2023年高考物理二轮复习（人教版） 第1部分 专题3 第9讲　磁场.docx

第9讲　磁场
命题规律　1.命题角度：(1)安培定则，磁场的叠加，安培力的分析和计算；(2)带电粒子在磁场中的运动；(3)动态圆模型.2.常用方法：对称法、动态圆法.3.常考题型：选择题．
考点一　磁场的基本性质　安培力
1．磁场的产生与叠加
2．安培力的分析与计算
方向
左手定则
大小
直导线
F＝BILsin θ，θ＝0时F＝0，θ＝90°时F＝BIL
导线为曲线时
等效为ac直线电流
受力分析

根据力的平衡条件或牛顿运动定律列方程
例1　(2022·河北邯郸市高三期末)如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°，在M、N处各有一长直导线垂直穿过纸面，方向如图所示，且IM＝2IN(已知电流为I的长直导线在其周围激发的磁场中，距导线距离为r处的磁感应强度大小为B＝k，其中k为常数)，此时O点的磁感应强度大小为B1.若将M处长直导线移至P处，则此时O点的磁感应强度为(　　)
A．大小为B1，方向水平向右
B．大小为B1，方向水平向左
C．大小为2B1，方向与水平方向夹角为30°斜向右下
D．大小为2B1，方向与水平方向夹角为30°斜向右上
答案　A
解析　设N处导线在O点激发磁场的磁感应强度大小为B0，则M处导线在O点激发的磁场的磁感应强度大小为2B0，导线未移动时，各导线在O点激发磁场的磁感应强度如图中实线所示，可得B1＝B0，将M处导线移到P处时，在O点激发磁场的磁感应强度大小仍为2B0，如图中虚线所示，N处导线在O点激发磁场的磁感应强度不变，则此时合磁感应强度大小为B0，即B1，方向水平向右，故A正确．
例2　(2021·江苏卷·5)在光滑桌面上将长为πL的软导线两端固定，固定点的距离为2L，导线通有电流I，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为(　　)
A．BIL B．2BIL
C．πBIL D．2πBIL
答案　A
解析　从上向下看导线的图形如图所示，导线的有效长度为2L，则所受的安培力大小为F安＝2BIL，以导线整体为研究对象，F安＝2F，钉子对导线的力F＝，设导线中的张力为FT，则FT＝F＝，解得FT＝BIL，故A正确，B、C、D错误．
考点二　带电粒子在匀强磁场中的运动
1．分析带电粒子在磁场中运动的方法
基本
思路
(1)画轨迹：确定圆心，用几何方法求半径并画出轨迹
(2)找联系：轨迹半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，运动时间与周期相联系
(3)用规律：利用牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式和半径公式
基本
公式
qvB＝m
重要
结论
r＝，T＝，T＝
圆心的确定
(1)轨迹上的入射点和出射点的速度垂线的交点为圆心，如图(a)
(2)轨迹上入射点速度垂线和两点连线中垂线的交点为圆心，如图(b)
(3)沿半径方向距入射点距离等于r的点，如图(c)(当r已知或可算)
半径的确定
方法一：由物理公式求，由于Bqv＝
所以半径r＝
方法二：由几何关系求，一般由数学知识(勾股定理、三角函数等)通过计算来确定
时间的求解
方法一：由圆心角求，t＝·T
方法二：由弧长求，t＝
2．带电粒子在有界匀强磁场中运动的三个重要结论
(1)粒子从同一直线边界射入磁场和射出磁场时，入射角等于出射角(如图甲，θ1＝θ2＝θ3)．
(2)沿半径方向射入圆形磁场的粒子，出射时亦沿半径方向(如图乙，两侧关于两圆心连线对称)．
(3)粒子速度方向的偏转角等于其轨迹的对应圆心角(如图甲，α1＝α2)．
3．带电粒子在磁场中运动的多解成因
(1)磁场方向不确定形成多解；
(2)带电粒子电性不确定形成多解；
(3)速度不确定形成多解；
(4)运动的周期性形成多解．
例3　(2022·宁夏六盘山高级中学检测)如图所示，在直角坐标系xOy内，以原点O为圆心，半径为R的圆形区域内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，一负电子从P点(R,0)沿x轴负方向以速率v射入磁场后，在磁场中运动的时间为t1，一正电子从Q点(－R,0)沿着与x轴正方向成30°的方向以速率2v射入磁场后，恰好从P点飞出磁场，在磁场中运动的时间为t2，忽略两电子重力及相互作用力，则t1∶t2为(　　)
A．2∶3 B．3∶2
C．3∶1 D．1∶2
答案　B
解析　由题意知正电子偏转角为60°，可得正电子轨迹半径r2＝2R，负电子与正电子速率之比为1∶2，故负电子轨迹半径r1＝R，如图画出负电子和正电子的运动轨迹，它们做圆周运动的圆心分别为O1、O2，由图可知，负电子做圆周运动的