高考专题---磁场和带电粒子在磁场或复合场中的运动-高考物理---精校解析Word版

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1、高频考点19匀强磁场中的安培力(Ⅱ)(1)磁场：磁场是磁极(电流)周围存在的一种特殊物质．磁场对放入其中的磁极(电流)有磁场力的作用．磁场是媒介物，磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用都是通过磁场发生的．(2)安培力：磁场对电流的作用，F＝BIL，L为导线的有效长度．闭合通电线圈在匀强磁场中所受的安培力的矢量和为零．①左手定则判断安培力的方向：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内．把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方

2、向．②求解通电导体在磁场中的平衡或加速，关键是画好平面受力分析图，变三维为二维，注意F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面．③安培力做正功，电能转化为机械能(电动机原理)；安培力做负功(或克服安培力做功)，机械能或其他形式的能量转化为电能(发电机原理)．安培力做了多少功，就有多少电能和其他形式的能发生转化．高频考点20洛伦兹力公式(Ⅱ)(1)洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，当v//B时，F＝0；当v⊥B时，F＝qvB.洛伦兹力垂直于B与v所决定的平面，方向利用左手定则判定．只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用，静

3、止电荷在磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为0.(2)由于F垂直于v，故洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，洛伦兹力对带电粒子不做功．高频考点21带电粒子在匀强磁场中的运动(Ⅱ)(1)带电粒子的运动规律若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，则带电粒子做匀速直线运动．若带电粒子垂直进入匀强磁场，则做匀速圆周运动．v2向心力由洛伦兹力提供：qvB＝mr；mv2πm轨道半径r＝qB，周期T＝qB.(2)带电粒子做圆周运动问题①圆心确定：因洛伦兹力指向圆心且与运动速度方向垂直，画出粒子运动轨迹中任意两点洛伦兹力的方向，其延长线的交点即

4、为圆心．②半径确定：一般是利用几何知识，解三角形求解．θ③时间确定：利用圆心角与弦切角的关系计算圆心角大小，由t＝360°T可求得带电粒子在磁场中的运动时间．(3)注意圆周运动中有关对称的规律．从直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出．(4)质谱仪是测量同位素质量及含量百分比的仪器．一束带电粒子通过质谱仪电场和磁场后，2qUmv2mU比荷不同的便被分开，如图1所示．由动能定理得：v＝m，r＝qB＝qB2，进入同一磁m场时，r∝q，且U、B、r能直接测量，因此可

5、用此装置来测量比荷．图1(5)回旋加速器中交流电压的周期等于粒子在磁场中运动的周期，粒子获得的最大动能由磁感应强度和D形盒的半径决定．例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【答案】BC根据安培定则，电流的磁场在指南针位置是东西方向的，故导线通电时指南针偏转90°，故D错误．例2两相邻的匀强磁场区域的磁感应强度大小不同，方向平

6、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到较弱磁场区域后，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D．轨道半径增大，角速度减小【答案】D例3如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强

7、度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同【答案】C【解析】根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解．根据安培定则判断：两直线电流在O点产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点的磁感应强度不为零，故选项A错误；a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故选项B错误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故选项C正确；a、c两点的磁感应强度方向相同，故选项D错误．例4(多选)如图所示，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电

8、流后，测得其受到的安培力大小为F、方向沿x轴正方向．则匀强磁场的磁感应强度可能()2FA．沿z轴正方向，大小为IL2FB．在xOy平面内，大小为IL2FC．在zOy平面内，大小为IL4FD．在zOy平面内，大小为IL【答案】CD【解析】由左手定则，安培力垂直于电