重难点14 带电粒子在磁场中的运动-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练（广东专用）（解析版）.docx

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重难点14带电粒子在磁场中的运动

考点

三年考情分析

2025考向预测

(1)安培定则、磁场的叠加；

(2)安培力的分析与计算；

(3)带电粒子在磁场中的运动；

3年3考

广东卷[(2022，T10，T7)，(2023，T5)]

磁场是电磁学的核心内容,高考对磁场知识的考查覆盖面非常大，几乎所有的知识点都会考查到。这部分内容的复习应该从磁场的特性入手，掌握磁场对通电导线、运动电荷施加的安培力、洛伦兹力的特点,能熟练画出带电粒子在磁场中做圆周运动的轨迹,利用平衡和圆周运动的力学、运动学规律，注意数理方法的结合，本部分的难点是临界轨迹的获取与相应数学方程的建构。

【情境解读】

【高分技巧】

内容

重要的规律、公式和二级结论

1.磁场、电流的磁场

(1)磁场方向就是小磁针N极的受力方向。

(2)电流的磁场可以用安培定则(右手螺旋定则)来判定。

2.磁感应强度、磁感线

(3)定义式：B＝eq\f(F,Il)(B⊥I)，B与F、I、l无关。

(4)磁感线密的地方，磁场强，磁感线稀疏的地方，磁场弱。

3.磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则

(5)大小：F＝IlB(B、I、l相互垂直)；I∥B时，F安＝0。

(6)方向：用左手定则判定。

4.磁场对运动电荷的作用、洛伦兹力

(7)洛伦兹力的大小：F＝qvB；方向用左手定则判定；洛伦兹力对运动的电荷不做功。

(8)带电粒子在匀强磁场中运动：qvB＝meq\f(v2,r)；半径r＝eq\f(mv,qB)；周期T＝eq\f(2πm,qB)；粒子在磁场中的运动时间t＝eq\f(θ,2π)T(θ为带电粒子运动轨迹圆弧的圆心角)。

【考向一：磁场的基本性质安培力】

1．磁场叠加问题的解题思路

(1)确定磁场场源，如通电导线。

(2)定位空间中需求解磁场的点，确定各个场源在这一点产生磁场的磁感应强度的大小和方向。

(3)应用平行四边形定则进行合成。

2．用准“两个定则”

(1)对电流的磁场用安培定则(右手螺旋定则)，并注意磁场的叠加。

(2)对通电导线在磁场中所受的安培力用左手定则。

3．熟悉“两个等效模型”

(1)变曲为直：图甲所示的通电导线，在计算安培力的大小和判断方向时均可等效为ac直线电流。

(2)化电为磁：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁体，如图乙所示。

1．(2023广东广州模拟)如图甲所示，为特高压输电线路上使用六分裂阻尼间隔棒的情景。其简化如图乙，间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心，A点、B点分别为Oa、Od的中点。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。6条输电导线中通有垂直纸面向外，大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F，则()

A.A点和B点的磁感应强度相同

B.其中b导线所受安培力大小为F

C.a、b、c、d、e五根导线在O点的磁感应强度方向垂直于ed向下

D.a、b、c、d、e五根导线在O点的磁感应强度方向垂直于ed向上

答案C

解析根据对称性可知A点和B点的磁感应强度大小相等，方向不同，关于O点对称，故A错误；根据题意可知a、c对导线b的安培力大小F，f、d对导线b的安培力大小为Ffd＝tan30°F＝eq\f(\r(3),3)F，e对导线b的安培力大小为eq\f(F,2)，根据矢量的合成可得b导线所受安培力Fb＝2Fsin30°＋2×eq\f(\r(3)F,3)sin60°＋eq\f(F,2)＝eq\f(5F,2)，故B错误；根据安培定则，a、d两根导线在O点的磁感应强度等大反向，b、e两根导线在O点的磁感应强度等大反向，a、b、c、d、e五根导线在O点的磁感应强度方向与c导线在O点的磁感应强度方向相同，垂直于ed向下，故C正确，D错误。

2．(改编自2022年全国乙卷)(多选)安装适当的软件后,利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图,在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量,每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知()。

测量序号

Bx/μT

By/μT

Bz/μT

1

0

21

-45

2

0

-20

-46

3

21

0

-45

4

-21

0

-45

A.当地的地磁场大小约为50μT

B.第1次测量时y轴正向指向南方

C.第4次测量时y轴正向指向东方

D.当地的地磁场磁感应强度方向指向北方斜向下

答案ACD

解析磁感应强度为矢量,故由表格可看出此处的磁感应强度大致为B=Bx2+