高三物理二輪復(fù)習 第一部分 專題三 電場與磁場 第2講 磁場對電流和運動電荷的作用課件

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1、第第2講磁場對電流和運動電荷的作用講磁場對電流和運動電荷的作用專題三電場與磁場專題三電場與磁場熱點一對磁場基本性質(zhì)的考查熱點一對磁場基本性質(zhì)的考查命題規(guī)律命題規(guī)律磁場的產(chǎn)生、磁感應(yīng)強度的疊加、安培定則、磁場的產(chǎn)生、磁感應(yīng)強度的疊加、安培定則、 左左手定則是磁場的基本知識，在近幾年的高考中時有出現(xiàn)手定則是磁場的基本知識，在近幾年的高考中時有出現(xiàn) ，題，題型為選擇題，難度不大型為選擇題，難度不大1(多選多選)(2015廣州模擬廣州模擬)無限長通電直導(dǎo)線在周圍某無限長通電直導(dǎo)線在周圍某 一點產(chǎn)一點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度生的磁場的磁感應(yīng)強度B的大小與電流成正比，與的大小與電流成正比，與 導(dǎo)線導(dǎo)線 到到

2、 這這一點的距離成反比如圖所示，兩根相距一點的距離成反比如圖所示，兩根相距L的無限的無限 長直導(dǎo)長直導(dǎo) 線線分別通有電流分別通有電流I和和3I.在兩導(dǎo)線的連線上有在兩導(dǎo)線的連線上有a、b、c三點，三點，a點為點為兩根直導(dǎo)線連線的中點，兩根直導(dǎo)線連線的中點，b、c兩點距導(dǎo)線的距離均為兩點距導(dǎo)線的距離均為L. 下下 列列說法正確的是說法正確的是( )Aa點和點和b點的磁感應(yīng)強度方向相同點的磁感應(yīng)強度方向相同Ba點和點和b點的磁感應(yīng)強度大小之比為點的磁感應(yīng)強度大小之比為81Cc點和點和b點的磁感應(yīng)強度方向相同點的磁感應(yīng)強度方向相同Dc點和點和b點的磁感應(yīng)強度大小之比為點的磁感應(yīng)強度大小之比為51AD

3、答案：見解析答案：見解析ABCA小球先做加速運動后做減速運動小球先做加速運動后做減速運動B小球一直做勻速直線運動小球一直做勻速直線運動C小球?qū)ψ烂娴膲毫ο仍龃蠛鬁p小小球?qū)ψ烂娴膲毫ο仍龃蠛鬁p小D小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃笮∏驅(qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃蠼馕鼋馕鲇砂才喽▌t和磁場疊加原理可以判斷出在由安培定則和磁場疊加原理可以判斷出在MN連線上連線上的磁場方向平行桌面向里的磁場方向平行桌面向里，所以小球所受洛倫茲力的方向所以小球所受洛倫茲力的方向 垂垂直桌面向上對小球受力分析直桌面向上對小球受力分析，受重力、桌面支持力、洛受重力、桌面支持力、洛 倫倫茲力茲力3個力作用個力作用，小球在水平方向不受力小球在

4、水平方向不受力，故從故從a點到點到b點點，小小球一直做勻速直線運動球一直做勻速直線運動，A錯誤錯誤，B正確；由于從正確；由于從a至至b合磁感合磁感應(yīng)強度先減小后增大應(yīng)強度先減小后增大，則小球所受洛倫茲力先減小后增大則小球所受洛倫茲力先減小后增大, ,桌桌面對小球的支持力先增大后減小面對小球的支持力先增大后減小，由作用力與反作用力由作用力與反作用力 的的 關(guān)關(guān)系知小球?qū)ψ烂娴膲毫ο仍龃蠛鬁p小系知小球?qū)ψ烂娴膲毫ο仍龃蠛鬁p小，C正確正確，D錯誤錯誤總結(jié)提升總結(jié)提升(1)磁感應(yīng)強度是描述磁場強弱和方向的物理量磁感應(yīng)強度是描述磁場強弱和方向的物理量，決定于磁場決定于磁場本身本身，與試探電流元無關(guān)與試探

5、電流元無關(guān)，其疊加遵循平行四邊形定則其疊加遵循平行四邊形定則(2)判斷電流產(chǎn)生的磁場方向或判斷產(chǎn)生磁場的電流方向用右判斷電流產(chǎn)生的磁場方向或判斷產(chǎn)生磁場的電流方向用右手定則手定則(3)判斷安培力、洛倫茲力的方向用左手定則判斷安培力、洛倫茲力的方向用左手定則，但要注意電荷但要注意電荷的正負的正負熱點二磁場對電流的作用熱點二磁場對電流的作用命題規(guī)律命題規(guī)律磁場對通電導(dǎo)體棒的作用問題是近幾年高考的磁場對通電導(dǎo)體棒的作用問題是近幾年高考的 熱熱點點,分析近幾年的高考題分析近幾年的高考題,該考點的命題規(guī)律主要有以下兩點該考點的命題規(guī)律主要有以下兩點:(1)主要考查安培力的計算、安培力方向的判斷、安培力作

6、用主要考查安培力的計算、安培力方向的判斷、安培力作用下的平衡和運動下的平衡和運動，題型以選擇題為主題型以選擇題為主，難度不大難度不大(2)與電磁與電磁感應(yīng)相結(jié)合感應(yīng)相結(jié)合，考查力學和電路知識的應(yīng)用考查力學和電路知識的應(yīng)用，綜合性較強綜合性較強， 以以計算題形式出現(xiàn)計算題形式出現(xiàn)1(2015鄭州二模鄭州二模)如圖所示，用絕緣細線懸掛一個導(dǎo)線框如圖所示，用絕緣細線懸掛一個導(dǎo)線框,導(dǎo)線框是由兩同心半圓弧導(dǎo)線和直導(dǎo)線導(dǎo)線框是由兩同心半圓弧導(dǎo)線和直導(dǎo)線ab、cd(ab、cd在同一在同一條水平直線上條水平直線上)連接而成的閉合回路，導(dǎo)線框中通有圖示方向連接而成的閉合回路，導(dǎo)線框中通有圖示方向的電流，處于靜

7、止狀態(tài)在半圓弧導(dǎo)線的圓心處沿垂直于導(dǎo)的電流，處于靜止狀態(tài)在半圓弧導(dǎo)線的圓心處沿垂直于導(dǎo)線框平面的方向放置一根長直導(dǎo)線線框平面的方向放置一根長直導(dǎo)線P.當當P中通以方向向外的電中通以方向向外的電流流時時()A導(dǎo)線框?qū)⑾蜃髷[動導(dǎo)線框?qū)⑾蜃髷[動B導(dǎo)線框?qū)⑾蛴覕[動導(dǎo)線框?qū)⑾蛴覕[動C從上往下看，導(dǎo)線框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動從上往下看，導(dǎo)線框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動D從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動D突破點撥突破點撥(1)根據(jù)題給條件根據(jù)題給條件，導(dǎo)線導(dǎo)線ab、cd中的電流方向為中的電流方向為_(2)描述描述P中電流產(chǎn)生的磁場的磁感線的特點是中電流產(chǎn)生的磁場的磁感線的特點是_半半圓弧導(dǎo)線是否受磁場力

8、？圓弧導(dǎo)線是否受磁場力？ab、cd所受磁場力方向分別為所受磁場力方向分別為_解析解析當直導(dǎo)線當直導(dǎo)線P中通以方向向外的電流時中通以方向向外的電流時，由安培定則可由安培定則可判斷出長直導(dǎo)線判斷出長直導(dǎo)線P產(chǎn)生的磁場方向為逆時針方向產(chǎn)生的磁場方向為逆時針方向，磁感磁感 線線 是是以以P為圓心的同心圓為圓心的同心圓，半圓弧導(dǎo)線與磁感線平行不受安培力半圓弧導(dǎo)線與磁感線平行不受安培力, ,由左手定則可判斷出直導(dǎo)線由左手定則可判斷出直導(dǎo)線ab所受的安培力方向垂直紙面所受的安培力方向垂直紙面 向向外外，cd所受的安培力方向垂直紙面向里所受的安培力方向垂直紙面向里，從上往下看從上往下看，導(dǎo)導(dǎo) 線線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)

9、動框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動，故故D正確正確答案：見解析答案：見解析ADACD總結(jié)提升總結(jié)提升解決磁場中導(dǎo)體運動問題的一般思路解決磁場中導(dǎo)體運動問題的一般思路(1)正確地對導(dǎo)體棒進行受力分析正確地對導(dǎo)體棒進行受力分析，應(yīng)特別注意通電導(dǎo)體棒受應(yīng)特別注意通電導(dǎo)體棒受到的安培力的方向到的安培力的方向，安培力與導(dǎo)體棒和磁感應(yīng)強度組成的安培力與導(dǎo)體棒和磁感應(yīng)強度組成的 平平面垂直面垂直(2)畫出輔助圖畫出輔助圖(如導(dǎo)軌、斜面等如導(dǎo)軌、斜面等)，并標明輔助方向并標明輔助方向(磁感應(yīng)強磁感應(yīng)強度度B、電流、電流I的方向的方向)(3)將立體的受力分析圖轉(zhuǎn)化為平面受力分析圖將立體的受力分析圖轉(zhuǎn)化為平面受力分析圖，即畫出與即

10、畫出與 導(dǎo)導(dǎo)體棒垂直的平面內(nèi)的受力分析圖體棒垂直的平面內(nèi)的受力分析圖熱點三帶電粒子在勻強磁場中的運動熱點三帶電粒子在勻強磁場中的運動命題規(guī)律命題規(guī)律帶電粒子在磁場中的圓周運動問題是近幾年高考帶電粒子在磁場中的圓周運動問題是近幾年高考的重點，同時也是高考的熱點，分析近幾年高考試題，該考的重點，同時也是高考的熱點，分析近幾年高考試題，該考點的命題規(guī)律有以下兩個方面：點的命題規(guī)律有以下兩個方面：(1)通常與圓周運動規(guī)律、幾何知識相聯(lián)系通常與圓周運動規(guī)律、幾何知識相聯(lián)系，綜合考查應(yīng)用數(shù)，綜合考查應(yīng)用數(shù)學知識處理物理問題的能力，題型為選擇題或計算題學知識處理物理問題的能力，題型為選擇題或計算題(2)偶偶

11、爾也會以選擇題的形式考查磁場的性質(zhì)、洛倫茲力的特點及爾也會以選擇題的形式考查磁場的性質(zhì)、洛倫茲力的特點及圓周運動的周期性等問題圓周運動的周期性等問題1.(2015沈陽一模沈陽一模)如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有 垂直紙面垂直紙面 的勻的勻 強強磁場，兩個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子磁場，兩個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b，以不同，以不同 的的速率沿著速率沿著AO方向?qū)蕡A心方向?qū)蕡A心O射入磁場，其運動軌跡如圖若射入磁場，其運動軌跡如圖若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是()Aa粒子速率較大粒子速率較大Bb粒子速率較大粒子

12、速率較大Cb粒子在磁場中運動時間較長粒子在磁場中運動時間較長Da、b粒子在磁場中運動時間一樣長粒子在磁場中運動時間一樣長B突破點撥突破點撥(1)帶電粒子沿帶電粒子沿AO方向射入磁場方向射入磁場，則可判斷射出磁場的速度沿則可判斷射出磁場的速度沿_方向方向(2)比較比較a、b兩粒子的速率兩粒子的速率，可根據(jù)公式可根據(jù)公式_；根據(jù)公式根據(jù)公式_可判斷兩粒子的運動周期相等；比較可判斷兩粒子的運動周期相等；比較運動時間根據(jù)運動時間根據(jù)_答案：見解析答案：見解析2.(多選多選)(2015新余一模新余一模)如圖，兩個初速度大小相同的同種離如圖，兩個初速度大小相同的同種離子子a和和b，從，從O點沿垂直磁場方向

13、進入勻強磁場，最后打到屏點沿垂直磁場方向進入勻強磁場，最后打到屏P上不計重力下列說法正確的有上不計重力下列說法正確的有( )Aa、b均帶正電均帶正電 Ba在磁場中飛行的時間比在磁場中飛行的時間比b的短的短Ca在磁場中飛行的路程比在磁場中飛行的路程比b的短的短Da在在P上的落點與上的落點與O點的距離比點的距離比b的近的近AD3(多選多選)某空間內(nèi)有高度為某空間內(nèi)有高度為d、寬度足夠?qū)?、方向垂直紙面、寬度足夠?qū)?、方向垂直紙面向外的勻強磁場，磁感?yīng)強度為向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B當在該空間內(nèi)以磁場下當在該空間內(nèi)以磁場下邊界為邊界為x軸建立如圖所示的坐標系后，在軸建立如圖所示的坐標系后，在x軸上的

14、軸上的P點點(xPd)沿沿y軸正方向連續(xù)射入質(zhì)量軸正方向連續(xù)射入質(zhì)量m和電荷量和電荷量q數(shù)值大小均相同、且數(shù)值大小均相同、且?guī)щ娦再|(zhì)也相同的帶電粒子帶電性質(zhì)也相同的帶電粒子(粒子重力不計粒子重力不計)，由于粒子的入，由于粒子的入射速率射速率v(v0)不同，有的粒子將在磁場中直接通過不同，有的粒子將在磁場中直接通過y軸，有的軸，有的將在穿出磁場后再通過將在穿出磁場后再通過y軸設(shè)粒子通過軸設(shè)粒子通過y軸時，離坐標原點軸時，離坐標原點的距離為的距離為h，從，從P到到y(tǒng)軸所需的時間為軸所需的時間為t，則，則()AD范例范例(18分分)如圖所示，在直角坐標系的原點如圖所示，在直角坐標系的原點O處有一放射

15、處有一放射源，向四周均勻發(fā)射速度大小相等、方向都平行于紙面的帶源，向四周均勻發(fā)射速度大小相等、方向都平行于紙面的帶電粒子在放射源右側(cè)有一很薄的擋板，垂直于電粒子在放射源右側(cè)有一很薄的擋板，垂直于x軸放置軸放置,擋擋板與板與xOy平面交線的兩端平面交線的兩端M、N正好與原點正好與原點O構(gòu)成等邊三角構(gòu)成等邊三角形，形，O為擋板與為擋板與x軸的交點在整個空間中，有垂直于軸的交點在整個空間中，有垂直于xOy平平面向外的勻強磁場面向外的勻強磁場(圖中未畫出圖中未畫出)，帶電粒子在磁場中沿順時，帶電粒子在磁場中沿順時針方向做勻速圓周運動已知帶電粒子的質(zhì)量為針方向做勻速圓周運動已知帶電粒子的質(zhì)量為m，帶電荷，帶電荷量大小為量大小為q，速度大小為，速度大小為v，MN的長度為的長度為L.(不計帶電粒子的不計帶電粒子的重力及粒子間的相互作用重力及粒子間的相互作用)(1)確定帶電粒子的電性；確定帶電粒子的電性；(2)要使帶電粒子不打在擋板上，求磁感應(yīng)強度的最小值；要使帶電粒子不打在擋板上，求磁感應(yīng)強度的最小值；(3)要使要使MN的右側(cè)都有粒子打到，求磁感應(yīng)強度的最大的右側(cè)都有粒子打到，求磁感應(yīng)強度的最大值值(計算過程中，要求畫出各臨界狀態(tài)的軌跡圖計算過程中，要求畫出各臨界狀態(tài)的軌跡圖)B