专题10 磁场 带电粒子在磁场中的运动（讲义）-2024年高考物理二轮复习讲练测（新教材新高考）

专题10 磁场 带电粒子在磁场中的运动 目录 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 25 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 考点一 磁场对通电导线的作用力问题 3 3 4 1. 安培力作用下导体的平衡问题 4 2. 安培力作用下导体运动情况判定的五种方法 5 5 考向一 磁场对通电导线的作用力问题 5 考点二 带电粒子在磁场中的运动 8 8 13 1. 带电粒子在磁场中的运动规律 13 2. 带电粒子在有界匀强磁场中的运动 13 3.带电粒子在有界匀强磁场中的临界及极值问题 15 4. 带电粒子在有界匀强磁场中运动的多解问题 16 5. “平移圆”模型 17 6. “旋转圆”模型 17 7. “放缩圆”模型 18 8. “磁聚焦”与“磁发散”模型 18 19 考向一 带电粒子在磁场中的圆周运动 19 考向二 带电粒子在有界磁场运动的临界与极值问题 20 考向三 带电粒子在磁场中运动的多解问题 22 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 考点要求 考题统计 磁场对通电导线的 作用力问题 考向一磁场对通电导线的作用力问题：2023•北京•高考真题(2题)、2023•江苏•高考真题(2题)、2022•湖南•高考真题、2022•天津•高考真题、2022•浙江•高考真题、2021•江苏•高考真题、2021•广东•高考真题、2022•湖北•高考真题、2021•重庆•高考真题 带电粒子在磁场中的运动 考向一 带电粒子在磁场中的圆周运动：2023•天津•高考真题、2023•福建•高考真题、2022•北京•高考真题、2021•湖北•高考真题 考向二 带电粒子在有界磁场运动的临界与极值问题：2023•浙江•高考真题、2022•辽宁•高考真题、2021•北京•高考真题、2021•全国•高考真题、2021•海南•高考真题 考向三 带电粒子在磁场中运动的多解问题：2023•全国•高考真题、2023•湖北•高考真题、2022•湖北•高考真题、2022•浙江•高考真题 考情分析 【命题规律及方法指导】 1.命题重点：本专题就是高考的热点，一是安培力结合力学的考察、二是带电粒子在磁场中运动的考察。 2.常用方法：动态放缩圆、定点旋转圆、圆平移、圆对称等几何知识、立体空间图形降维法。 3.常考题型：选择题，计算题． 【命题预测】 1.本专题属于热点、难点内容； 2.高考命题考察方向 ①磁场对通电导线的作用力问题：安培力作用下的力电综合问题。 ②带电粒子在磁场中的运动：在有界磁场中的运动及临界判断、电性或磁场方向不确定带来的多解问题。 考点一 磁场对通电导线的作用力问题 1．（2022·江苏·高考真题）如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向（　　） A．平行于纸面向上 B．平行于纸面向下 C．左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里 D．左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外 【考向】磁场对通电导线的作用力问题 【答案】C 【详解】根据安培定则，可判断出导线a左侧部分的空间磁场方向斜向右上，右侧部分的磁场方向斜向下方，根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里。 故选C。 2．（2022·湖北·高考真题）（多选）如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角θ可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为g；减速时，加速度的最大值为g，其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A．棒与导轨间的动摩擦因数为 B．棒与导轨间的动摩擦因数为 C．加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，θ=60° D．减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，θ=150° 【考向】磁场对通电导线的作用力问题 【答案】BC 【详解】设磁场方向与水平方向夹角为θ1，θ1<90°;当导体棒加速且加速度最大时，合力向右最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向右上方，磁场方向斜向右下方，此时有，令，，根据数学知识可得，则有，同理磁场方向与水平方向夹角为θ2，θ2<90°，当导体棒减速，且加速度最大时，合力向左最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向左下方，磁场方向斜向左上方，此时有，有，所以有，当加速或减速加速度分别最大时，不等式均取等于，联立可得，带入，可得α=30°，此时，加速