专题09 磁场的性质 带电粒子在磁场及复合场中的运动【讲】-2022年高考物理二轮复习讲练测（新教材新高考）

第三部分 电场与磁场 专题09 磁场的性质 带电粒子在磁场及复合场中的运动【讲】 目录 一．讲高考真题-----感悟核心素养 1 【考情研判】 1 【考题分析】 1 【题后总结】 12 二．讲核心问题-----提炼主干必备知识 13 核心问题一 磁感应强度的叠加问题 13 核心问题二 磁场对通电导体的作用力问题 15 核心问题三 带电粒子在匀强磁场中的运动问题 17 核心问题四 带电粒子在组合场中的运动问题 23 核心问题五 带电粒子在叠加场中的运动问题 28 三．讲重点模型-----模型构建-----动态圆模型 31 四．讲学科态度-----磁与现代科技的应用 35 一．讲高考真题-----感悟核心素养 【考情研判】 1．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题是高考考查的重点和热点，可能以选择题单独命题，也可能结合其它知识以计算题的形式考查． 2．纵观近几年高考，涉及磁场知识点的题目每年都有，对与洛伦兹力有关的带电粒子在有界匀强磁场中的运动的考查最多，一般为匀强磁场中的临界、极值问题，其次是与安培力有关的通电导体在磁场中的加速或平衡问题． 3．新高考命题仍会将带电粒子在匀强磁场中的运动作为重点，可能与电场相结合，也可能将对安培力的考查与电磁感应相结合． 【考题分析】 【例1】（2021·全国高考真题）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与在一条直线上，与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（　　） A．B、0 B．0、2B C．2B、2B D．B、B 【试题情境】本题以通电直导线周围磁场的分布为素材创设学习探索问题情境。 【考核要求】本题考核要求属于基础性。 【必备知识】本题考查的知识点为磁场的叠加。 【关键能力】(1)理解能力：要求能根据题设情境结合安培定则画出直导线周围磁场的分布图。 (2)推理论证能力：根据直导线周围磁场的分布图求解M、N两点处的磁感应强度。 (3)模型构建能力：根据问题情境，建立磁感线的理想化模型。 【学科素养】(1)考查物理观念：①物质观，磁场；②相互作用观，安培力。 (2)科学思维：建立磁感线的理想化模型之后，根据直导线周围磁场的分布的特点分析求解磁场的叠加。 【例2】（2021·全国高考真题）如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为的带电粒子从圆周上的M点沿直径方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转；若射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转，不计重力，则为（　　） A． B． C． D． 【试题情境】本题以带电粒子在圆形磁场中的运动为素材创设学习探索问题情境。 【考核要求】本题考核要求属于基础性。 【必备知识】本题考查的知识点为洛伦兹力、几何知识。 【关键能力】(1)理解能力：要求能根据题设情境结合圆形磁场径向对称的特点准确分析带电粒子的受力及运动情况。 (2)推理论证能力：根据左右定则、圆形磁场径向对称的特点、洛伦兹力提供向心力、几何知识等综合推理分析。 (3)模型构建能力：根据问题情境构建匀速圆周运动模型模型。 【学科素养】(1)考查物理观念：①物质观，带电粒子、磁场；②相互作用观，洛伦兹力。 (2)科学思维：能利用运动和相互作用的观念对带电粒子的运动进行分析，根据牛顿第二定律和几何知识推导带电粒子在运动过程中的速度表达式。 【例3】（2021·河北高考真题）如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与P、Q相连，质量为m、电阻为R的金属棒垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（　　） A．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上， B．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下， C．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上， D．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下， 【试题情境】本题以磁流体发动机为背景创设科技探索问题情境。 【考核要求】本题考核要求属于基础性、应用性。 【必备知识】本题考查的知识点为安培力公式、电磁平衡。 【关键能力】(1)理解能力：要求能根据题设情境准确对等离子体进行受力分析和运动分析。 (2)推理论证能力：能正确根据题意建立带电粒子在复合场中的匀速直线运动模型并应用其规律推理分析。 (3)模型构建能力：根据问题情境，电磁平衡模型。 【学科素养】(1)考查物理观念：①物质观，磁场、等离子体；②相互作