专题3 第2讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动(课件PPT)-【精讲精练】2026年高考物理二轮专题辅导与训练

该高中物理高考复习课件聚焦磁场及带电粒子在磁场中的运动专题，覆盖磁场基本性质、安培力，带电粒子圆周运动，临界极值问题三大核心考点。依据高考评价体系明确考查要求，通过考点权重分析与常考题型归纳，构建系统复习框架，凸显高考备考的针对性与实用性。 课件亮点在于“命题点突破+专题集训”模式，通过带电粒子圆周运动的模型建构与临界极值问题的科学推理，强化科学思维与相互作用观念。例如解析圆心确定、半径计算等关键方法，配合专题集训提升解题技巧，助力学生高效得分，为教师提供系统复习指导。

专题三　电场与磁场 第2讲　磁场及带电粒子在磁场中的运动 第一部分　专题强化复习 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 命题点一 01 命题点二 02 命题点三 03 专题集训 04 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 2 知 识 体 系 受力 指向 强弱 方向 洛伦兹力 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 命题点一　磁场的基本性质　安培力 栏目导航 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 命题点二　带电粒子在磁场中的圆周运动 栏目导航 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 命题点三　带电粒子在磁场中运动 的临界极值问题 栏目导航 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 专题集训(九) 栏目导航 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 谢谢观看 栏目导航 第一部分　专题强化复习 1 1．磁感应强度B的叠加 空间的磁场通常是由多个磁场叠加而成的，磁感应强度是矢量，可以通过平行四边形定则进行计算或判断。具体思路如下： (1)首先确定磁场的场源，如通电导线。 (2)定位空间中需要求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点产生的磁场的大小和方向，如图中场源M、N在c点产生的磁场。 (3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场B。 2．解决磁场中导体运动问题的一般思路 (1)正确对导体棒进行受力分析，应特别注意通电导体棒受到的安培力的方向，安培力与导体棒和磁感应强度组成的平面垂直。 (2)画出辅助图(如导轨、斜面等)，并标明辅助方向(磁感应强度B、电流I的方向)。 (3)将立体的受力分析图转化为平面受力分析图，即画出与导体棒垂直的平面内的受力分析图。 　(2023·海南卷)如图所示，U形金属杆的质量为m＝1×10-3 kg，上边的长度为L＝15 cm，下端插入导电液体中，导电液体连接电源，金属杆所在空间有垂直于纸面向里、大小为B＝8×10-2 T的匀强磁场。 (1)若金属杆插入导电液体的部分深h＝2.5 cm，闭合电键后，金属杆飞起，其下端离液面的高度H＝10 cm，设杆中电流不变，求金属杆离开液面时的速度大小和金属杆中的电流大小；(g＝10 m/s2) (2)若金属杆下端刚与导电液体接触，改变电动势的大小，通电后金属杆飞起的高度H′＝5 cm，通电时间t′＝0.002 s，求通过金属杆截面的电荷量。 [解析]　(1)对金属杆：做竖直上抛运动，跳起的高度为H 由运动学关系式v2＝2gH 解得v＝＝ m/s 通电过程金属杆受到的安培力大小为FA＝BIL 由动能定理得BILh－mg(H＋h)＝0 解得I＝4.17 A。 (2)金属杆通电时间t′＝0.002 s，由动量定理有(BI′L－mg)t′＝mv′－0 由运动学公式v′2＝2gH′ 通过金属杆截面的电荷量q＝I′t′ 联立解得q＝0.085 C。 [答案]　(1) m/s　4.17 A　(2)0.085 C 1．(2025·辽宁大连模拟)电磁炮是一种新式兵器，可提高炮弹的速度和射程。如图所示是模拟电磁炮发射过程，光滑水平导轨宽度为L＝5 cm、长度为x＝80 cm，轨道左侧接有恒流源I＝100 A，两导轨之间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B＝1 T，方向竖直向上。现将质量为m＝5 g、阻值为R＝0.01 Ω的金属炮弹垂直放置在水平导轨上。某次发射测试中，金属炮弹从轨道最左侧由静止做匀加速直线运动，不计一切阻力及导轨电阻，下列说法正确的是(　　) A．电流从D流向C B．金属炮弹加速过程中安培力的平均功率为200 W C．C、D两点间电压为1 V D．该次发射消耗的电能为8 J 解析　由题可知，炮弹向右发射，则炮弹受到向右的安培力作用，根据左手定则可知，金属棒中电流从C流向D，故A错误；弹体的加速度a＝＝ m/s2＝1000 m/s2，弹体运动到轨道末端时，速度为v＝＝40 m/s，则安培力的平均功率为＝F＝BIL×＝100 W，故B错误；电磁炮的原理与电动机原理相似，虽然电流为100 A，金属炮弹的阻值为0.01 Ω，但根据能量转化守恒关系，电功率大于热功率，即UI＞I2R，所以C、D两点电压大于1 V，故C错误；电磁炮发射的时间为t＝ ＝ s＝0.04 s，该次发射消耗的电能为W＝BILx＋I2Rt＝8 J，故D正确。 答案　D 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的分析方法 　如图所示，在半径为R的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于圆平面(未画出)。一群比荷相同且为的负离子体以相同速率v0由A点在纸平面内沿不同的方向射入磁场中，圆心为O，AB是直径，发生偏转后又飞出磁场。下列说法正确的是(不计粒子所受重力) (　　) A．离子飞出磁场时的动能一定相等 B．离子在磁场中运动的半径一定不等 C．由B点飞出的离子在磁场中运动的时间最长 D．沿AB方向射入的离子飞出时的偏转角最大 [解析]　带电离子在磁场中运动洛伦兹力不做功，所以速度不变化，则射出时离子的动能Ek＝mv02，由于比荷相同，离子的质量不等，离子飞出磁场时的动能不相等，故选项A错误；离子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qvB＝m，解得r＝，因粒子的速率相同，比荷相同，故半径一定相同，故选项B错误；由圆的性质可知，轨迹圆半径一定时，当轨迹圆的弦长最大时偏向角最大，故应该使弦长为AB，故由B点飞出的粒子圆心角最大，所对应的时间最长，故选项C正确；由C选项的分析知道，时间最长的是由B点射出的，偏转角最大，此时粒子一定不会沿AB射入，故选项D错误。 [答案]　C 　在例题中，若半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，OC与OB成60°角。现只改变带电粒子的速度大小，仍从A点沿原方向射入磁场，粒子在磁场中的运动时间变为1.5Δt, 不计粒子所受重力，则粒子的速度大小变为(　　) A．v　　 B．v C．v D．v 答案　C 　在例题中，带正电的粒子从A点射入磁场，速度方向与直径AOB的夹角为60°，若半径为R的圆形区域内有垂直于纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(磁场方向未画出)，一个比荷为的带正电的粒子从A点射入磁场，从圆周上的C点射出磁场(C点未画出)，AC＝R。求粒子射入磁场时的速度及粒子在磁场中运动的时间可能值。 答案　或， 或 带电粒子在磁场中运动的多解问题的处理方法 1．认真读题，逐一确认形成多解的各种因素。 2．画出粒子运动的可能轨迹，并确定其圆心、半径的可能情况。 3．对于圆周运动的周期性形成的多解问题，要注意系列解出现的可能，要注意每种解出现的条件，并寻找相关的通项公式。 2．(多选)(2025·四川卷)如图所示，Ⅰ区有垂直于纸面向里的匀强磁场，其边界为正方形；Ⅱ区有垂直于纸面向外的匀强磁场，其外边界为圆形，内边界与Ⅰ区边界重合；正方形与圆形中心同为O点。Ⅰ区和Ⅱ区的磁感应强度大小比值为4∶1。一带正电的粒子从Ⅱ区外边界上a点沿正方形某一条边的中垂线方向进入磁场，一段时间后从a点离开。取sin 37°＝0.6。则带电粒子(　　) A．在Ⅰ区的轨迹圆心不在O点 B．在Ⅰ区和Ⅱ区的轨迹半径之比为1∶2 C．在Ⅰ区和Ⅱ区的轨迹长度之比为127∶37 D．在Ⅰ区和Ⅱ区的运动时间之比为127∶148 解析　由图可知，在Ⅰ区的轨迹圆心不在O点，故A正确；由洛伦兹力提供向心力qvB＝m，可得r＝，故在Ⅰ区和Ⅱ区的轨迹半径之比为＝＝，故B错误；设粒子在磁场Ⅱ区偏转的圆心角为α，由几何关系cos α＝＝，可得α＝37°，故粒子在Ⅰ区运动的时间为t1＝T＝×，粒子在Ⅱ区运动的时间为t2＝T ＝×，联立可得在Ⅰ区和Ⅱ区的运动时间之比为＝，故D正确；粒子在Ⅰ区和Ⅱ区的轨迹长度分别为l1＝×2πr1＝×2πr1，l2＝×2πr2＝×2πr2，故在Ⅰ区和Ⅱ区的轨迹长度之比为＝，故C错误。 答案　AD 求解临界、极值问题的“两思路” 1．以定理、定律为依据，求出所研究问题的一般规律和一般解的形式，然后再分析、讨论临界状态和特殊解。 2．画轨迹表示临界状态，找出临界条件，从而通过临界条件求出临界值。 　(2025·四川成都模拟)如图所示，位于y轴上y＝－a处有一电子源，能向其上方平面内发射速度大小均为v0、方向任意的电子。电子质量为m、电荷量为－e。已知在－a≤y＜0区域存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0＝的匀强磁场，在y≥0区域存在垂直纸面向里、磁感应强度大小满足B＝ky(k为已知正常数)的非匀强磁场(图中未画出)。 (1)某时刻电子源同时放出大量电子，为了使所有进入匀强磁场区域的电子都不能进入非匀强磁场区域，可以在x轴上适当位置放置一挡板。则挡板至少有多长？ (2)在(1)问条件下，求在挡板上能持续接收到电子的时间有多长？ (3)取走挡板，再次从电子源发射电子，其中以垂直于x轴方向进入非匀强磁场区域的电子，能深入到非匀强磁场区域的距离最大。求当该电子距x轴最远时，其进入非匀强磁场区域的轨迹线与x轴所围成区域的面积。 [解析]　(1)根据磁场方向和初速度方向可知，电子在发射后所受到的洛伦兹力向右并作为向心力Bqv＝m，R＝ 代入数据可得R＝a 由图甲可得，挡板长度L＝2a。 (2)挡板上持续收到电子的时间即为挡板第一次接收到电子与最后一次接收到的时间差，所有电子在均匀磁场中运动的周期T都一致，故运动时间与偏转角度成正比。出射点与电子源点的连线对应电子偏转轨迹的弦，偏转角大小与弦的大小成正比。由图乙可知，弦最短为a，最长为a。 所以θmax＝，θmin＝ 设持续时间为Δt，则Δt＝＝。 (3)由于F洛＝Bqv0＝kyev0，洛伦兹力方向与速度方向垂直，将速度v0沿x方向和y方向分解为vx和vy，在y方向上所受到的洛伦兹力为 F洛y，则F洛y＝Bqvx＝kyevx 在y方向上用动量定理进行分析，离x轴最远的时候vy＝0， 所以∑F洛yΔt＝mv0 即ke∑yΔx＝mv0，面积为S＝∑yΔx 解得S＝。 [答案]　(1)2a　(2)　 (3) 3．(2025·河北张家口模拟)如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限中有一半径为R的半圆弧，此半圆弧的圆心P的坐标为(0，2R)，打到半圆弧的所有带电粒子均能被半圆弧吸收。y轴右侧半圆弧以外的区域存在着垂直坐标平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一位于坐标原点O的粒子源，可以沿x轴正方向射出比荷为k、不同速度大小的某种正粒子，不计粒子重力，若射出的粒子全部被半圆弧吸收，求： (1)粒子源射出粒子速度的最小值和最大值； (2)粒子在磁场区域中运动的最短时间。 解析　(1)设粒子做圆周运动的最小半径为r1，最小速度为v1， 由题意可得r1＝ 由qv1B＝m，解得粒子源射出的粒子速度的最小值为v1＝ 设粒子做圆周运动的最大半径为r2，最大速度为v2， 由题意可得r2＝ 由qv2B＝m，解得粒子源射出的粒子速度的最大值为v2＝。 (2)粒子在磁场区域运动的时间最短时， 设其圆周运动的半径为r3，如图所示 过O点做半圆弧的切线相切于A点， 由O点到A点的粒子在磁场中运动时间最短， 由几何关系可得sin θ＝，α＝π－2θ 最短时间为t＝T，又qvB＝m，T＝ 可得T＝，联立解得t＝。 答案　(1)　　(2) $