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第2講磁場對電流和運(yùn)動電荷的作用 專題三電場與磁場 熱點(diǎn)一對磁場基本性質(zhì)的考查命題規(guī)律磁場的產(chǎn)生 磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加 安培定則 左手定則是磁場的基本知識 在近幾年的高考中時有出現(xiàn) 題型為選擇題 難度不大 1 2015 烏魯木齊診斷 無限長通電直導(dǎo)線在周圍某一點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與電流成正比 與導(dǎo)線到這一點(diǎn)的距離成反比 如圖所示 兩根相距L的無限長直導(dǎo)線分別通有電流I和3I 在兩導(dǎo)線的連線上有a b c三點(diǎn) a點(diǎn)為兩根直導(dǎo)線連線的中點(diǎn) b c兩點(diǎn)距導(dǎo)線的距離均為L 下列說法正確的是 A a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同B a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為8 1C c點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同D c點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為5 1 AD 答案 見解析 C A 熱點(diǎn)二磁場對電流的作用命題規(guī)律磁場對通電導(dǎo)體棒的作用問題是近幾年高考的熱點(diǎn) 分析近幾年的高考題 該考點(diǎn)的命題規(guī)律主要有以下兩點(diǎn) 1 主要考查安培力的計(jì)算 安培力方向的判斷 安培力作用下的平衡和運(yùn)動 題型以選擇題為主 難度不大 2 與電磁感應(yīng)相結(jié)合 考查力學(xué)和電路知識的應(yīng)用 綜合性較強(qiáng) 以計(jì)算題形式出現(xiàn) 1 2015 鄭州二模 如圖所示 用絕緣細(xì)線懸掛一個導(dǎo)線框 導(dǎo)線框是由兩同心半圓弧導(dǎo)線和直導(dǎo)線ab cd ab cd在同一條水平直線上 連接而成的閉合回路 導(dǎo)線框中通有圖示方向的電流 處于靜止?fàn)顟B(tài) 在半圓弧導(dǎo)線的圓心處沿垂直于導(dǎo)線框平面的方向放置一根長直導(dǎo)線P 當(dāng)P中通以方向向外的電流時 A 導(dǎo)線框?qū)⑾蜃髷[動B 導(dǎo)線框?qū)⑾蛴覕[動C 從上往下看 導(dǎo)線框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動D 從上往下看 導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動 D 突破點(diǎn)撥 1 根據(jù)題給條件 導(dǎo)線ab cd中的電流方向?yàn)?2 描述P中電流產(chǎn)生的磁場的磁感線的特點(diǎn)是 半圓弧導(dǎo)線是否受磁場力 ab cd所受磁場力方向分別為 解析 當(dāng)直導(dǎo)線P中通以方向向外的電流時 由安培定則可判斷出長直導(dǎo)線P產(chǎn)生的磁場方向?yàn)槟鏁r針方向 磁感線是以P為圓心的同心圓 半圓弧導(dǎo)線與磁感線平行不受安培力 由左手定則可判斷出直導(dǎo)線ab所受的安培力方向垂直紙面向外 cd所受的安培力方向垂直紙面向里 從上往下看 導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動 故D正確 答案 見解析 C ABC 熱點(diǎn)三帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動命題規(guī)律帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動問題是近幾年高考的重點(diǎn) 同時也是高考的熱點(diǎn) 分析近幾年高考試題 該考點(diǎn)的命題規(guī)律有以下兩個方面 1 通常與圓周運(yùn)動規(guī)律 幾何知識相聯(lián)系 綜合考查應(yīng)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力 題型為選擇題或計(jì)算題 2 偶爾也會以選擇題的形式考查磁場的性質(zhì) 洛倫茲力的特點(diǎn)及圓周運(yùn)動的周期性等問題 1 2015 沈陽一模 如圖所示 圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場 兩個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a b 以不同的速率沿著AO方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場 其運(yùn)動軌跡如圖 若帶電粒子只受磁場力的作用 則下列說法正確的是 A a粒子速率較大B b粒子速率較大C b粒子在磁場中運(yùn)動時間較長D a b粒子在磁場中運(yùn)動時間一樣長 B 突破點(diǎn)撥 1 帶電粒子沿AO方向射入磁場 則可判斷射出磁場的速度沿 方向 2 比較a b兩粒子的速率 可根據(jù)公式 根據(jù)公式 可判斷兩粒子的運(yùn)動周期相等 比較運(yùn)動時間根據(jù) 答案 見解析 D 3 某空間內(nèi)有高度為d 寬度足夠?qū)?方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 當(dāng)在該空間內(nèi)以磁場下邊界為x軸建立如圖所示的坐標(biāo)系后 在x軸上的P點(diǎn) xP d 沿y軸正方向連續(xù)射入質(zhì)量m和電荷量q數(shù)值大小均相同 且?guī)щ娦再|(zhì)也相同的帶電粒子 粒子重力不計(jì) 由于粒子的入射速率v v 0 不同 有的粒子將在磁場中直接通過y軸 有的將在穿出磁場后再通過y軸 設(shè)粒子通過y軸時 離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為h 從P到y(tǒng)軸所需的時間為t 則 AD 范例 18分 如圖所示 在直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O處有一放射源 向四周均勻發(fā)射速度大小相等 方向都平行于紙面的帶電粒子 在放射源右側(cè)有一很薄的擋板 垂直于x軸放置 擋板與xOy平面交線的兩端M N正好與原點(diǎn)O構(gòu)成等邊三角形 O 為擋板與x軸的交點(diǎn) 在整個空間中 有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場 圖中未畫出 帶電粒子在磁場中沿順時針方向做勻速圓周運(yùn)動 已知帶電粒子的質(zhì)量為m 帶電荷量大小為q 速度大小為v MN的長度為L 不計(jì)帶電粒子的重力及粒子間的相互作用 1 確定帶電粒子的電性 2 要使帶電粒子不打在擋板上 求磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值 3 要使MN的右側(cè)都有粒子打到 求磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值 計(jì)算過程中 要求畫出各臨界狀態(tài)的軌跡圖 B