老高考统考物理二轮复习课件：专题三 第2讲　磁场及带电粒子在磁场中的运动 .ppt

考向三　带电粒子在匀强磁场中运动的临界、极值、多解问题 1．常用结论 (1)刚好能穿出磁场边界的条件是粒子轨迹与边界相切。 (2)当速度v一定时，弧长(或弦长)越长，圆心角越大，粒子在有界磁场中的运动时间越长。 (3)当速度大小v变化时，仍然是运动轨迹所对圆心角大的粒子在磁场中运动的时间长。 2．最小磁场区域面积的求解 在粒子运动过程分析(正确画出运动轨迹示意图)的基础上，借助几何关系先确定最小区域示意图，再利用几何关系求有界磁场区域的最小面积。注意对于圆形磁场区域： (1)粒子射入、射出磁场边界时的速度的垂线的交点即轨迹圆圆心； (2)所求最小圆形磁场区域的直径等于粒子运动轨迹的弦长。 3．动态圆模型 (1)从某点O向各个方向等速(异向)发射大量相同的粒子，画出某个方向粒子的轨迹圆，以O为轴“旋转”圆，从而找到临界条件，如图甲所示。 (2)从某点O向同一方向异速(同向)发射大量相同的粒子，按照半径从小到大的次序，画出不同速度粒子的轨迹圆，从而找到临界条件，如图乙所示。 (3)从不同点向同一方向等速(同向)发射大量相同的粒子，画出某个方向粒子的轨迹圆，将该圆平移，从而找到临界条件，如图丙所示。 [思路点拨]　本题用到了处理临界问题的思维方法——定圆旋转法。具体思维过程如下： 易错警示 带电粒子在匀强磁场中运动临界问题的两点注意 ………………………………………………………………………………… (1)解决带电粒子在磁场中运动的临界问题，关键在于运用动态思维，寻找临界点，确定临界状态，根据粒子的速度方向找出半径，同时由磁场边界和题设条件画好轨迹，定好圆心，建立几何关系。 (2)粒子射出或不射出磁场的临界状态是粒子运动轨迹与磁场边界相切，如例题中弧ODA恰好与磁场上边界相切。 C C 9．如图所示，直线MN右侧分布着范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。磁场中有一点P，距离O点为L，O、P连线与MN的夹角为θ。一群质量为m、电荷量为－q(q0)的粒子，从MN上的O点以大小不同的速度沿纸面向各个方向射入磁场中。忽略所有粒子的重力和粒子间相互作用，求： (1)能够通过P点的带电粒子的最小速度； (2)带电粒子从O点到达P点所用最长时间。 专题三 电场与磁场 第2讲　磁场及带电粒子在磁场中的运动 [建体系·论要点]______________________知识串联__熟记核心要点 思维导图 考情分析 考向一　磁场的性质及磁场对电流的作用 1．电流磁场的合成 对于电流在空间某点的磁场，首先应用安培定则判出各电流在该点的磁场方向(磁场方向与该点和电流连线垂直)，然后应用平行四边形定则合成。 2．电流与电流的相互作用 通常画出一个电流的磁场方向，分析另一电流在该磁场中的受力，来判断电流的受力情况。 [研考向·提能力]_____________________考向研析__掌握应试技能 3．求解导体棒运动的方法 (1)分析：正确地对导体棒进行受力分析，应特别注意通电导体棒受到的安培力的方向，安培力与导体棒和磁感应强度组成的平面垂直。 (2)作图：必要时将立体图的受力分析图转化为平面受力分析图，即画出与导体棒垂直的平面内的受力分析图。 (3)求解：根据平衡条件或牛顿第二定律或动能定理列式分析求解。 [典例1]　(多选)(2020·江西南昌二模)如图所示，三条长直导线a、b、c都通以垂直纸面的电流，其中a、b两根导线中电流方向垂直纸面向外。O点与a、b、c三条导线距离相等，且Oc⊥ab。现在O点垂直纸面放置一小段通电导线，电流方向垂直纸面向里，导线受力方向如图所示，则可 以判断(　　) A．O点处的磁感应强度的方向与F相同 B．长导线c中的电流方向垂直纸面向外 C．长导线a中电流I1小于b中电流I2 D．长导线c中电流I3小于b中电流I2 BC [解析]　由左手定则可知，O点处的磁感应强度方向与安培力F方向垂直且斜向右下方，故A错误；O点处的磁场方向可沿水平向右和竖直向下分解，长导线a和b在O点处产生的磁场方向均沿竖直方向，所以长导线c在O点处产生的磁场方向应水平向右，由右手螺旋定则可知，长导线c中的电流方向垂直纸面向外，长导线a在O点产生的磁场方向竖直向上，长导线b在O点产生的磁场方向竖直向下，所以长导线a中电流I1小于b中电流I2，由于不知道安培力的具体方向，所以无法确定长导线c中电流I3与b中电流I2的大小关系，故B、C正确，D错误。 1．(2019·高考全国卷Ⅰ)如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为 F，则线框LMN受到的安培力的大小为(　　) A．2F　　　　　　　 B