(qū)域中磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0 的大小；2環(huán)形區(qū)域的外圓半徑 R 至少為多大？3粒子從 A 點(diǎn)動身到再次經(jīng)過 A 點(diǎn)所用的最短時間題組突破 角度 1 帶電粒子在磁場中運(yùn)動的臨界問題14如下列圖, 真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面對里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0.60 T,磁場內(nèi)有一塊平面感光板 ab,板面與磁場方向平行,在距 ab 的距離 l 16 cm處,有一個點(diǎn)狀的 粒子放射源 S,它向各個方向發(fā)射 粒子,速率都是 v3.0 106 m/s,已知 粒子的電荷量與質(zhì)量之比q/m5.0 107 C/kg.現(xiàn)只考慮在紙面中運(yùn)動的 粒子,求ab 上被 粒子打