2019届高考物理二轮专题复习专题五电场与磁场第2讲磁场及带电粒子在磁场中的运动课件.ppt
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1、第2讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动,考向一 磁场的性质及磁场对电流的作用,【典例1】 (2018广西4月考前联合模拟)三根长直导线垂直于纸面放置,通以大小相同、方向如图所示的电流,且ab=ad=ac,导线c在a点的磁感应强度大小为B,则a点处的合磁感应强度大小为( ),C,规律总结,分析安培力问题的技巧 (1)熟悉两个常用的等效模型 变曲为直:图(甲)所示通电导线,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.,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铁,如 图(乙).,(2)注意两个定则、一个公式的应用 安培定则:用来判断通电导线、环形电流、通电螺线管周围的磁场分
2、布规律. 左手定则:用来判断通电导线在磁场中所受安培力的方向. 一个公式:F=BIL,注意公式中B,I,L必须两两垂直,否则需要求出互相垂直的分量. (3)安培力作用下的平衡或加速运动问题的注意点 分析安培力的方向时要牢记安培力方向既与磁感应强度方向垂直又与电流方向垂直. 将立体的受力分析图转化为平面的受力分析图,即画出垂直于导体的平面内的受力分析图.,平衡问题中有静摩擦力的情况下,要把握住静摩擦力的大小、方向随安培力的变化而变化的特点,并能从动态分析中找出静摩擦力转折的临界点(最大值、零值、方向变化点). 有些综合问题中往往通过电流I联系恒定电流的知识.,【预测练1】 (2018吉林长春第二
3、次质量监测)如图所示,质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长轻质绝缘细线水平悬挂,棒中通以由M指向N的电流,电流的大小为I,金属棒处于与其垂直的匀强磁场中,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为=30.下列判断正确的是( ) A.匀强磁场的方向一定是竖直向上 B.匀强磁场的方向一定是水平向左 C.匀强磁场的磁感应强度大小可能为 D.匀强磁场的磁感应强度大小可能为,C,解析:如图所示,金属棒受到重力、绳子的拉力和方向不能确定的安培力的作用,匀强磁场方向不确定,故A,B错误;磁场方向垂直于电流,当安培力垂直于绳子拉力时,安培力最小,则此时磁感应强度最小,mgsin = BIL,则B= ,故C正确,D错误
4、.,【预测练2】 (2018成都经开区实验中学高三月考)在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的等边三角形线框abc,磁场方向垂直于线框平面,ac两点间接一直流电源,电流方向如图所示.则( )A.导线ab受到的安培力大于导线ac受到的安培力 B.导线abc受到的安培力大于导线ac受到的安培力 C.线框受到安培力的合力为零 D.线框受到安培力的合力方向垂直于ac向下,D,解析:由于导线abc与ac长度不同,通过ac中的电流大于abc中的电流,则导线ab受到的安培力小于导线ac受到的安培力,故A错误;导线abc的有效长度等于ac的长度,等效电路如图所示,Fabc=BI2L,Fac=BI1L,又I2I
5、1,故Fabc Fac,B错误;根据左手定则可知,线框abc受到的安培力的合力F=Fabc+Fac= B(I1+I2)L=BIL,方向垂直于ac向下,故C错误,D正确.,考向二 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动,【典例2】 (2018广东茂名二模)(多选)如图所示,在xOy平面的第象限内存在垂直xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场.两个相同的带电粒子,先后从y轴上的a(0, L)点和b点(坐标未知)以相同的速度v0垂直于y轴射入磁场,在x轴上的c(L,0)点相遇,不计粒子重力及其相互作用,根据题设条件可以确定( ) A.带电粒子在磁场中运动的半径 B.带电粒子的电荷量 C.带电粒子在
6、磁场中运动的时间 D.带电粒子的质量,AC,规律总结,带电粒子在匀强磁场中运动问题的解题方法,(1)四点:入射点B、出射点C、轨迹圆心A、入射速度直线与出射速度直线的交点O. (2)五线:圆弧两端点所在的轨迹半径r,入射速度直线OB和出射速度直线OC,入射点与出射点的连线BC,轨迹圆心与两条速度直线交点的连线AO. (3)三角:速度偏转角COD、圆心角BAC、弦切角OBC,其中偏转角等于圆心角,也等于弦切角的两倍.,【预测练3】 (2018甘肃模拟)一束带电粒子以同一速度、并在同一位置进入匀强磁场,在磁场中它们的运动轨迹如图所示.粒子q1的轨迹半径为r1,粒子q2的轨迹半径为r2,且r2=2r
7、1,q1,q2分别是它们所带的电荷量,则( ),C,【预测练4】 如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场,一个电子从原点O与x轴正方向成30角以初速度v0射入第一象限,经时间t从x轴上(a,0)点射出磁场,则( )A.如果仅将电子初速度变为2v0,则一定经时间2t从点(2a,0)射出磁场 B.如果仅将电子初速度变为2v0,则仍经时间t从点(a,0)射出磁场 C.如果初速度不变,从O点射入的是正电子,则经时间2t从(0, a)点射出磁场 D.如果初速度不变,从O点射入的是正电子,则经时间t从(0,a)点射出磁场,C,考向三 带电粒子在有界匀强磁场中的临
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