热点08 磁场　带电粒子在磁场中的运动—挑战2022年高考物理考前必突破16个必考热点

挑战2022年高考物理考前必突破16个必考热点 热点08 磁场 带电粒子在磁场中的运动 目录 【热点解读】 1 【高考真题再练】 1 【核心考点】 4 【最新热点分析】 5 热点一　磁场的性质及磁场对电流的作用 5 热点二　带电粒子在磁场中的运动 6 【考场练兵】 9 一、基础强化练 9 二、能力提升练 13 【热点解读】 1、本专题主要结合安培定则的应用和磁场的叠加、安培力的分析计算；通过模型构建,考查带电粒子在空间组合场中从电场进磁场的运动；带电粒子在空间组合场中从磁场进电场的运动；带电粒子在变化的电场、磁场中的运动；带电粒子在叠加场中的运动及多解和临界极值问题。 2、通过本专题学习可快速提升学生的审题能力，推理能力，综合分析能力，应用数学知识解决物理问题的能力模型构建能力等。 3、用到的相关知识有：电场、磁场的性质，曲线运动，圆周运动，平抛运动相关知识，功能关系等。 【高考真题再练】 1. (2019全国Ⅰ卷)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.1.5F C.0.5F D.0 【情境剖析】本题属于基础性、创新性题目，以“通电线框所受安培力大小和方向的判断”为素材创设学习探索问题情境。 【素养能力】本题考查左手定则和安培力公式，较好地考查了考生的模型建构和科学推理等素养，对考生的理解能力、模型建构能力和逻辑推理能力有一定要求。 【答案】B　 【解析】导体棒MN受到的安培力为F=BIL。根据串、并联电路的特点可知,导体棒ML与LN的电阻之和是导体棒MN电阻的2倍,导体棒MN的电流是导体棒ML与LN电流的2倍,导体棒处在同一磁场中,导体棒ML与LN的有效长度与导体棒MN相同,导体棒ML与LN受到安培力的合力为0.5F。根据左手定则,导体棒ML与LN受到安培力的合力方向与导体棒MN受到的安培力方向相同,线框LMN受到安培力的合力为1.5F,故选B。 2.(多选)(2018全国Ⅱ卷)如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0,方向也垂直于纸面向外。则(　　) A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 【情境剖析】本题属于基础性题目，以“磁感应强度的叠加”为素材创设学习探索问题情境。 【素养能力】本题考查安培定则和磁感应强度的叠加，较好地考查了考生的科学推理素养，对考生的理解能力和逻辑推理能力有一定要求。 【答案】AC　 【解析】设L1在a、b点产生的磁感应强度分别为B1a、B1b,L2在a、b点产生的磁感应强度分别为B2a、B2b,根据安培定则可知,B1a=B1b,方向均垂直纸面向里;B2a=B2b,B2a方向垂直纸面向里,B2b方向垂直纸面向外;根据题意,对a点有,B1a+B2a-B0=-;对b点有,B1b-B2b-B0=-,联立以上方程解得B1a=B1b=,B2a=B2b=,选项A、C正确。 3.(2020全国Ⅲ卷)真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示。一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为m,电荷量为e,忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,磁场的磁感应强度最小为(　　) A. B. C. D. 【情境剖析】本题属于应用性题目，以“带电粒子在环形有界匀强磁场中的运动”为素材创设学习探索问题情境。 【素养能力】本题考查带电粒子在有界匀强磁场中的运动，对考生的理解能力、分析综合能力有较高的要求，较好地考查了考生的科学推理和科学论证等素养。 【答案】C　 【解析】根据题意,电子的运动被限制在实线圆区域内的条件是轨迹圆与实线圆相切,画出临界状态电子的运动轨迹如图所示 ,根据图中几何关系可得+r=3a,解得r=a;电子在匀强磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,evB=m,解得B=,选项C正确。 4.(2021全国乙卷)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为v1,离开磁场时速度方向偏转90°;若射入磁场时