押第3题 带电粒子在磁场中的运动-备战2023年高考物理临考题号押题（云南，安徽，黑龙江，山西，吉林五省通用）

押云南，安徽，黑龙江，山西，吉林五省卷第3题 带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在磁场中的运动是历年高考的必考题，题目的设置也是以能区分不同水平层次学生为目标，是高考复习中的重点专题。处理带电粒子在磁场中的运动的问题，其本质是平面几何与物理知识的综合运用，重要的是正确建立完整的物理模型，画出准确、清晰的运动轨迹。主要考点如下： 考点 细分 带电粒子在磁场中的运动 基本公式的运用、计算 带电粒子在直线型边界磁场中的运动 带电粒子在圆形磁场中的运动 一、磁场的性质　磁场的叠加 1．磁场的叠加遵循平行四边形定则． 2．区分两个定则 安培定则(右手螺旋定则)用来判断电流产生的磁场方向；左手定则用来判断电流所受安培力的方向． 3．安培力的计算 (1)弯曲后通电导线在磁场中受力可用等效长度计算，F＝BIL等效，如图，L等效＝Lac. (2)若导线与磁场方向的夹角为θ，则安培力的大小为F＝BILsin θ. 4．洛伦兹力的两点提醒 (1)利用左手定则判断洛伦兹力的方向，特别注意负电荷受力方向的判断． (2)洛伦兹力永不做功，只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小． 5．安培力作用下的平衡与运动问题的求解思路 二、带电粒子在匀强磁场中的运动 1．基本公式：qvB＝m 重要结论：r＝，T＝＝，t＝T或t＝ 2．确定粒子运动轨迹的基本思路 若同一粒子，入射方向和速度大小确定、已知入射点和出射点、弦(或弧)确定，则粒子轨迹确定． (1)画出轨迹，确定圆心． (2)利用半径与已知边、角的关系求半径． (3)利用牛顿第二定律和圆周运动的规律求未知物理量． 3．带电粒子在有界匀强磁场中的运动 圆心的确定 半径的确定 时间的确定 基本思路 ①与速度方向垂直的直线过圆心 ②弦的垂直平分线过圆心 ③轨迹圆弧与边界切点的法线过圆心 利用平面几何知识求半径 利用轨迹对应圆心角θ或轨迹长度L求时间①t＝T；②t＝ 图例 说明 P、M点速度垂线交点 P点速度垂线与弦的垂直平分线交点 某点的速度垂线与切点法线的交点 常用解三角形法(如图)：R＝或由R2＝L2＋(R－d)2求得R＝ (1)速度的偏转角φ等于所对的圆心角θ (2)偏转角φ与弦切角α的关系： φ<180°时，φ＝2α； φ>180°时，φ＝360°－2α 4．多解问题 题目描述的条件不具体，存在多解的可能性，常见的多解原因有： (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． 三、带电粒子在磁场中运动的临界问题和磁聚焦模型 1．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)处理临界问题常用的方法——动态圆法 方法 放缩圆法 旋转圆法 平移圆法 图形 适用条件 速度方向一定，大小不同 速度大小一定，方向不同 速度大小相等、方向相同，入射点在一条直线上 作图方法 以入射点P为定点，圆心位于PP′直线上，将半径放缩作轨迹，从而探索出临界条件 将一半径为R＝的圆以入射点为圆心进行旋转，从而探索出临界条件 将圆沿着某个方向平移，从而探索出临界条件 2.磁聚焦与磁发散 磁场圆与轨迹圆半径相同时，若射入磁场的粒子速度方向平行，则粒子会聚于磁场圆圆周上的一点，如图甲；若粒子从磁场圆圆周上的同一点射入磁场，则粒子射出磁场时，速度方向平行，如图乙． 1．（2022·全国·统考高考真题）空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（平面）向里，电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（　　） A． B． C． D． 2.(多选)(2022·全国乙卷·18)安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B.如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面．某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上．根据表中测量结果可推知(　　) 测量序号 Bx/μT By/μT Bz/μT 1 0 21 －45 2 0 －20 －46 3 21 0 －45 4 －21 0 －45 A.测量地点位于南半球 B．当地的地磁场大小约为50 μT C．第2次测量时y轴正向指向南方 D．第3次测量时y轴正向指向东方 3.(2021·全国乙卷·16)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q(q>