2019版高考物理二轮复习 专题三 电场与磁场 第10讲 磁场及带电体在磁场中的运动学案

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1、第10讲磁场及带电体在磁场中的运动主干知识体系核心再现及学科素养知识规律(1)掌握“两个磁场力”．①安培力：F＝BILsinθ，其中θ为B与I的夹角．②洛伦兹力：F＝qvBsinθ，其中θ为B与v的夹角．(2)明确“两个公式”，①带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式：R＝.②带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式：T＝＝.(3)用准“两个定则”．①对电流的磁场用准安培定则．②对安培力和洛伦兹力用准左手定则．(4)画好“两个图形”．①对安培力作用下的平衡、运动问题画好受力分析图．②对带电粒子

2、的匀速圆周运动问题画好与圆有关的几何图形．思想方法(1)物理思想：等效思想．(2)物理方法：理想化模型法、比值定义法、对称法、临界法等.1．(2018·全国卷Ⅱ，20)(多选)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外．则(　　)A．流经L1的电流在b点产生的磁感

3、应强度大小为B0B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0D．流经L2的电流在a点产生的磁感强度大小为B0AC　[A、C对：原磁场、电流的磁场方向如图所示，由题意知在b点：B0＝B0－B1＋B2在a点：B0＝B0－B1－B2由上述两式解得B1＝B0，B2＝B0.]2．(2018·北京卷，18)某空间存在匀强磁场和匀强电场．一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动．下列因素与完成上述两类

4、运动无关的是(　　)A．磁场和电场的方向B．磁场和电场的强弱C．粒子的电性和电量D．粒子入射时的速度C　[在匀强磁场和匀强电场的叠加区域内，一个带电粒子射入后做匀速直线运动，则它受的洛伦兹力和电场力大小相等、方向相反，即qvB＝qE，故v＝，因此粒子的运动，与粒子的电性和电量均无关，故选项C正确．]3．(2017·高考全国卷Ⅱ，21)(多选)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

5、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AD　[装置平面示意图如图所示．如图所示的状态，磁感线方向向上，若形成通路，线圈下边导线中电流方向向左，受垂直纸面向里的安培力，同理，上边导线中电流受安培力垂直纸面向外，使线圈转动．当线圈上边导线转到下边时，若仍通路，线圈上、下

6、边中电流方向与图示方向相比均反向，受安培力反向，阻碍线圈转动．若要线圈连续转动，要求左、右转轴只能上一侧或下一侧形成通路，另一侧断路，故选A、D.]4．(2017·高考全国卷Ⅱ，18)如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点．大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场．若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上．不计重力及带电粒子之间的相互作用．则v2∶v1为(　　

7、)A.∶2B.∶1C.∶1D．3∶C　[相同的带电粒子垂直匀强磁场入射均做匀速圆周运动．粒子以v1入射，一端为入射点P，对应圆心角为60°(对应六分之一圆周)的弦PP′必为垂直该弦入射粒子运动轨迹的直径2r1，如图甲所示，设圆形区域的半径为R，由几何关系知r1＝R.其他不同方向以v1入射的粒子的出射点在PP′对应的圆弧内．同理可知，粒子以v2入射及出射情况，如图乙所示．由几何关系知r2＝＝R，可得r2∶r1＝∶1.因为m、q、B均相同，由公式r＝可得v∝r，所以v2∶v1＝∶1.故选C.]5．(2016

8、·高考全国卷Ⅱ，18)一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示．图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动．在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角．当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒．不计重力．若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为(　　)A.B.C.D.A　[如图所示，粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆弧所对应的圆心角由几何知