2025高考物理二轮复习专题三-电场和磁场-第八讲 磁场【课件】

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题型1 磁场的性质 安培力
题型2 带电粒子在匀强磁场中的运动
题型3 动态圆和收集粒子问题
【关键能力】理解磁场对运动电荷、通电导线的作用，掌握磁场的叠加、磁场对电流的作用、带电粒子在磁场中的运动等问题的解决思 路，加强带电粒子在匀强磁场中做匀
速圆周运动的作图训练，培养学生的数形结合能力，掌握解决带电粒子在磁场中运动的临界问题、多解问题的分析技巧，培养科学思维能力.
1.用准“两个定则” (1)对电流的磁场用安培定则.(2)对通电导线在磁场中所受的安培力和带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力用左手定则.
技法点拨通电导线产生的磁场叠加问题是浙江选考的热门话题.第一步利用右手螺旋定则把磁场方向画出来，第二步根据矢量叠加原理作出合成后的磁场.有时利用同向电流相互吸引的结论来解题会事半功倍，而有些问题需要联立方程求解，务必要有耐心.
3.对称性的应用(1)粒子从直线边界射入磁场，再从这一边界射出时，入射速度方向及出射速度方向两者与边界的夹角相等.(2)粒子沿径向射入圆形磁场区域时，必沿径向射出磁场区域.
带电粒子在直线边界磁场中的运动
带电粒子在圆形边界磁场中的运动
放缩圆问题
旋转圆问题
平移圆问题
聚焦圆问题
(1) 求该粒子流的速度；
(4) 若粒子束中有一半粒子能从板上的小孔通过，则小孔的宽度为多少？
1.　如图所示,两个单匝圆形线圈甲和乙相隔一定距离竖直固定在水平面上,通过甲线圈的电流大于乙线圈的电流,虚线为两线圈的中轴线,O、O1、O2、M、N都在中轴线上,O1、O2分别为甲、乙线圈的圆心,O为O1、O2连线的中点,O1为MO的中点,O2为ON的中点,下列说法正确的是(　　)A.两线圈之间存在相互排斥的作用力B.O点处的磁感应强度方向沿轴线向右C.O、M、N三点中O点处磁感应强度最大D.乙线圈在O点产生的磁感应强度大于甲线圈在O点产生的磁感应强度
[解析] 两线圈中的电流同向,由于同向电流之间相互吸引,则两线圈之间存在相互吸引的作用力,选项A错误;由安培定则可知,两线圈中电流在O点处产生的磁场方向均向左,则O点的磁感应强度方向沿轴线向左,选项B错误;由磁场叠加可知,O、M、N三点中O点处磁感应强度最大,选项C正确;由于甲线圈的电流大于乙线圈的电流,则甲线圈在O点产生的磁感应强度大于乙线圈在O点产生的磁感应强度,选项D错误.
3.　(多选) 光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场,筒上P点开有一个小孔,过P的横截面是以O为圆心的圆,如图所示.一带电粒子从P点沿PO射入,然后与筒壁发生碰撞.假设粒子在每次碰撞前、后瞬间,速度沿圆上碰撞点的切线方向的分量大小不变,沿法线方向的分量大小不变、方向相反;电荷量不变.不计重力.下列说法正确的是(　　)A.粒子的运动轨迹可能通过圆心OB.最少经2次碰撞,粒子就可能从小孔射出C.射入小孔时粒子的速度越大,在圆内运动时间越短D.每次碰撞后瞬间,粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线
[解析] 粒子入射方向为PO方向,则与筒壁发生碰撞时的速度方向一定沿圆筒横截面的半径方向向外,根据题意可知,每次碰撞后瞬间,粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线,故D正确;假设粒子运动过程过O点,则过P点的速度方向的垂线和OP连线的中垂线是平行的而不能确定粒子轨迹圆心,由对称性可知,撞击筒壁后瞬间的速度方向的垂线和碰撞点与圆心O连线的中垂线依旧平行而不能确定粒子轨迹圆心,则粒子轨迹不可能过O点,A错误;由题可知粒子在磁场中全部轨迹圆心连接成的多边形应为以筒壁为内接圆的多边形,最少应为三角形,如图所示,即撞击两次,B正确;速度越大,粒子做圆周运动的半径越大,碰撞次数可能会增多,粒子运动时间不一定变短,C错误.
甲 乙
5.　(多选)利用磁聚焦和磁控束可以改变一束平行带电粒子的宽度,人们把此原理运用到薄膜材料制备上,使芯片技术得到飞速发展.如图,宽度为r0的带正电粒子流水平向右射入半径为r0的圆形匀强磁场区域,磁感应强度大小为B0,这些带电粒子都将从磁场圆上O点进入正方形区域,正方形过O点的一边与半径为r0的磁场圆相切.在正方形区域内存在一个面积最小的匀强磁场区域,使汇聚到O点的粒子经过该磁场区域后宽度变为2r0,且粒子仍沿水平向右射出,不考虑粒子间的相互作用力及粒子的重力,下列说法正确的是(　　)