第13课时 磁场-（配套课件）2022新高考物理【步步高】大二轮专题复习与增分策略（津鲁琼辽鄂）

专题三　电场与磁场 第13课时　磁场 命题规律 1.命题角度：(1)安培定则，磁场的叠加，安培力的分析和计算； (2)带电粒子在磁场中的运动； (3)动态圆模型. 2.常考题型：选择题. 内容索引 NEIRONGSUOYIN 高考题型1　磁场的基本性质　安培力 高考题型2　带电粒子在匀强磁场中的运动 专题强化练 高考预测 高考题型3　动态圆模型 3 1.磁场的产生与叠加 高考题型1 磁场的基本性质　安培力 方向 左手定则 大小 直导线 F＝BILsin θ θ＝0时F＝0，θ＝90°时F＝BIL 导线为曲线时   等效为ac直线电流 2.安培力的分析与计算 受力分析     根据力的平衡条件或牛顿运动定律列方程 二级结论 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥 例1　(2017·全国卷Ⅲ·18)如图1，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为 √ 考向一　安培定则　磁场叠加 图1 例2　(2019·全国卷Ⅰ·17)如图2，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 考向二　等效长度 图2 √ 解析　设三角形边长为l，通过导体棒MN的电流大小为I， 所以线框LMN受到的安培力大小为F＋F1＝1.5F，选项B正确. 例3　(2021·重庆市1月适应性测试·4)如图3所示，两根相同的竖直悬挂的弹簧上端固定，下端连接一质量为40 g的金属导体棒，部分导体棒处于边界宽度为d＝10 cm的有界匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里.导体棒通入4 A的电流后静止时，弹簧伸长量是未通电时的1.5倍.若弹簧始终处于弹性限度内，导体棒一直保持水平，则磁感应 强度B的大小为(取重力加速度g＝10 m/s2) A.0.25 T B.0.5 T C.0.75 T D.0.83 T 考向三　安培力作用下的平衡 图3 √ 基本思路 (1)画轨迹：确定圆心，用几何方法求半径并画出轨迹. (2)找联系：轨迹半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，运动时间与周期相联系. (3)用规律：利用牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式和半径公式. 基本公式 分析带电粒子在磁场中运动的方法 高考题型2 带电粒子在匀强磁场中的运动 重要结论 圆心的 确定 (1)轨迹上的入射点和出射点的速度垂线的交点为圆心，如图(a)； (2)轨迹上入射点速度垂线和两点连线中垂线的交点为圆心，如图(b)； (3)沿半径方向距入射点距离等于r的点，如图(c)(当r已知或可算)   半径的确定 方法一：由物理公式求.由于 方法二：由几何关系求.一般由数学知识(勾股定理、三角函数等)通过计算来确定. 时间的求解 轨迹圆的几个基本特点 (1)粒子从同一直线边界射入磁场和射出磁场时，入射角等于出射角. (如图甲，θ1＝θ2＝θ3) (2)粒子速度方向的偏转角等于其轨迹的对应圆心角.(如图甲，α1＝α2) (3)沿半径方向射入圆形磁场的粒子，出射时亦沿半径方向，如图乙. (两侧关于两圆心连线对称)   临界 问题 (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方向，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. 多解 成因 (1)磁场方向不确定形成多解； (2)带电粒子电性不确定形成多解； (3)速度不确定形成多解； (4)运动的周期性形成多解. 例4　(多选)(2019·海南卷·9)如图4，虚线MN的右侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两电荷量相同的粒子P、Q从磁场边界的M点先后射入磁场，在纸面内运动.射入磁场时，P的速度vP垂直于磁场边界，Q的速度vQ与磁场边界的夹角为45°，已知两粒子均从N点射出磁场，且在磁场中运动的时间相同，则 A.P和Q的质量之比为1∶2 B.P和Q的质量之比为 ∶1 C.P和Q速度大小之比为 ∶1 D.P和Q速度大小之比为2∶1 考向一　直线边界磁场 √ 图4 √ 例5　(2021·全国乙卷·16)如图5，圆形区域内有垂直