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第第2讲磁场对电流和运动电荷的作用讲磁场对电流和运动电荷的作用专题三电场与磁场专题三电场与磁场热点一对磁场基本性质的考查热点一对磁场基本性质的考查命题规律命题规律磁场的产生、磁感应强度的叠加、安培定则、磁场的产生、磁感应强度的叠加、安培定则、 左左手定则是磁场的基本知识，在近几年的高考中时有出现手定则是磁场的基本知识，在近几年的高考中时有出现 ，题，题型为选择题，难度不大型为选择题，难度不大1(多选多选)(2015广州模拟广州模拟)无限长通电直导线在周围某无限长通电直导线在周围某 一点产一点产生的磁场的磁感应强度生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与的大小与电流成正比，与 导线导线 到到 这这一点的距离成反比如图所示，两根相距一点的距离成反比如图所示，两根相距L的无限的无限 长直导长直导 线线分别通有电流分别通有电流I和和3I.在两导线的连线上有在两导线的连线上有a、b、c三点，三点，a点为点为两根直导线连线的中点，两根直导线连线的中点，b、c两点距导线的距离均为两点距导线的距离均为L. 下下 列列说法正确的是说法正确的是( )Aa点和点和b点的磁感应强度方向相同点的磁感应强度方向相同Ba点和点和b点的磁感应强度大小之比为点的磁感应强度大小之比为81Cc点和点和b点的磁感应强度方向相同点的磁感应强度方向相同Dc点和点和b点的磁感应强度大小之比为点的磁感应强度大小之比为51AD答案：见解析答案：见解析ABCA小球先做加速运动后做减速运动小球先做加速运动后做减速运动B小球一直做匀速直线运动小球一直做匀速直线运动C小球对桌面的压力先增大后减小小球对桌面的压力先增大后减小D小球对桌面的压力一直在增大小球对桌面的压力一直在增大解析解析由安培定则和磁场叠加原理可以判断出在由安培定则和磁场叠加原理可以判断出在MN连线上连线上的磁场方向平行桌面向里的磁场方向平行桌面向里，所以小球所受洛伦兹力的方向所以小球所受洛伦兹力的方向 垂垂直桌面向上对小球受力分析直桌面向上对小球受力分析，受重力、桌面支持力、洛受重力、桌面支持力、洛 伦伦兹力兹力3个力作用个力作用，小球在水平方向不受力小球在水平方向不受力，故从故从a点到点到b点点，小小球一直做匀速直线运动球一直做匀速直线运动，A错误错误，B正确；由于从正确；由于从a至至b合磁感合磁感应强度先减小后增大应强度先减小后增大，则小球所受洛伦兹力先减小后增大则小球所受洛伦兹力先减小后增大, ,桌桌面对小球的支持力先增大后减小面对小球的支持力先增大后减小，由作用力与反作用力由作用力与反作用力 的的 关关系知小球对桌面的压力先增大后减小系知小球对桌面的压力先增大后减小，C正确正确，D错误错误总结提升总结提升(1)磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，决定于磁场决定于磁场本身本身，与试探电流元无关与试探电流元无关，其叠加遵循平行四边形定则其叠加遵循平行四边形定则(2)判断电流产生的磁场方向或判断产生磁场的电流方向用右判断电流产生的磁场方向或判断产生磁场的电流方向用右手定则手定则(3)判断安培力、洛伦兹力的方向用左手定则判断安培力、洛伦兹力的方向用左手定则，但要注意电荷但要注意电荷的正负的正负热点二磁场对电流的作用热点二磁场对电流的作用命题规律命题规律磁场对通电导体棒的作用问题是近几年高考的磁场对通电导体棒的作用问题是近几年高考的 热热点点,分析近几年的高考题分析近几年的高考题,该考点的命题规律主要有以下两点该考点的命题规律主要有以下两点:(1)主要考查安培力的计算、安培力方向的判断、安培力作用主要考查安培力的计算、安培力方向的判断、安培力作用下的平衡和运动下的平衡和运动，题型以选择题为主题型以选择题为主，难度不大难度不大(2)与电磁与电磁感应相结合感应相结合，考查力学和电路知识的应用考查力学和电路知识的应用，综合性较强综合性较强， 以以计算题形式出现计算题形式出现1(2015郑州二模郑州二模)如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框,导线框是由两同心半圆弧导线和直导线导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd(ab、cd在同一在同一条水平直线上条水平直线上)连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导的电流，处于静止状态在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线线框平面的方向放置一根长直导线P.当当P中通以方向向外的电中通以方向向外的电流流时时()A导线框将向左摆动导线框将向左摆动B导线框将向右摆动导线框将向右摆动C从上往下看，导线框将顺时针转动从上往下看，导线框将顺时针转动D从上往下看，导线框将逆时针转动从上往下看，导线框将逆时针转动D突破点拨突破点拨(1)根据题给条件根据题给条件，导线导线ab、cd中的电流方向为中的电流方向为_(2)描述描述P中电流产生的磁场的磁感线的特点是中电流产生的磁场的磁感线的特点是_半半圆弧导线是否受磁场力？圆弧导线是否受磁场力？ab、cd所受磁场力方向分别为所受磁场力方向分别为_解析解析当直导线当直导线P中通以方向向外的电流时中通以方向向外的电流时，由安培定则可由安培定则可判断出长直导线判断出长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向产生的磁场方向为逆时针方向，磁感磁感 线线 是是以以P为圆心的同心圆为圆心的同心圆，半圆弧导线与磁感线平行不受安培力半圆弧导线与磁感线平行不受安培力, ,由左手定则可判断出直导线由左手定则可判断出直导线ab所受的安培力方向垂直纸面所受的安培力方向垂直纸面 向向外外，cd所受的安培力方向垂直纸面向里所受的安培力方向垂直纸面向里，从上往下看从上往下看，导导 线线框将逆时针转动框将逆时针转动，故故D正确正确答案：见解析答案：见解析ADACD总结提升总结提升解决磁场中导体运动问题的一般思路解决磁场中导体运动问题的一般思路(1)正确地对导体棒进行受力分析正确地对导体棒进行受力分析，应特别注意通电导体棒受应特别注意通电导体棒受到的安培力的方向到的安培力的方向，安培力与导体棒和磁感应强度组成的安培力与导体棒和磁感应强度组成的 平平面垂直面垂直(2)画出辅助图画出辅助图(如导轨、斜面等如导轨、斜面等)，并标明辅助方向并标明辅助方向(磁感应强磁感应强度度B、电流、电流I的方向的方向)(3)将立体的受力分析图转化为平面受力分析图将立体的受力分析图转化为平面受力分析图，即画出与即画出与 导导体棒垂直的平面内的受力分析图体棒垂直的平面内的受力分析图热点三带电粒子在匀强磁场中的运动热点三带电粒子在匀强磁场中的运动命题规律命题规律带电粒子在磁场中的圆周运动问题是近几年高考带电粒子在磁场中的圆周运动问题是近几年高考的重点，同时也是高考的热点，分析近几年高考试题，该考的重点，同时也是高考的热点，分析近几年高考试题，该考点的命题规律有以下两个方面：点的命题规律有以下两个方面：(1)通常与圆周运动规律、几何知识相联系通常与圆周运动规律、几何知识相联系，综合考查应用数，综合考查应用数学知识处理物理问题的能力，题型为选择题或计算题学知识处理物理问题的能力，题型为选择题或计算题(2)偶偶尔也会以选择题的形式考查磁场的性质、洛伦兹力的特点及尔也会以选择题的形式考查磁场的性质、洛伦兹力的特点及圆周运动的周期性等问题圆周运动的周期性等问题1.(2015沈阳一模沈阳一模)如图所示，圆形区域内有如图所示，圆形区域内有 垂直纸面垂直纸面 的匀的匀 强强磁场，两个质量和电荷量都相同的带电粒子磁场，两个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b，以不同，以不同 的的速率沿着速率沿着AO方向对准圆心方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图若射入磁场，其运动轨迹如图若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是()Aa粒子速率较大粒子速率较大Bb粒子速率较大粒子速率较大Cb粒子在磁场中运动时间较长粒子在磁场中运动时间较长Da、b粒子在磁场中运动时间一样长粒子在磁场中运动时间一样长B突破点拨突破点拨(1)带电粒子沿带电粒子沿AO方向射入磁场方向射入磁场，则可判断射出磁场的速度沿则可判断射出磁场的速度沿_方向方向(2)比较比较a、b两粒子的速率两粒子的速率，可根据公式可根据公式_；根据公式根据公式_可判断两粒子的运动周期相等；比较可判断两粒子的运动周期相等；比较运动时间根据运动时间根据_答案：见解析答案：见解析2.(多选多选)(2015新余一模新余一模)如图，两个初速度大小相同的同种离如图，两个初速度大小相同的同种离子子a和和b，从，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上不计重力下列说法正确的有上不计重力下列说法正确的有( )Aa、b均带正电均带正电 Ba在磁场中飞行的时间比在磁场中飞行的时间比b的短的短Ca在磁场中飞行的路程比在磁场中飞行的路程比b的短的短Da在在P上的落点与上的落点与O点的距离比点的距离比b的近的近AD3(多选多选)某空间内有高度为某空间内有高度为d、宽度足够宽、方向垂直纸面、宽度足够宽、方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为向外的匀强磁场，磁感应强度为B当在该空间内以磁场下当在该空间内以磁场下边界为边界为x轴建立如图所示的坐标系后，在轴建立如图所示的坐标系后，在x轴上的轴上的P点点(xPd)沿沿y轴正方向连续射入质量轴正方向连续射入质量m和电荷量和电荷量q数值大小均相同、且数值大小均相同、且带电性质也相同的带电粒子带电性质也相同的带电粒子(粒子重力不计粒子重力不计)，由于粒子的入，由于粒子的入射速率射速率v(v0)不同，有的粒子将在磁场中直接通过不同，有的粒子将在磁场中直接通过y轴，有的轴，有的将在穿出磁场后再通过将在穿出磁场后再通过y轴设粒子通过轴设粒子通过y轴时，离坐标原点轴时，离坐标原点的距离为的距离为h，从，从P到到y轴所需的时间为轴所需的时间为t，则，则()AD范例范例(18分分)如图所示，在直角坐标系的原点如图所示，在直角坐标系的原点O处有一放射处有一放射源，向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带源，向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子在放射源右侧有一很薄的挡板，垂直于电粒子在放射源右侧有一很薄的挡板，垂直于x轴放置轴放置,挡挡板与板与xOy平面交线的两端平面交线的两端M、N正好与原点正好与原点O构成等边三角构成等边三角形，形，O为挡板与为挡板与x轴的交点在整个空间中，有垂直于轴的交点在整个空间中，有垂直于xOy平平面向外的匀强磁场面向外的匀强磁场(图中未画出图中未画出)，带电粒子在磁场中沿顺时，带电粒子在磁场中沿顺时针方向做匀速圆周运动已知带电粒子的质量为针方向做匀速圆周运动已知带电粒子的质量为m，带电荷，带电荷量大小为量大小为q，速度大小为，速度大小为v，MN的长度为的长度为L.(不计带电粒子的不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用重力及粒子间的相互作用)(1)确定带电粒子的电性；确定带电粒子的电性；(2)要使带电粒子不打在挡板上，求磁感应强度的最小值；要使带电粒子不打在挡板上，求磁感应强度的最小值；(3)要使要使MN的右侧都有粒子打到，求磁感应强度的最大的右侧都有粒子打到，求磁感应强度的最大值值(计算过程中，要求画出各临界状态的轨迹图计算过程中，要求画出各临界状态的轨迹图)B
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