《高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題整合高頻突破 專題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng)2 磁場(chǎng) 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題整合高頻突破 專題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng)2 磁場(chǎng) 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件（53頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2講磁場(chǎng)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)核心知識(shí)考點(diǎn)精題-2-2-2-2-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備核心知識(shí)考點(diǎn)精題-3-3-3-3-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備1.掌握“兩個(gè)磁場(chǎng)力”(1)安培力:F=,其中為B與I的夾角。(2)洛倫茲力:F=,其中為B與v的夾角。2.帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)3.用準(zhǔn)“兩個(gè)定則”(1)對(duì)電流的磁場(chǎng)用安培定則。(2)對(duì)安培力和洛倫茲力用左手定則。BILsin qvBsin 核心知識(shí)考點(diǎn)精題-4-4-4-4-1231.(2017全國(guó)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(chǎng),P為磁場(chǎng)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(guò)P點(diǎn),在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場(chǎng)。若粒子射入
2、速率為v1,這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上;若粒子射入速率為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。則v2v1為()C核心知識(shí)考點(diǎn)精題-5-5-5-5-123核心知識(shí)考點(diǎn)精題-6-6-6-6-123考點(diǎn)定位:帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)命題能力點(diǎn):側(cè)重考查理解能力+分析綜合能力解題思路與方法:此題考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題;解題時(shí)必須要畫出粒子運(yùn)動(dòng)的草圖,結(jié)合幾何關(guān)系找到粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑。核心知識(shí)考點(diǎn)精題-7-7-7-7-1232.(2016全國(guó)卷)平面OM和平面ON之間的夾角為30,其橫截面(紙面)如圖所示,平面OM上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),
3、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外。一帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q(q0)。粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點(diǎn)向左上方射入磁場(chǎng),速度與OM成30角。已知該粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與ON只有一個(gè)交點(diǎn),并從OM上另一點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)重力。粒子離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)到兩平面交線O的距離為()D核心知識(shí)考點(diǎn)精題-8-8-8-8-123核心知識(shí)考點(diǎn)精題-9-9-9-9-123考點(diǎn)定位:帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)命題能力點(diǎn):側(cè)重考查理解能力+分析綜合能力核心知識(shí)考點(diǎn)精題-10-10-10-10-1233.(多選)(2015全國(guó)卷)有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域和,中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是中的k倍。兩個(gè)速率相同的電子分別在兩
4、磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)。與中運(yùn)動(dòng)的電子相比,中的電子()A.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是中的k倍B.加速度的大小是中的k倍C.做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是中的k倍D.做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與中的相等AC核心知識(shí)考點(diǎn)精題-11-11-11-11-123考點(diǎn)定位:帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)命題能力點(diǎn):側(cè)重考查理解能力+分析綜合能力解題思路與方法:本題主要是理解帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供,然后用圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)就可以解決。核心知識(shí)考點(diǎn)精題-12-12-12-12-123命題規(guī)律研究及預(yù)測(cè)分析高考試題可以看出,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是每年必考的內(nèi)容,考查內(nèi)容主要有磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的
5、運(yùn)動(dòng)等,由于此類問(wèn)題考查考生的空間想象能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力,綜合性較強(qiáng)。一般以選擇題或計(jì)算題的形式命題考查。在2018年的備考過(guò)程中要強(qiáng)化訓(xùn)練學(xué)生畫帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡草圖。-13-考點(diǎn)一考點(diǎn)二磁場(chǎng)的性質(zhì)及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用磁場(chǎng)的性質(zhì)及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用(H)典題1(多選)(2017全國(guó)卷)如圖,三根相互平行的固定長(zhǎng)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,下列說(shuō)法正確的是()A.L1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之
6、比為11D.L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為BC-14-考點(diǎn)一考點(diǎn)二解析 利用同向電流相互吸引,異向電流相互排斥,受力分析如下設(shè)任意兩導(dǎo)線間作用力大小為F,則L1受合力F1=2Fcos60=F,方向與L2、L3所在平面平行;L2受合力F2=2Fcos60=F,方向與L1、L3所在平面平行;L3所受合力F3=2Fcos30= ,方向與L1、L2所在平面垂直;故選B、C。-15-考點(diǎn)一考點(diǎn)二典題2(2017山東泰安模擬)如圖所示,兩根光滑直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行傾斜放置,它們所構(gòu)成的軌道平面與水平面之間的夾角=37,兩軌道之間的距離L=0.5m。一根質(zhì)量m=0.2kg的均勻直金屬
7、桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直,且接觸良好,整套裝置處于與ab桿垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。在導(dǎo)軌的上端接有電動(dòng)勢(shì)E=36V、內(nèi)阻r=1.6的直流電源和電阻箱R。已知導(dǎo)軌與金屬桿的電阻均可忽略不計(jì),sin37=0.6,cos37=0.8,重力加速度g取10m/s2。金屬桿ab始終靜止在導(dǎo)軌上。-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二(1)如果磁場(chǎng)方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.3T,求電阻箱接入電路中的電阻R;(2)如果保持(1)中電阻箱接入電路中的電阻R不變,磁場(chǎng)的方向可以隨意調(diào)整,求滿足條件的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值及方向。答案 (1)2(2)0.24T-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二規(guī)律方法磁場(chǎng)性質(zhì)分析的兩點(diǎn)技巧
8、1.判斷電流磁場(chǎng)要正確應(yīng)用安培定則,明確大拇指、四指及手掌的放法。2.分析磁場(chǎng)對(duì)電流的作用要做到“一明、一轉(zhuǎn)、一分析”。-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)題型題型1帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)及其臨界、極值問(wèn)題帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)及其臨界、極值問(wèn)題(H)解題策略策略1:解題時(shí)應(yīng)注意洛倫茲力永不做功的特點(diǎn),明確半徑公式、周期公式,正確畫出運(yùn)動(dòng)軌跡草圖。策略2:解決帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題,關(guān)鍵在于運(yùn)用動(dòng)態(tài)思維,尋找臨界點(diǎn),確定臨界狀態(tài),根據(jù)粒子的速度方向找出半徑方向,同時(shí)由磁場(chǎng)邊界和題設(shè)條件畫好軌跡,定好圓心,建立幾何關(guān)系。粒子射出或不射出磁場(chǎng)的臨界狀態(tài)是粒子
9、運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)邊界相切。-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二典題3(2017江西南昌模擬)如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,一帶電微粒從磁場(chǎng)邊界d點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入,沿曲線dja打到屏MN上的a點(diǎn),通過(guò)ja段用時(shí)為t。若該微粒經(jīng)過(guò)j點(diǎn)時(shí),與一個(gè)靜止的不帶電微粒碰撞并結(jié)合為一個(gè)新微粒,最終打到屏MN上。若兩個(gè)微粒所受重力均忽略,則新微粒運(yùn)動(dòng)的()A.軌跡為jb,至屏幕的時(shí)間將小于tB.軌跡為jc,至屏幕的時(shí)間將大于tC.軌跡為ja,至屏幕的時(shí)間將大于tD.軌跡為jb,至屏幕的時(shí)間將等于tC-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二思維激活粒子碰撞前后軌跡半徑和周期如何變化?答案 粒子碰撞前后軌跡半徑不變,周
10、期變大。-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二典題4(2017山東泰安模擬)如圖所示,在屏MN的上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。P為屏上的一個(gè)小孔,PC與MN垂直。一群質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子(不計(jì)重力),以相同的速率v,從P處沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域,粒子入射方向在與磁場(chǎng)B垂直的平面內(nèi),且散開(kāi)在與PC夾角為的范圍內(nèi)。則在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度為()A-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二典題5圖甲所示有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度與圖乙所示圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的半徑相等,一不計(jì)重力的粒子從左邊界的M點(diǎn)以一定初速度水平向右垂直射入磁場(chǎng),從右邊界射出時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了角,該粒子以同樣的初速度
11、沿半徑方向垂直射入磁場(chǎng),射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了2角。已知磁場(chǎng)、的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1、B2,則B1與B2的比值為()A.2cosB.sinC.cosD.tanC-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二思維激活1.帶電粒子在甲、乙圖中的磁場(chǎng)內(nèi)分別做什么運(yùn)動(dòng)?試畫出運(yùn)動(dòng)的軌跡。2.設(shè)磁場(chǎng)寬度(半徑)為d,速度偏向角與軌道半徑和磁場(chǎng)寬度(半徑)有什么關(guān)系?答案 1.帶電粒子在甲、乙圖中的磁場(chǎng)內(nèi)都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。軌跡見(jiàn)解析中甲、乙圖所示。2.d=r1sin,d=r2tan-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二典題6(多選)如圖所示,S處有一電子源,可向紙面內(nèi)任意方向發(fā)射電子,平板MN垂直于紙面,在紙面內(nèi)的長(zhǎng)度L=
12、9.1cm,中點(diǎn)O與S間的距離d=4.55cm,MN與SO直線的夾角為,板所在平面有電子源的一側(cè)區(qū)域有方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.010-4T,電子質(zhì)量m=9.110-31kg,電荷量e=-1.610-19C,不計(jì)電子重力,電子源發(fā)射速度v=1.6106m/s的一個(gè)電子,該電子打在板上可能位置的區(qū)域的長(zhǎng)度為l,則()A.=90時(shí),l=9.1cmB.=60時(shí),l=9.1cmC.=45時(shí),l=4.55cmD.=30時(shí),l=4.55cmAD-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二典題7(2017河南商丘模擬)如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一粒子源,粒子
13、源從O點(diǎn)在紙面內(nèi)均勻地向各個(gè)方向同時(shí)發(fā)射速率為v、比荷為k的帶正電的粒子,PQ是在紙面內(nèi)垂直磁場(chǎng)放置的厚度不計(jì)的擋板,擋板的P端與O點(diǎn)的連線與擋板垂直,距離為,且粒子打在擋板上會(huì)被吸收;不計(jì)帶電粒子的重力與粒子間的相互作用,磁場(chǎng)分布足夠大。(1)為使最多的粒子打在板上,則擋板至少多長(zhǎng);(2)若擋板足夠長(zhǎng),則打在板上的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間與最短時(shí)間的差值是多少;(3)若擋板足夠長(zhǎng),則打在擋板上的粒子占所有粒子的比率是多少。-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二(1)四點(diǎn):入射點(diǎn)B、出射點(diǎn)C、軌跡圓心A、入射速度直線與出射速度直線
14、的交點(diǎn)O。(2)六線:圓弧兩端點(diǎn)所在的軌跡半徑r,入射速度直線和出射速度直線OB、OC,入射點(diǎn)與出射點(diǎn)的連線BC,圓心與兩條速度直線交點(diǎn)的連線AO。(3)三角:速度偏轉(zhuǎn)角COD、圓心角BAC、弦切角OBC,其中偏轉(zhuǎn)角等于圓心角,也等于弦切角的兩倍。-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二2.臨界問(wèn)題中的動(dòng)態(tài)圓模型:臨界極值問(wèn)題,常借助于半徑R和速度v(或磁場(chǎng)B)之間的約束關(guān)系或其他的約束關(guān)系,常采用以下三種動(dòng)態(tài)圓的變化特點(diǎn),進(jìn)行動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)軌跡分析,確定軌跡圓和邊界的關(guān)系,找出臨界點(diǎn),然后利用數(shù)學(xué)方法求解極值。(1)圖甲為大量相同粒子從某點(diǎn)O向各個(gè)方向等速發(fā)射(等速異向),畫出某個(gè)方向粒子的軌跡圓,以O(shè)為軸“旋轉(zhuǎn)圓”
15、,從而找到臨界條件。(2)圖乙為大量相同粒子從某點(diǎn)O向同一方向異速發(fā)射(異速同向),按照半徑從小到大次序,畫出不同速度粒子的軌跡圓,從而找到臨界條件。(3)圖丙為大量相同粒子從不同點(diǎn)O向同一方向等速發(fā)射(等速同向),畫出某個(gè)方向粒子的軌跡圓,將該圓平移,從而找到臨界條件。-37-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-38-考點(diǎn)一考點(diǎn)二題型題型2帶電粒子在磁場(chǎng)中多解及交變磁場(chǎng)問(wèn)題帶電粒子在磁場(chǎng)中多解及交變磁場(chǎng)問(wèn)題(L)BD-39-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-40-考點(diǎn)一考點(diǎn)二典題9如圖甲所示,M、N是寬為d的兩豎直線,其間存在垂直紙面方向的磁場(chǎng)(未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按圖乙所示規(guī)律變化(垂直紙面向外為正,T0為已知)?，F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)
16、量為m、電荷量為+q的離子在t=0時(shí)從直線M上的O點(diǎn)沿著OM線射入磁場(chǎng),離子重力不計(jì),離子恰好不能從右邊界穿出且在2T0時(shí)恰好返回左邊界M。則圖乙中磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小和離子的初速度v0分別為()B-41-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-42-考點(diǎn)一考點(diǎn)二規(guī)律方法帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)形成多解的原因1.帶電粒子的電性不確定形成多解,可能出現(xiàn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)軌跡。帶電粒子的速度不確定也會(huì)形成多解。2.磁場(chǎng)方向不確定形成多解,可能出現(xiàn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)軌跡。3.臨界狀態(tài)不唯一形成多解,需要根據(jù)臨界狀態(tài)的不同情況分別求解。4.圓周運(yùn)動(dòng)的周期性形成多解。核心知識(shí)考點(diǎn)精題-43-43-43-43-考點(diǎn)一考點(diǎn)二磁場(chǎng)的性質(zhì)及磁
17、場(chǎng)對(duì)電流的作用磁場(chǎng)的性質(zhì)及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1.圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線,其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上,導(dǎo)線中通有大小相同的電流,方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng),它所受洛倫茲力的方向是()A.向上B.向下C.向左D.向右B核心知識(shí)考點(diǎn)精題-44-44-44-44-考點(diǎn)一考點(diǎn)二解析 帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力,磁場(chǎng)為4根長(zhǎng)直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng),根據(jù)右手定則,a在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)樗较蜃?b在O點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)方向?yàn)樨Q直向上,c在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)樗较蜃?d在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下,所以合磁場(chǎng)方向水平向左。根據(jù)左手定則,帶正電粒
18、子在合磁場(chǎng)中受洛倫茲力方向向下,故選B。核心知識(shí)考點(diǎn)精題-45-45-45-45-2.利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。用絕緣輕質(zhì)絲線把底部長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R、質(zhì)量為m的“U”形線框固定在力敏傳感器的掛鉤上,并用輕質(zhì)導(dǎo)線連接線框與電源,導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)。當(dāng)有拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時(shí),拉力顯示器可以直接顯示力敏傳感器所受的拉力。當(dāng)線框接入恒定電壓為E1時(shí),拉力顯示器的示數(shù)為F1;接入恒定電壓為E2時(shí)(電流方向與電壓為E1時(shí)相反),拉力顯示器的示數(shù)為F2。已知F1F2,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為()考點(diǎn)一考點(diǎn)二B核心知識(shí)考點(diǎn)精題-46-46-46-46-考點(diǎn)一考點(diǎn)二核心知識(shí)考點(diǎn)
19、精題-47-47-47-47-考點(diǎn)一考點(diǎn)二帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) ABC核心知識(shí)考點(diǎn)精題-48-48-48-48-考點(diǎn)一考點(diǎn)二核心知識(shí)考點(diǎn)精題-49-49-49-49-考點(diǎn)一考點(diǎn)二4.(多選)(2017湖南懷化模擬)如圖所示,豎直平面內(nèi)一半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外。一束質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子沿平行于直徑MN的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),粒子的速度大小不同,重力不計(jì),入射點(diǎn)P到直徑MN的距離為h,則()ABD核心知識(shí)考點(diǎn)精題-50-50-50-50-考點(diǎn)一考點(diǎn)二核心知識(shí)考點(diǎn)精題-51-51-51-51-考點(diǎn)一考點(diǎn)二核心知識(shí)考點(diǎn)精題-52-52-52-52-考點(diǎn)一考點(diǎn)二5.如圖所示,寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,MM和NN是它的兩條邊界?，F(xiàn)有質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子沿圖示方向垂直磁場(chǎng)射入。要使粒子不能從邊界NN射出,求粒子入射速率v的最大值。核心知識(shí)考點(diǎn)精題-53-53-53-53-考點(diǎn)一考點(diǎn)二
高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題整合高頻突破 專題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng)2 磁場(chǎng) 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件
