2014物理《高考专题》(二轮通用)复习：专题四第9讲磁场及带电粒子在磁场中的运动教材.ppt

第9讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动;1.磁场强弱的描述： (1)磁感应强度的定义式：B= ，条件：___________垂直。 (2)磁感应强度的合成满足___________定则。 2.安培力： (1)计算公式：F=_________，其中θ为B与I的夹角。 ①当磁场与电流垂直时，θ=90°，F=____。 ②当磁场与电流平行时，θ=0°，F=__。 (2)方向判定：用_________。;3.洛伦兹力： (1)计算公式：F=_________，其中θ为B与v的夹角。 ①v∥B时，F=__。 ②v⊥B时，F=____。 ③v=0时，F=__。 (2)方向判定：用_________，注意“四指”指向_____________ _____，与_______的运动方向相反。;4.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的基本公式： (1)向心力由洛伦兹力提供：qvB= 。 (2)轨道半径R= 。 (3)周期公式：T= = 。;1.(2013·新课标全国卷Ⅰ)如图，半径为R的圆是一圆柱形匀 强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直 于纸面向外，一电荷量为q(q0)、质量为m的粒子沿平行于直 径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为 已知粒子 射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速 率为(不计重力)( );【解析】选B。根据对称性，带 电粒子射入圆形磁场区域时速 度方向与半径的夹角总是与带 电粒子射出磁场时其速度方向 与半径的夹角相等，画出带电 粒子在磁场中运动的轨迹如图 所示，根据图找几何关系可得 带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r=R，再由 得 解得 故选项B正确。;2.(多选)(2011·新课标全国卷)电 磁轨道炮工作原理如图所示。待发 射弹体可在两平行轨道之间自由移 动，并与轨道保持良好接触。电流 I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是( );A.只将轨道长度L变为原来的2倍 B.只将电流I增加至原来的2倍 C.只将弹体质量减至原来的一半 D.将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变;【解析】选B、D。设发射速度为v时，对应的电流为I，弹体的 质量为m，轨道长度为L，弹体的长度为a，当速度为2v时，对 应的电流为I′，弹体的质量为m′，轨道长度为L′，依题意 有，B=kI，F=BIa=kI2a，由动能定理得， 即kI2aL= 同理有kI′2aL′= 两式相比可得： 四个选项中只有B、D两个选项使前式成立，故A、C错，B、D正 确。;3.(多选)(2013·海南高考)三条在同 一平面(纸面)内的长直绝缘导线搭成 一等边三角形。在导线中通过的电流 均为I,电流方向如图所示。a、 b和c 三点分别位于三角形的三个顶角的平 分线上，且到相应顶点的距离相等。 将a、 b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3。下列说法正确的是( );A.B1=B2＜B3 B.B1=B2＝B3 C.a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里 D.a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里;【解析】选A、C。靠近a点的两根导线产生的磁场叠加后，磁感应强度为零，a点磁感应强度由离a最远的导线决定，b点的磁感应强度大小与a点相同，对于c点，三根导线的磁感应强度方向相同，叠加后的磁感应强度最大，选项A正确，选项B错误；由右手螺旋定则和磁感应强度的矢量叠加可得，C正确，D错误。;热点考向1 磁场对通电导线的作用力问题 【典例1】(2013·南通二模)如图所示， 在竖直向下的恒定匀强磁场中有一光滑 绝缘的14圆轨道，一重为G的金属导体 MN垂直于轨道横截面水平放置，在导体 中通入电流I，使导体在安培力的作用 下以恒定的速率v从A点运动到C点，设 导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为θ，安培力的;瞬时功率为P，则从A到C的过程中，下列有关说法正确的是 ( ) A.电流方向从N指向M B.I∝cotθ C.P∝cosθ D.P∝sinθ;【解题探究】 (1)根据导体MN的运动情况，画出MN的受力分析图。 提示: (2)MN的运动性质是_____________，向心力由_______、_____ 和安培力的合力提供，并且沿切线方向的合力_______，用式 子表示为___________