第1部分 专题3 第2讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动-2023老教材老高考物理【导学教程】大二轮专题辅导与训练

高考专题辅导与训练 第2讲 命题点二 [命题热点突破] [例1][解析](1)粒子速度一定的情况下，磁场强度 命题点一 越小，轨迹半径越大，当运动轨迹恰好与x轴相切时，恰 [题组训练] 好能进入I区域，粒子不能进入【区时，粒子运动半径： 1.BC如图所示，地球可视地磁南极 r0>3L,粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心 为一个磁偶极，磁南极大 致指向地理北极附近，磁 力，由牛顿第二定律得gBv0=m ro 北极大致指向地理南极附 近。通过这两个磁极的假 已知m=础解释B< Bo 想直线（磁轴）与地球的自 (2)粒子在区域I中的运动 Q01 转轴大约成11.3度的倾 斜。由表中之轴数据可看 半径为r= mvo L qB2 x02 P, 出义轴的磁场竖直向下， 若粒子在区域Ⅱ中的运动半 关 则测量地点应位于北半 地磁北极 径R较小，则粒子会从AC 球，A错误；磁感应强度为 X 矢量，故由表格可看出此处的磁感应强度大致为B= 边射出磁场，恰好不从AC 边射出时满足∠O2O1Q=20 √B+B.Z=√B,+B.,计算得B≈50T,B正确；由 选项A可知测量地在北半球，而北半球地磁场指向北 如图所示sin20=2sin0cos0= 25 方斜向下，则第2次测量，测量B<0,故y轴指向南 又sin20=R-r r 方，第3次测量Bx>0,故x轴指向北方而y轴则指向 西方，C正确、D错误。故选BC。 49.-49 2.A根据右手螺旋定则可知沿y轴正方向的电流在a 解得R=2=48 点激发的磁场沿之轴负方向，大小为B=k子，沿之轴 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛 正方向的电流在a点激发的磁场与Oa的连线垂直，大 顿第二定律得gUoB=m尺 小为B=②k,所以a点的磁感应强度大小为B。= 解得B=24B 9 √B+B2=3k,同理可得c点的磁感应强度大小 Bo [答案](1)B< (2)24B 为-吗行所以0和：两点的破高应强度大小之 49 [题组训练] 比为会-9BCD经A正 4.D粒子运动轨迹如图所示，粒子在上方磁场做圆周运 动的周期T1= 3.解析(1)由题意当线圈中通入微小电流I时，线圈中 2”,在下方磁场微圆周运动的周期 gB1 的安培力为F=NBIl T2=2m,由于B2=2B1,则T1=2T2,结合几何关系得 根据胡克定律有F=NBIl=k|△x 4B2 Ax|=NBI O OP U1= ,则有=7：1，故选D。 k T,v= 设此时细杆转过的弧度为日，则可知反射光线转过的孤 (+ 度为20，又因为d>△x,r>d 5.A由题意知当质子射出后先在MN左侧运动，刚射出 则sin0≈0，sin20≈20 时根据左手定则可知在MN受到y轴正方向的洛伦兹 所以有△x=d·0 力，即在MN左侧会向y轴正方向偏移，做匀速圆周运 s=r·20 动，y轴坐标增大；在MN右侧根据左手定则可知洛伦 联立可得=号4=2N 2r. 兹力反向，质子在y轴正方向上做减速运动，故A正 dk 确，B错误；根据左手定则可知质子在整个运动过程中 (2)因为测量前未调零，设没有通电流时偏移的孤长为 ',当初始时反射光点在O点上方，通电流'后根据前 都只受到平行于xOy平面的洛伦兹力作用，在之轴方 面的结论可知有s1=2NBI:+ 向上没有运动，之轴坐标不变，故C、D错误。故选A。 dk 6.CD带电离子在圆形磁场中运动时存 2NBI'lr-s 在着这样的规律，如果离子的轨迹半径 当电流反向后有52 dk 与圆形磁场的半径相等，则离子从同一 联立可得= dk(s1+s2) 点以相同的速率、不同的方向射入圆形 4NBIr 磁场，则离子会平行于某一方向射出磁 同理可得初始时反射光点在O点下方结果也相同，故待 场。根据几何关系可知，离子在磁场中 测电流的大小为=k(1十2) 做圆周运动的半径为L,故A错误；离 ANBIr 答案(1)NBL2NBIL k (2)k(+2) 子的速率一定，轨迹最长的离子运动的 dk ANBIr 251 参考答案 时同长，则成长时同为了，时m=了-票故B储 误；磁场区域的最小面积为图中阴影部分的面积，则有 S=2(子2-)=2L2,故C正确：离子入射 2 速度方向与ab边夹角为60°时，设出射点据b,点x,则 c0s60-,解得x=L,离子入射速度方向与a山 大 边夹角为60°时，将从bc边中点射出，故D正确。 图1 图2 命题点三 (2)如图3带电粒子速度最大且轨迹弦最短时，运动时 [例2][解析](1)小球在电磁场中做匀速圆周运动，则 间最短，最短弦长为2R,对应的轨迹圆的最小圆心角为 电场力与重力平衡，可得，Eq=ng,R两端的电压U2= Eo Ed,根据欧姆定律得，U2=R1十R2 ·R2,联立解得 Eo=mgd(