2020大二轮高考物理总复习试卷 第9讲　磁场及带电粒子在磁场中的运动 含答案.doc

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1、第9讲　磁场及带电粒子在磁场中的运动一、明晰一个网络，理清基本知识二、“三定四写”求解粒子在磁场中的圆周运动问题1．一定圆心O：(1)已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可过入射点和出射点分别作入射方向和出射方向的垂线，两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示，图中P为入射点，M为出射点)；(2)已知入射点和出射点的位置及入射方向时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，即两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图乙所示，P为入射点，M为出射点)．2．二定半径R：(1)物理方法——R＝

2、；(2)几何方法——一般由三角关系及圆的知识来计算确定．3．三定圆心角φ：圆心角φ等于粒子的速度偏向角α，也等于弦与切线的夹角(弦切角)θ的2倍，即φ＝α＝2θ＝ωt＝t，或φ＝(l为φ对应的圆弧弧长)．4．四写方程：基本方程qvB＝m，半径公式R＝，周期公式T＝＝，运动时间t＝＝T．高频考点1　磁场对电流的作用1－1.(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

3、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∶D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶∶1解析：本题考查安培力．因三根导线中电流相等、两两等距，则由对称性可知两两之间的作用力大小均相等．因平行电流间同向吸引、反向排斥，各导线受力如图所示，由图中几何关系可知，L1所受磁场作用力F1的方向与L2、L3所在平面平行、L3所受磁场作用力F3的方向与L1、L2所在平面垂直，A错误、B正确．设单位长度的导线两两之间作用力的

4、大小为F，则由几何关系可得L1、L2单位长度所受的磁场作用力大小为2Fcos60°＝F，L3单位长度所受的磁场作用力大小为2Fcos30°＝F，故C正确、D错误．答案：BC1－2．(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．B0　　C．B0　　D．2B0解析：本题考

5、查磁感应强度的矢量性和安培定则．两导线中通电流I时，两电流在a点处的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度的矢量合为0，则两电流磁感应强度的矢量和为－B0，如图甲得B＝B0.P中电流反向后，如图乙，B合＝B＝B0，B合与B0的矢量和为B0＝B0，故C项正确．答案：C1－3.(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

6、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解析：要使线圈在磁场中开始转动，则线圈中必有电流通过，电路必须接通，故左右转轴下侧的绝缘漆都必须刮掉；但如果上侧的绝缘漆也都刮掉，当线圈转过180°时，靠近磁极的导线与开始时靠近磁极的导线中的电流方向相反，受到的安培力相反，线圈向原来的反方向转动，线圈最终做往返运动，要使线圈连续转动，当线圈转过180

7、°时，线圈中不能有电流通过，依靠惯性转动到初始位置再接通电路即可实现连续转动，故左、右转轴的上侧不能都刮掉，故选项A、D正确．答案：AD安培力作用下的平衡与运动问题的求解思路高频考点2　如图所示，在0≤x≤a、0≤y≤范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xOy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内．已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a/2到a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁

8、场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一．求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的(1)速度的大小；(2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦值．[审题流程]【解析】　(1)设粒子的发射速度为v，粒子做圆周运动的轨道半径为R，由牛顿第二定律和洛伦兹力公式，得qvB＝m　①，由①式得R＝　②当a/2