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《2021届高考物理二轮专题复习8 带电粒子在磁场中的运动 导学案.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、微专题8带电粒子在磁场中的运动导学案考点一通电导体在磁场中受到的安培力问题1.两个注意点(1)安培力方向的判断:安培力方向总是垂直于磁场方向和电流方向所确定的平面。(2)安培力大小的计算:应用公式F=BIL求安培力大小时不能死记公式,应正确理解公式中各物理量的实质,其中L为通电导线切割磁感线的有效长度。如图所示的虚线,“导线两端连线的长度”为通电导线切割磁感线的有效长度。2.两种状态在安培力作用下,通电导线或导体棒可能处于平衡状态,也可能处于加速状态。不论何种状态都一定要把立体图转化为平面图,即电磁问题力学化,立体图形平面化。考点二带电粒子在有界磁场中的运动1.带电粒
2、子在不同边界磁场中的运动类别特点图示直线边界进出磁场具有对称性平行边界存在临界条件圆形边界沿径向射入必沿径向射出环形边界与边界相切2.解决带电粒子运动的临界问题的技巧方法(1)数学方法和物理方法相结合:如利用“矢量图”“边界条件”等求临界值,利用“三角函数”“不等式的性质”“一元二次方程的判别式”等求极值。(2)从关键词找突破口:许多临界问题,题干中常用“恰好”“最大”“至少”“不相撞”“不脱离”等暗示临界状态,审题时,一定要抓住这些特定的词语,挖掘其隐藏的规律,找出临界条件。(3)处理该类问题常用的几个几何关系①四个点:入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度方向所在直线
3、与出射速度方向所在直线交点。②六条线:入射点、出射点与圆心的连线,入射速度方向所在直线和出射速度方向所在直线,入射点与出射点的连线,圆心与两条速度方向所在直线交点的连线。前面四条边构成一个四边形,后面两条为对角线。③三个角:速度偏转角、圆心角、弦切角,其中偏转角等于圆心角,也等于弦切角的两倍。(4)临界问题的一般解题流程探究1.(2020年西安中学模拟)(多选)如图所示,在倾角θ=30°的光滑轨道上,质量m=0.1kg的AB杆放在轨道上,轨道间距l=0.2m,电流I=0.5A。当加上垂直于杆AB的某一方向的匀强磁场后,杆AB处于静止状态,则所加磁场的磁感应强度可能为(
4、BD)。A.1TB.5.5TC.4TD.7.5T探究2.(2020年全国卷Ⅰ,T18)一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,ab为半圆,ac、bd与直径ab共线,ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子,在纸面内从c点垂直于ac射入磁场,这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子,其运动时间为(C)。A.7πm6qBB.5πm4qBC.4πm3qBD.3πm2qB考点三磁感应强度的矢量性及安培定则的应用1.安培定则的特点及应用直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无
5、磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场最强,管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极且离圆环中心越远,磁场越弱安培定则立体图横截面图2.磁感应强度B的叠加空间的磁场通常是多个磁场叠加而成的,磁感应强度是矢量,可以通过平行四边形定则进行计算或判断。具体思路如下:(1)首先确定磁场的场源,如通电导线。(2)定位空间中需要求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点产生的磁场的大小和方向,如图中场源M、N在c点产生的磁场。(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁场B。探究3.纸面上有正方形MPNQ,两根相互平行的长直导线过纸面
6、上的M、N两点。且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相同的电流。当整个系统处于外加的匀强磁场中,外加磁场的磁感应强度大小为B0时,P点的磁感应强度为零,则Q点的磁感应强度大小为(A)。A.2B0B.2B0C.B0D.0反思总结：考点四带电粒子在磁场中运动的多解问题1.多解的原因原因特点图例粒子电性不确定受洛伦兹力作用的带电粒子,可能带正电,也可能带负电,在相同的初速度条件下,正、负粒子在磁场中的运动轨迹不同,因而形成多解磁场方向不确定有些题目只告诉了磁感应强度的大小,而未具体指出磁感应强度的方向,此时必须考虑由磁感应强度方向不确定而形成的多解临界状态不唯一如图所示,
7、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,它可能直接穿过去了,也可能转过180°从入射界面反向飞出,于是形成了多解运动的往复性带电粒子在部分是磁场、部分是电场的空间运动时,往往具有往复性,因而形成多解2.解决多解问题的一般思路(1)明确带电粒子的电性和磁场方向。(2)正确找出带电粒子运动的临界状态。(3)结合带电粒子的运动轨迹,利用圆周运动的周期性进行分析计算。探究4.(2020年汕头潮阳实验学校模拟)(多选)如图所示,圆形区域直径MN上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场,下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,两磁场磁感应强度大
