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第2講 磁場對電流和運(yùn)動電荷的作用,專題三 電場與磁場,,熱點(diǎn)一 對磁場基本性質(zhì)的考查 命題規(guī)律 磁場的產(chǎn)生、磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加、安培定則、 左手定則是磁場的基本知識，在近幾年的高考中時有出現(xiàn) ，題型為選擇題，難度不大．,1．(多選)(2015廣州模擬)無限長通電直導(dǎo)線在周圍某 一點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與電流成正比，與 導(dǎo)線 到 這一點(diǎn)的距離成反比．如圖所示，兩根相距L的無限 長直導(dǎo) 線分別通有電流I和3I.在兩導(dǎo)線的連線上有a、b、c三點(diǎn)，a點(diǎn)為兩根直導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，b、c兩點(diǎn)距導(dǎo)線的距離均為L. 下 列說法正確的是( ) A．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同 B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為8∶1 C．c點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同 D．c點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為5∶1,AD,答案：見解析,A,BC,A．小球先做加速運(yùn)動后做減速運(yùn)動 B．小球一直做勻速直線運(yùn)動 C．小球?qū)ψ烂娴膲毫ο仍龃蠛鬁p小 D．小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃?[解析] 由安培定則和磁場疊加原理可以判斷出在MN連線上的磁場方向平行桌面向里，所以小球所受洛倫茲力的方向 垂直桌面向上．對小球受力分析，受重力、桌面支持力、洛 倫茲力3個力作用，小球在水平方向不受力，故從a點(diǎn)到b點(diǎn)，小球一直做勻速直線運(yùn)動，A錯誤，B正確；由于從a至b合磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小后增大，則小球所受洛倫茲力先減小后增大,桌面對小球的支持力先增大后減小，由作用力與反作用力 的 關(guān)系知小球?qū)ψ烂娴膲毫ο仍龃蠛鬁p小，C正確，D錯誤．,[總結(jié)提升] (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，決定于磁場本身，與試探電流元無關(guān)，其疊加遵循平行四邊形定則． (2)判斷電流產(chǎn)生的磁場方向或判斷產(chǎn)生磁場的電流方向用右手定則． (3)判斷安培力、洛倫茲力的方向用左手定則，但要注意電荷的正負(fù)．,熱點(diǎn)二 磁場對電流的作用 命題規(guī)律 磁場對通電導(dǎo)體棒的作用問題是近幾年高考的 熱點(diǎn),分析近幾年的高考題,該考點(diǎn)的命題規(guī)律主要有以下兩點(diǎn): (1)主要考查安培力的計算、安培力方向的判斷、安培力作用下的平衡和運(yùn)動，題型以選擇題為主，難度不大．(2)與電磁感應(yīng)相結(jié)合，考查力學(xué)和電路知識的應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)， 以計算題形式出現(xiàn)．,1．(2015鄭州二模)如圖所示，用絕緣細(xì)線懸掛一個導(dǎo)線框,導(dǎo)線框是由兩同心半圓弧導(dǎo)線和直導(dǎo)線ab、cd(ab、cd在同一條水平直線上)連接而成的閉合回路，導(dǎo)線框中通有圖示方向的電流，處于靜止?fàn)顟B(tài)．在半圓弧導(dǎo)線的圓心處沿垂直于導(dǎo)線框平面的方向放置一根長直導(dǎo)線P.當(dāng)P中通以方向向外的電 流時( ) A．導(dǎo)線框?qū)⑾蜃髷[動 B．導(dǎo)線框?qū)⑾蛴覕[動 C．從上往下看，導(dǎo)線框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動 D．從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動,D,[突破點(diǎn)撥] (1)根據(jù)題給條件，導(dǎo)線ab、cd中的電流方向?yàn)開_______． (2)描述P中電流產(chǎn)生的磁場的磁感線的特點(diǎn)是________．半圓弧導(dǎo)線是否受磁場力？ab、cd所受磁場力方向分別為____________． [解析] 當(dāng)直導(dǎo)線P中通以方向向外的電流時，由安培定則可判斷出長直導(dǎo)線P產(chǎn)生的磁場方向?yàn)槟鏁r針方向，磁感 線 是以P為圓心的同心圓，半圓弧導(dǎo)線與磁感線平行不受安培力,由左手定則可判斷出直導(dǎo)線ab所受的安培力方向垂直紙面 向外，cd所受的安培力方向垂直紙面向里，從上往下看，導(dǎo) 線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動，故D正確．,答案：見解析,AD,ACD,[總結(jié)提升] 解決磁場中導(dǎo)體運(yùn)動問題的一般思路 (1)正確地對導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，應(yīng)特別注意通電導(dǎo)體棒受到的安培力的方向，安培力與導(dǎo)體棒和磁感應(yīng)強(qiáng)度組成的 平面垂直． (2)畫出輔助圖(如導(dǎo)軌、斜面等)，并標(biāo)明輔助方向(磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I的方向)． (3)將立體的受力分析圖轉(zhuǎn)化為平面受力分析圖，即畫出與 導(dǎo)體棒垂直的平面內(nèi)的受力分析圖．,熱點(diǎn)三 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動 命題規(guī)律 帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動問題是近幾年高考的重點(diǎn)，同時也是高考的熱點(diǎn)，分析近幾年高考試題，該考點(diǎn)的命題規(guī)律有以下兩個方面： (1)通常與圓周運(yùn)動規(guī)律、幾何知識相聯(lián)系，綜合考查應(yīng)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力，題型為選擇題或計算題．(2)偶爾也會以選擇題的形式考查磁場的性質(zhì)、洛倫茲力的特點(diǎn)及圓周運(yùn)動的周期性等問題．,1.(2015沈陽一模)如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有 垂直紙面 的勻 強(qiáng) 磁場，兩個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b，以不同 的 速率沿著AO方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場，其運(yùn)動軌跡如圖．若 帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是( ) A．a(chǎn)粒子速率較大 B．b粒子速率較大 C．b粒子在磁場中運(yùn)動時間較長 D．a(chǎn)、b粒子在磁場中運(yùn)動時間一樣長,B,[突破點(diǎn)撥] (1)帶電粒子沿AO方向射入磁場，則可判斷射出磁場的速度沿____________方向． (2)比較a、b兩粒子的速率，可根據(jù)公式 ________________________________； 根據(jù)公式____________可判斷兩粒子的運(yùn)動周期相等；比較運(yùn)動時間根據(jù)____________．,答案：見解析,2.(多選)(2015新余一模)如圖，兩個初速度大小相同的同種離子a和b，從O點(diǎn)沿垂直磁場方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后打到屏P上．不計重力．下列說法正確的有( ) A．a(chǎn)、b均帶正電 B．a(chǎn)在磁場中飛行的時間比b的短 C．a(chǎn)在磁場中飛行的路程比b的短 D．a(chǎn)在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離比b的近,AD,3．(多選)某空間內(nèi)有高度為d、寬度足夠?qū)?、方向垂直紙?向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．當(dāng)在該空間內(nèi)以磁場下 邊界為x軸建立如圖所示的坐標(biāo)系后，在x軸上的P點(diǎn)(xP＝d) 沿y軸正方向連續(xù)射入質(zhì)量m和電荷量q數(shù)值大小均相同、且?guī)щ娦再|(zhì)也相同的帶電粒子(粒子重力不計)，由于粒子的入 射速率v(v0)不同，有的粒子將在磁場中直接通過y軸，有的 將在穿出磁場后再通過y軸．設(shè)粒子通過y軸時，離坐標(biāo)原點(diǎn) 的距離為h，從P到y(tǒng)軸所需的時間為t，則( ),AD,[范例] (18分)如圖所示，在直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O處有一放射 源，向四周均勻發(fā)射速度大小相等、方向都平行于紙面的帶 電粒子．在放射源右側(cè)有一很薄的擋板，垂直于x軸放置,擋 板與xOy平面交線的兩端M、N正好與原點(diǎn)O構(gòu)成等邊三角 形，O′為擋板與x軸的交點(diǎn)．在整個空間中，有垂直于xOy平 面向外的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出)，帶電粒子在磁場中沿順時 針方向做勻速圓周運(yùn)動．已知帶電粒子的質(zhì)量為m，帶電荷 量大小為q，速度大小為v，MN的長度為L.(不計帶電粒子的 重力及粒子間的相互作用),(1)確定帶電粒子的電性； (2)要使帶電粒子不打在擋板上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值； (3)要使MN的右側(cè)都有粒子打到，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值．(計算過程中，要求畫出各臨界狀態(tài)的軌跡圖),B,