(通用版)高三物理二轮复习第一部分专题三电与磁第二讲磁场的基本性质课件

2．三点提醒
(1)洛伦兹力永不做功，只改变粒子速度方向，不改变粒子
速度的大小。如诊断卷第 1 题， (2016·肇庆质检)如图所示，通电竖直长直导线的电流 方向向上，初速度为 v0 的电子平行于直导线竖直向 上射出，不考虑电子的重力，则电子将( ) A．向右偏转，速率不变，r 变大 B．向左偏转，速率改变，r 变大 C．向左偏转，速率不变，r 变小 D．向右偏转，速率改变，r 变小 由电子的速率不变可知，B、D均错误。
B．tc＞tb＞ta
C．rc＞rb＞ra
D．rb＞ra＞rc
只要粒子的出射点仍在入射点所在的边上，粒子圆周运动的圆
心角都相等，由 t＝2θπ·T 可知，粒子的运动时间相同。
1．(多选)(2016·宜昌一模)如图以实线为理想 边界，上方是垂直纸面的匀强磁场。质 量和带电量大小都相等的带电粒子M和 N，以不同的速率经小孔S垂直边界和磁场进入匀强磁场， 运动的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述错误的是( ) A．M带负电，N带正电 B．M的速率小于N的速率 C．洛伦兹力对M、N都做正功 D．M在磁场中的运动时间大于N在磁场中的运动时间
区域。如诊断卷第2题，
(2016·福建省高考适应性检测)空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区
域的横截面的半径为 R，磁场方向垂直于横截面。一质量为 m、电
荷量为 q(q＞0)的粒子以速率 v0 沿横截面的某直径射入磁场，离开
磁场时速度方向偏离入射方向 60°。不计重力，该磁场的磁感应强
度大小为
()
A.
3mv0 3qR
算起到第一次通过图中虚线 MN 所经历的时间，则( )
A．T1＝T2<T3 C．a1＝a2>a3
B.mqRv0
C.
3mv0 qR
D.3mqRv0
粒子沿半径方向射入圆形磁场，必定沿半径方向射出圆形磁场，
且粒子运动过程中方向偏转角等于其圆周运动圆弧的圆心角。
(3)同一粒子在磁场中的运动轨迹不同，运动半径不同，
但运动时间可以相同。如诊断卷第3题， (多选)(2016·南平检测)在一个边界为等边三
பைடு நூலகம்
角形的区域内，存在方向垂直于纸面向里的
，与粒子运动的速度无关，所以M的运行时间
等于N的运行时间，故D错误。 答案：BCD
2．(多选)(2016·天水高三模拟)如图所示，一重 力不计的带电粒子以一定的速率从a点对准圆 心，射入一圆形匀强磁场，恰好从b点射出。 若增大粒子射入磁场的速率，下列判断正确 的是 A．该粒子带负电 B．粒子能从c点射出 C．粒子将从ab间射出 D．在磁场中运动的时间变短
子以相同速率与 x 轴正方向成 α＝30°角射入 x 轴上方时，发现它
从 ab 的中点 c 射出磁场，则该粒子的质量应为(不计所有粒子的重
力作用)
()
A．m1＋m2 B. 46(m1＋m2) C. 23(m1＋m2) D. 66(m1＋m2)
粒子出射时与x轴的夹角与入射时与x轴的夹角大小相等。
②粒子沿径向射入圆形磁场区域时，必沿径向射出磁场
[先记牢]
[再用活]
1．解题流程
解题的难点是画出轨迹图，挖掘隐含的 几何关系，寻找轨迹半径 r 与磁场宽度的几 何关系。如图展示了最常用的几何知识：粒 子速度的偏向角 φ 等于圆心角 α，且等于 AB 弦与切线的夹角(弦切角 θ)的 2 倍，即 φ ＝α＝2θ＝ωt。相对的弦切角(θ)相等，与相邻的弦切角(β)互补， θ＋β＝180°。
匀强磁场，在磁场边界上的 P 点处有一个粒
子源，发出比荷相同的三个粒子 a、b、c(不
计重力)沿同一方向进入磁场，三个粒子通过
磁场的轨迹如图所示，用 ta、tb、tc 分别表示 a、b、c 通过磁
场的时间；用 ra、rb、rc 分别表示 a、b、c 在磁场中的运动半
径，则下列判断正确的是
()
A．ta＝tb＞tc
()
解析：粒子从 a 点射入从 b 点射出，则由左手定则可确定出粒子 带负电，故 A 正确；粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速 圆周运动，所以不可能沿直线方向从 c 点射出，故 B 错误；洛伦 兹力提供向心力，有 Bqv＝mrv2得：r＝mqBv，由于 B、q、m 均相 同，所以 r 与 v 成正比，因此当速率增大时，粒子将从 bc 间射 出，故 C 错误；由周期公式得：T＝2vπr＝2qπBm，由于 B、q、m 均相同，所以 T 均相同。当运动半径越大时，则运动圆弧对应的 圆心角越小，则运动时间越短，故 D 正确。 答案：AD
第二讲
磁场的基本性质
考点一 带电粒子在磁场中的运动
带电粒子在匀强磁场中的运动是每年必考的内容，涉及的考点 主要有：磁场对运动电荷的作用，带电粒子在匀强磁场中的运 动等，由于此类问题考查考生的空间想象能力，运用数学知识 解决物理问题的能力，综合性较强，但难度一般不大，解答时 应注意洛伦兹力永不做功的特点，明确半径公式、周期公式， 正确画出运动轨迹草图等。建议考生灵活掌握
3．(多选)(2016·烟台模拟)如图所示，在一匀强
磁场中有三个带电粒子，其中 1 和 2 为质
子，3 为 α 粒子(24He)的径迹。它们在同一 平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，三者轨道半径
r1>r2>r3 并相切于 P 点，设 T、v、a、t 分别表示它们做圆 周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过 P 点
(2)注意“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，速
度方向与边界的夹角相等。如诊断卷第4题，
(2016·焦作期中)如图所示，在 x 轴上方垂直
于纸面向外的匀强磁场中，两带电荷量相同
而质量不同的粒子以相同的速度从 O 点以与
x 轴正方向成 α＝60°角在图示的平面内射入 x
轴上方时，发现质量为 m1 的粒子从 a 点射出磁场，质量为 m2 的粒 子从 b 点射出磁场。若另一与 a、b 带电荷量相同而质量不同的粒
解析：由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故A正
确；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvB＝m
v2 r
，半
径为：r＝ mqBv ，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率
大，即M的速率大于N的速率，故B错误；洛伦兹力不做功，
故C错误；粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而
周期为T＝
2πm qB