物理二轮（山东专用）学案：专题3 第2讲　磁场及带电粒子在磁场中的运动 Word版含解析11页

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第 2 讲　磁场及带电粒子在磁场中的运动
[析考情·明考向]___________________________________考情分析__透视命题规律
一、构建体系　透析考情
思维导图 考情分析
1.高考对本讲的命题，以
选择题单独命题为主，考
查磁场的基本性质，难度
中等；也有计算题形式，
一般会考查带电粒子在有
界磁场中的运动，题目较
为综合。
2.从命题的知识点来看，
对与洛伦兹力有关的带电
粒子在有界匀强磁场中的
运动的考查最多，如 2020
年天津卷第 7 题，其次是
与安培力有关的通电导体
在磁场中的加速或平衡问
题及磁场的叠加问题。
3.命题趋势体现出更关注
学生综合分析能力和运用
数学知识解决物理问题的
能力。
二、熟记规律　高效突破
1．掌握“两个磁场力”
(1)安培力：F＝BIL(I⊥B)。
(2)洛伦兹力：F＝qvB(v⊥B)。
2．用准“两个定则”
(1)对电流的磁场用安培定则。
(2)对通电导线在磁场中所受的安培力和带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力用左手定则。
3．明确两个常用的等效模型
(1)变曲为直：图甲所示通电导线，在计算安培力的大小和判断方向时均可等效为 ac 直线电流。
(2)化电为磁：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁，如图乙。
4．画好“两个图”
(1)对安培力作用下的静止、运动问题画好受力分析图。
(2)对带电粒子的匀速圆周运动问题画好与圆有关的几何图形。
5．记住“两个注意”
(1)洛伦兹力永不做功。
(2)安培力可以做正功，也可以做负功。
6．灵活应用带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的关系式
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式：r＝
mv
qB
。

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带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式：T＝
2πr
v
＝
2πm
qB
。
[研考向·提能力]___________________________________考向研析__掌握应试技能
考向一　磁场的性质及磁场对电流的作用
1．电流磁场的合成
对于电流在空间某点的磁场，首先应用安培定则判出各电流在该点的磁场方向(磁场方向与该
点和电流连线垂直)，然后应用平行四边形定则合成。
2．电流与电流的相互作用
通常画出一个电流的磁场方向，分析另一电流在该磁场中的受力，来判断电流的受力情况。
3．求解导体棒运动的方法
(1)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到的安培力的方向，安培
力与导体棒和磁感应强度组成的平面垂直。
(2)作图：必要时将立体图的受力分析图转化为平面受力分析图，即画出与导体棒垂直的平面
内的受力分析图。
(3)求解：根据平衡条件或牛顿第二定律或动能定理列式分析求解。
[典例 1]　(多选)(2020·江西南昌二模)如图所示，三条长直导线 a、b、c 都通以垂直纸面的电
流，其中 a、b 两根导线中电流方向垂直纸面向外。O 点与 a、b、c 三条导线距离相等，且
Oc⊥ab。现在 O 点垂直纸面放置一小段通电导线，电流方向垂直纸面向里，导线受力方向如
图所示，则可以判断(　　)
A．O 点处的磁感应强度的方向与 F 相同
B．长导线 c 中的电流方向垂直纸面向外
C．长导线 a 中电流 I1小于 b 中电流 I2
D．长导线 c 中电流 I3小于 b 中电流 I2
[解析]　由左手定则可知，O 点处的磁感应强度方向与安培力 F 方向垂直且斜向右下方，故 A
错误；O 点处的磁场方向可沿水平向右和竖直向下分解，长导线 a 和 b 在 O 点处产生的磁场
方向均沿竖直方向，所以长导线 c 在 O 点处产生的磁场方向应水平向右，由右手螺旋定则可
知，长导线 c 中的电流方向垂直纸面向外，长导线 a 在 O 点产生的磁场方向竖直向上，长导
线 b 在 O 点产生的磁场方向竖直向下，所以长导线 a 中电流 I1 小于 b 中电流 I2，由于不知道
安培力的具体方向，所以无法确定长导线 c 中电流 I3与 b 中电流 I2的大小关系，故 B、C 正确，
D 错误。
[答案]　BC
1．(2019·高考全国卷Ⅰ)如图，等边三角形线框 LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于
匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点 M、N 与直流电源两端相接。已知
导体棒 MN 受到的安培力大小为 F，则线框 LMN 受到的安培力的大小为(　　)
A...