人教解密10 磁场（解析版）-【高频考点解密】2021年高考物理二轮复习讲义+分层训练.docx

解密10 磁场
核心考点
考纲要求
磁场、磁感应强度、磁感线
通电直导线和通电线圈周围磁场的方向
安培力、安培力的方向
匀强磁场中的安培力
洛伦兹力、洛伦兹力的方向
洛伦兹力公式
带电粒子在匀强磁场中的运动
质谱仪和回旋加速器
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
考点1 带电粒子在磁场中的运动
1．带电粒子垂直磁场方向射入磁场时，粒子只受洛伦兹力时，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可知，粒子运动的半径为；粒子运动的周期为。粒子所受洛伦兹力的方向用左手定则来判断（若是负电荷，则四指指运动的反方向）。
2．“三步法”分析带电粒子在磁场中的运动问题
（1）画轨迹：也就是确定圆心，用几何方法求半径并画出轨迹。作带电粒子运动轨迹时需注意的问题：
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。
②六条线：圆弧两端点所在的轨迹半径，入射速度直线和出射速度直线，入射点与出射点的连线，圆心与两条速度直线交点的连线。前面四条边构成一个四边形，后面两条为对角线。
③三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角的两倍。
（2）找联系：
①轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，分析粒子的运动半径常用的方法有物理方法和几何方法两种。物理方法也就是应用公式确定；几何方法一般根据数学知识（直角三角形知识、三角函数等）通过计算确定。
②速度偏转角φ与回旋角（转过的圆心角）α、运动时间t相联系。如图所示，粒子的速度偏向角φ等于回旋角α，等于弦切角θ的2倍，且有φ=α=2θ=ωt=t或，（其中s为运动的圆弧长度）。
（3）用规律：应用牛顿运动定律和圆周运动的规律关系式，特别是周期公式和半径公式，列方程求解。
（2020·黑龙江香坊区·哈尔滨市第六中学校高三月考）长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示。磁感应强度为B，板间距离为l，极板不带电。现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子打在极板上，可采用的办法是(　　)
A．使粒子的速度v< B．使粒子的速度v>
C．使粒子的速度v> D．使粒子的速度<v<
【答案】D
【详解】
如图所示
带电粒子刚好打在极板右边缘时，根据几何关系有
在磁场中，由洛伦兹力提供向心力
解得
v1＝
粒子刚好打在极板左边缘时，根据几休何关系有
解得
v2＝
综合上述分析可知，粒子的速度范围为<v<
故选D。
1．（2020·湖北蔡甸区·汉阳一中高二月考）如图所示，在xOy平面的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。两个相同的带电粒子，先后从y轴上的P点（0，a）和Q点（纵坐标b未知），以相同的速度v0沿x轴正方向射入磁场，在x轴上的M点（c，0）相遇。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，由题中信息不能确定的（　　）
A．Q点的纵坐标b B．带电粒子的电荷量
C．两个带电粒子在磁场中运动的半径 D．两个带电粒子在磁场中运动的时间
【答案】B
【详解】
粒子从P、Q两点进行磁场的轨迹如图所示，由几何关系可知
解得，两个带电粒子在磁场中运动的半径为
Q点的纵坐标b
洛伦兹力提供向心力，由向心力公式可知
可以求出粒子的比荷
比荷可以求出，因为不知道粒子的质量，所以粒子的电荷量不能求出。
粒子在磁场中运动的周期
周期可以求出，由几何关系可求出两个带电粒子在磁场中运动的圆心角，故可以求出两个带电粒子在磁场中运动的时间。
由题中信息不能确定的是带电粒子的电荷量，其余都可以求出，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．如图所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则(　　)[来源:Zxxk.Com]
A．该粒子带正电
B．A点与x轴的距离为
C．粒子由O到A经历时间t＝
D．运动过程中粒子的速度不变
【答案】BC
【解析】由左手定则可判断该粒子带负电，选项A错误；根据粒子运动轨迹，A点离x轴的距离为r(1－cos θ)＝·(1－cos 60°)＝，选项B正确；t＝T＝，选项C正确；运动过程中粒子速度大小不变，方向时刻改变，选项D错误．
3．（2020·盐城市第一中学高二月考）如图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以