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2022-2023年高考物理二轮复习 磁场中常考的3个问题课件(重点难点易错点核心热点经典考点)
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这是一份2022-2023年高考物理二轮复习 磁场中常考的3个问题课件(重点难点易错点核心热点经典考点)，共41页。PPT课件主要包含了磁感线，BIL，qvB，图7－1，答案A，图7－2，答案C，图7－3，答案B，图7－4等内容，欢迎下载使用。
主要题型：选择题或计算题难度档次：低档难度：考查安培力的大小和方向的判断及矢量性的理解(选择题)．中档难度：考查洛伦兹力及带电粒子在匀强磁场中的单过程运动．(选择题)高档难度：压轴计算题——考查带电粒子在有界磁场中运动的临界问题或多过程且综合性较强的问题．
高考热点●洛伦兹力方向：左手定则●洛伦兹力大小：F＝qvB●特点：洛伦兹力不做功)) （1）磁场（地磁场）、安培定则、左手定则及安培力,（2）洛伦兹力和带电粒子在磁场中的运动（3）带电粒子在匀强磁场中的运动
1．磁感线在这些曲线上，每一点小磁针 受力方向为该点的 方向，其疏密反映了磁场的 ．在磁体外部，磁感线由 到 ；在磁体内部，磁感线从 到 ，磁感线是一组 曲线，在空间中互不相交．
2．磁感应强度是描述磁场的 和方向的物理量，用B表示，是矢量．3．安培定则：用 握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是 的环绕方向．
4．安培力和洛伦兹力的比较
【例1】 如图7－1所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是 ( )．A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小
借题发挥1．通电导体在磁场中受到的安培力(1)方向：根据左手定则判断(2)大小：由公式F＝BILsin θ计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度．2．求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路(1)选定研究对象；(2)变三维为二维：画出平面受力分析图，其中安培力的方向切忌跟着感觉走，要用左手定则来判断，注意F安⊥B、F安⊥I；
(3)列方程：根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程式进行求解．
带电量与质量都相同的两个粒子，以不同速率垂直于磁感线方向射入同一匀强磁场中，两粒子运动的轨迹如图7－4所示，关于两个粒子的运动速率v、在磁场中的运动时间t及圆周运动周期T、角速度ω的表达正确的是 ( )． A．v1>v2 B．t1＝t2 C．T1>T2 D．ω1＝ω2
以题说法1．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法
2．带电粒子在有界磁场中的常用几何关系(1)四个点：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点．(2)三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角的2倍．
【例3】 如图7－5所示，圆心为原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域，即圆内区域Ⅰ和圆外区域Ⅱ.区域Ⅰ内有方向垂直于xOy平面的匀强磁场B1.平行于x轴的荧光屏垂直于xOy平面，放置在坐标y＝－2.2R的位置．一束质量为m、电荷量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为(－R，0)的A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ，当区域Ⅱ内无磁场时，粒子全部垂直打在荧光屏上坐标为(0，－2.2R)的M点，
且此时，若将荧光屏沿y轴负方向平移，粒子打在荧光屏上的位置不变．若在区域Ⅱ内加上方向垂直于xOy平面的匀强磁场B2，上述粒子仍从A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ，则粒子全部打在荧光屏上坐标为(0.4R，－2.2R)的N点．求：(1)打在M点和N点的粒子运动速度v1、v2的大小．(2)在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小和方向．(不计粒子的重力)
在直径为d的圆形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直于圆面指向纸外．一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，从磁场区域的一条直径AC上的A点沿纸面射入磁场，其速度方向与AC成α＝15°角，如图7－6所示．若此粒子在磁场区域运动过程中，速度的方向一共改变了90°.重力可忽略不计，求：(1)该粒子在磁场区域内运动所用的时间t.(2)该粒子射入时的速度大小v.
得分技巧1．不同边界的匀强磁场中带电粒子的运动轨迹、圆心、半径 (1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图7－7所示)
(2)平行边界(存在临界条件，如图7－8所示)
2．圆形或环状磁场区域的规律要点(1)圆形磁场区域规律要点：①相交于圆心：带电粒子沿指向圆心的方向进入磁场，则出磁场时速度矢量的反向延长线一定过圆心，即两速度矢量相交于圆心，如图7－9甲所示．②直径最小：带电粒子从直径的一个端点射入磁场，则从该直径的另一端点射出时，磁场区域面积最小，如图乙所示．
(2)环状磁场区域规律要点：①带电粒子沿(逆)着半径的方向射入磁场，若能返回同一边界，则一定逆(沿)着半径的方向射出磁场．②最值相切：当带电粒子的运动轨迹与圆相切时，粒子有最大速度vm或磁场有最小磁感应强度B，如图丙所示．
——带电粒子在有界磁场中运动的临界问题误区警示(1)不能熟练地利用几何关系分析带电粒子在磁场中的运动轨迹(2)不能正确地找出带电粒子在磁场中运动的临界状态
记一记 体会并熟记下列三个结论：(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切．(2)当速率v一定时，弧长越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长．(3)当速率v变化时，圆心角大的，运动时间长，解题时一般要根据受力情况和运动情况画出运动轨迹的草图，找出圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等．
主要题型：选择题或计算题难度档次：低档难度：考查安培力的大小和方向的判断及矢量性的理解(选择题)．中档难度：考查洛伦兹力及带电粒子在匀强磁场中的单过程运动．(选择题)高档难度：压轴计算题——考查带电粒子在有界磁场中运动的临界问题或多过程且综合性较强的问题．
高考热点●洛伦兹力方向：左手定则●洛伦兹力大小：F＝qvB●特点：洛伦兹力不做功)) （1）磁场（地磁场）、安培定则、左手定则及安培力,（2）洛伦兹力和带电粒子在磁场中的运动（3）带电粒子在匀强磁场中的运动
1．磁感线在这些曲线上，每一点小磁针 受力方向为该点的 方向，其疏密反映了磁场的 ．在磁体外部，磁感线由 到 ；在磁体内部，磁感线从 到 ，磁感线是一组 曲线，在空间中互不相交．
2．磁感应强度是描述磁场的 和方向的物理量，用B表示，是矢量．3．安培定则：用 握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是 的环绕方向．
4．安培力和洛伦兹力的比较
【例1】 如图7－1所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是 ( )．A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小
借题发挥1．通电导体在磁场中受到的安培力(1)方向：根据左手定则判断(2)大小：由公式F＝BILsin θ计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度．2．求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路(1)选定研究对象；(2)变三维为二维：画出平面受力分析图，其中安培力的方向切忌跟着感觉走，要用左手定则来判断，注意F安⊥B、F安⊥I；
(3)列方程：根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程式进行求解．
带电量与质量都相同的两个粒子，以不同速率垂直于磁感线方向射入同一匀强磁场中，两粒子运动的轨迹如图7－4所示，关于两个粒子的运动速率v、在磁场中的运动时间t及圆周运动周期T、角速度ω的表达正确的是 ( )． A．v1>v2 B．t1＝t2 C．T1>T2 D．ω1＝ω2
以题说法1．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法
2．带电粒子在有界磁场中的常用几何关系(1)四个点：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点．(2)三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角的2倍．
【例3】 如图7－5所示，圆心为原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域，即圆内区域Ⅰ和圆外区域Ⅱ.区域Ⅰ内有方向垂直于xOy平面的匀强磁场B1.平行于x轴的荧光屏垂直于xOy平面，放置在坐标y＝－2.2R的位置．一束质量为m、电荷量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为(－R，0)的A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ，当区域Ⅱ内无磁场时，粒子全部垂直打在荧光屏上坐标为(0，－2.2R)的M点，
且此时，若将荧光屏沿y轴负方向平移，粒子打在荧光屏上的位置不变．若在区域Ⅱ内加上方向垂直于xOy平面的匀强磁场B2，上述粒子仍从A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ，则粒子全部打在荧光屏上坐标为(0.4R，－2.2R)的N点．求：(1)打在M点和N点的粒子运动速度v1、v2的大小．(2)在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小和方向．(不计粒子的重力)
在直径为d的圆形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直于圆面指向纸外．一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，从磁场区域的一条直径AC上的A点沿纸面射入磁场，其速度方向与AC成α＝15°角，如图7－6所示．若此粒子在磁场区域运动过程中，速度的方向一共改变了90°.重力可忽略不计，求：(1)该粒子在磁场区域内运动所用的时间t.(2)该粒子射入时的速度大小v.
得分技巧1．不同边界的匀强磁场中带电粒子的运动轨迹、圆心、半径 (1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图7－7所示)
(2)平行边界(存在临界条件，如图7－8所示)
2．圆形或环状磁场区域的规律要点(1)圆形磁场区域规律要点：①相交于圆心：带电粒子沿指向圆心的方向进入磁场，则出磁场时速度矢量的反向延长线一定过圆心，即两速度矢量相交于圆心，如图7－9甲所示．②直径最小：带电粒子从直径的一个端点射入磁场，则从该直径的另一端点射出时，磁场区域面积最小，如图乙所示．
(2)环状磁场区域规律要点：①带电粒子沿(逆)着半径的方向射入磁场，若能返回同一边界，则一定逆(沿)着半径的方向射出磁场．②最值相切：当带电粒子的运动轨迹与圆相切时，粒子有最大速度vm或磁场有最小磁感应强度B，如图丙所示．
——带电粒子在有界磁场中运动的临界问题误区警示(1)不能熟练地利用几何关系分析带电粒子在磁场中的运动轨迹(2)不能正确地找出带电粒子在磁场中运动的临界状态
记一记 体会并熟记下列三个结论：(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切．(2)当速率v一定时，弧长越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长．(3)当速率v变化时，圆心角大的，运动时间长，解题时一般要根据受力情况和运动情况画出运动轨迹的草图，找出圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等．
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