【文档说明】高考物理一轮复习课件第9章磁场9-2 (含解析).ppt，共(53)页，2.071 MB，由MTyang资料小铺上传

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进入导航第1页第九章磁场进入导航第2页第2讲磁场对运动电荷的作用进入导航第3页进入导航第4页考点1对洛伦兹力的理解1．洛伦兹力方向的特点洛伦兹力的方向与电荷运动的方向和磁场方向都垂直，即洛伦兹力的方向是垂直于电荷运动方向和磁场方向确定的平面，但粒子速度方向与磁场方向不一定垂

直．进入导航第5页2．洛伦兹力的作用效果(1)洛伦兹力对带电粒子运动状态的影响因洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，所以洛伦兹力只改变粒子的速度方向，而不改变其速度的大小．如果没有其他外力作用，带电粒子将在磁场中做速度不变的曲线运动．(2)洛伦兹力对带电粒

子不做功因洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，所以洛伦兹力对粒子不做功．如果没有其他外力对带电粒子做功，在粒子的运动过程中就不会有能量之间的转化．进入导航第6页1．如图所示，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂

直于P，且S极朝向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点．在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向()A．向上B．向下C．向左D．向右A进入导航第7页

解析：条形磁铁的磁感线在a点垂直P向外，电子在条形磁铁的磁场中向右运动，由左手定则可得电子所受洛伦兹力的方向向上，A正确．进入导航第8页2．(多选)如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带

电小球的试管．在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则()A．小球带负电B．小球运动的轨迹是一条抛物线C．洛伦兹力对小球做正功D．洛伦兹力对小球不做功BD进入导航第9页解析：由左手定则可知小球带正电，A项错误；因小球随试管向右做匀速运动，故沿试管方向洛伦兹力的

分量不变，小球沿试管做匀加速运动，这样运动合成的轨迹为抛物线，B项正确；如果按分解力来看，沿试管向上的洛伦兹力仅是一个分力，水平方向也有洛伦兹力的分力，而在水平方向上洛伦兹力在做负功，所做的负功与沿试

管向上的洛伦兹力所做的正功的代数和为零，故洛伦兹力没有做功．如果按总的情况看，洛伦兹力与速度方向总是垂直的，洛伦兹力对小球不做功，C项错误，D项正确．进入导航第10页3．(多选)如图所示，两根长直导线竖直插入粗糙绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、

b两点关于O点对称．导线通有大小相等、方向相反的电流．已知通电长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B＝kIr，式中k是常数、I为导线中电流、r为点到导线的距离．带负电的小物体在拉力F的作用下，以速度v从a点出发沿连线运动到b点做匀速直线运动，小

球与桌面的动摩擦因数为μ，关于上述过程，下列说法正确的是()BCD进入导航第11页A．拉力F一直增大B．小物体对桌面的压力先减小后增大C．桌面对小物体的作用力方向不变D．拉力F的功率先减小后增大进入导航第12页解析：

本题考查安培定则及磁感应强度的矢量合成．根据右手螺旋定则可知直线M附近处的磁场方向垂直于MN向里，直线N附近的磁场方向垂直于MN向里，设MN间距为d，根据磁场的磁感应强度B＝kIr＋kId－r，可知在r＝d2时磁感应强度最小，磁感应强度从左到右先减小后增大，根据左手定则可知，带负电的小球受到的

洛伦兹力方向向下，根据F＝qvB可知，其大小是先减小后增大，小球对桌面的压力先减小后增大，摩擦力也是先减小后增大，因为小球做匀速直线运动，合力为零，所以拉力先减小后增大，故A错误，B正确；因为小球做匀速直线运动，合力为零，在水平方向上拉力与摩擦力相等

，在竖直方向上支持力进入导航第13页和重力相等，所以桌面对小物体的作用力方向不变，故C正确；由上可知拉力先减小后增大且物体做匀速运动，根据P＝Fv，可知拉力F的功率先减小后增大，故D正确．进入导航第14页洛伦兹力与安培力的联系及区别(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力，都是磁场

力．(2)安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功．进入导航第15页考点2带电粒子在匀强磁场中运动1．带电粒子在匀强磁场中圆周运动分析(1)圆心的确定方法方法1：若已知粒子轨迹上的两点的速度方向，则可根据洛伦兹力F⊥v，分别确定两点处速

度的垂线，其交点即为圆心，如图(a)；方法2：若已知粒子运动轨迹上的两点和其中某一点的速度方向，则可作出此两点的连线(即过这两点的圆弧的弦)的中垂线，中垂线与垂线的交点即为圆心，如图(b)．进入导航第16页(2)半径的计算方法方法1：由物理方法求：半径R＝mvqB；方法

2：由几何方法求：一般由数学知识(勾股定理、三角函数等)计算来确定．进入导航第17页(3)时间的计算方法方法1：由圆心角求：t＝θ2π·T；方法2：由弧长求：t＝sv.进入导航第18页2．带电粒子在有界磁场中的运动(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)(2)平行

边界(存在临界条件，如图所示)．进入导航第19页(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示)．进入导航第20页考向1带电粒子在匀强磁场中运动如图，空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场．在x≥0区域，磁感应强度的大小为B0；x<0区域，磁感应强度的大小为λB0(常数λ>1)．一

质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求(不计重力)进入导航第21页(1)粒子运动的时间；(2)粒子与O点间的距离．进入导航第22页【解析】(1)在匀强磁场中，带电粒子做圆周运

动．设在x≥0区域，圆周半径为R1；在x<0区域，圆周半径为R2，由洛伦兹力公式及牛顿运动定律得qB0v0＝mv20R1①qλB0v0＝mv20R2②粒子速度方向转过180°时，所需时间t1为t1＝πR1v0③粒子再转过180°时，所需时间t2为t2＝π

R2v0④进入导航第23页联立①②③④式得，所求时间为t0＝t1＋t2＝πmB0q(1＋1λ)⑤(2)由几何关系及①②式得，所求距离为d0＝2(R1－R2)＝2mv0B0q(1－1λ)⑥【答案】(1)πmB0q(1＋1λ)(2)2mv

0B0q(1－1λ)进入导航第24页1．(多选)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍．两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动．与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子()A．运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍B．加速度的大小是Ⅰ中的k倍C．做圆

周运动的周期是Ⅰ中的k倍D．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等AC进入导航第25页解析：设电子的质量为m，速率为v，电荷量为q，则由牛顿第二定律得：qvB＝mv2R①T＝2πRv②由①②得：R＝mvqB，T＝2πmqB所以R2R1＝B1B2＝k，T2T1＝B1B2＝k根据a＝q

vBm，ω＝vR＝qBm进入导航第26页可知a2a1＝B2B1＝1k，ω2ω1＝B2B1＝1k所以选项A、C正确，B、D错误．进入导航第27页带电粒子在磁场中做匀速圆周运动问题的分析方法进入导航第28页考向2带电粒子在直线边界磁场运动(2019·安徽联盟联考)

(多选)如图所示，MN是垂直于纸面向里的匀强磁场的边界，在边界上P点有甲、乙两粒子同时沿与PN分别成60°、30°角垂直磁场方向射入磁场，经磁场偏转后均从Q点射出磁场，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用，则下列判断正确的是()ABD进入导航

第29页A．若甲、乙两粒子完全相同，则甲、乙两粒子的速度之比为13B．若甲、乙两粒子完全相同，则甲、乙两粒子在磁场中运动的时间之比为21C．若甲、乙两粒子同时到达Q点，则甲、乙两粒子的速度之比为32D．若甲、乙两粒子同时

到达Q点，则甲、乙两粒子的比荷之比为21[审题指导]本题利用直线边界的对称性：从一直线边界射入匀强磁场中的粒子，从同一直线边界射出时，速度与直线边界的夹角相等，即射入和射出具有对称性．进入导航第30页

【解析】设P、Q间的距离为L，则由几何关系可得甲、乙粒子在磁场中做圆周运动轨迹的半径分别为：r甲＝L2cos30°＝L3，r乙＝L2cos60°＝L，如果两粒子完全相同，由r＝mvqB，得v＝qBrm，则甲、乙两粒子的速度之比为v甲v乙＝r甲r乙

＝13，A正确；如果甲、乙两粒子完全相同，由T＝2πmqB可知粒子做圆周运动的周期相同，则两粒子在磁场中运动的时间之比等于两粒子在磁场中运动的轨迹所对的圆心角之比，t甲t乙＝2π3π3＝进入导航第31页21，B正确；若

甲、乙两粒子同时到达Q点，则两粒子在磁场中运动的时间相同，则两粒子的速度之比等于轨迹的弧长之比，v甲v乙＝2πr甲32πr乙6＝23，由r＝mvqB，可得qm＝vrB，则甲、乙两粒子的比荷之比为q甲m甲q乙m乙＝v甲r甲Bv乙r乙B

＝21，C错误、D正确．进入导航第32页2.(多选)如图，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O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()AD进入导航第33页A．a、b

均带正电B．a在磁场中飞行的时间比b的短C．a在磁场中飞行的路程比b的短D．a在P上的落点与O点的距离比b的近进入导航第34页解析：由左手定则可判断粒子a、b均带正电，选项A正确；由于是同种粒子，且粒子的速度大小相等，所以它们在匀强磁场中做圆周运动的轨迹半径R＝mvqB相同

，周期T＝2πmqB也相同，画出粒子的运动轨迹图可知，b在磁场中运动轨迹是半个圆周，a在磁场中运动轨迹大于半个圆周，选项A、D正确．进入导航第35页考向3带电粒子在圆形有界磁场中运动如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间从

C点射出磁场，OC与OB成60°角．现将带电粒子的速度变为v3，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为()B进入导航第36页A.12ΔtB．2ΔtC.13ΔtD．3Δt[审题指导](1)带电粒子的

速度由v变为v3后，在磁场中做圆周运动的周期不变，半径变为原来的13.(2)画出运动轨迹示意图，找到圆心，确定圆心角是本题关键．进入导航第37页【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，据牛顿第二定律有qvB＝

mv2r，解得粒子第一次通过磁场区时的半径为r＝mvqB，圆弧AC所对应的圆心角∠AO1C＝60°，经历的时间为Δt＝60°360°T(T为粒子在匀强磁场中的运动周期，大小为T＝2πmqB，与粒子速度大小无关)；当粒子速度减小为v3后，根据r＝mvqB知其在磁场中的轨迹半径变为r3，粒

子将从D点射出，根据图中几何关系得圆弧AD所对应的圆心角进入导航第38页∠AO2D＝120°，经历的时间为Δt′＝120°360°T＝2Δt.由此可知本题正确选项为B.进入导航第39页3．如图所示，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面

(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为R2.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)()A.

qBR2mB.qBRmC.3qBR2mD.2qBRmB进入导航第40页解析：作出粒子运动轨迹如图中实线所示．因P到ab距离为R2，可知α＝30°.因粒子速度方向改变了60°，可知转过的圆心角2θ＝60°.由图中几何关系有r＋R2tanθ＝Rcosα，解得r

＝R.再由Bqv＝mv2r可得v＝qBRm，故B正确．进入导航第41页带电粒子在圆形有界磁场中运动的结论(1)若入射速度沿半径方向，则出射速度反向延长线必过圆心．(2)若粒子做圆周运动的轨道半径与圆形

磁场的半径相等，则从同一点沿不同方向入射的粒子出射方向相同．(3)同种粒子在圆形有界磁场中运动的时间与轨迹长短无关，由圆弧所对的圆心角决定．进入导航第42页考点3带电粒子在磁场中运动的临界、极值问题1．从关键词找突破口许多临界问题，题干中常用“恰好”“最大”“至少”“不相撞”“不脱离”等

词语对临界状态给以暗示，审题时，一定要抓住这些特定的词语挖掘其隐藏的规律，找出临界条件．进入导航第43页2．四个结论(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切．(2)当速率v一定时，弧长越长，圆心角越

大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长．(3)当速率v变化时，圆心角大的，运动时间长，解题时一般要根据受力情况和运动情况画出运动轨迹的草图，找出圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等．(4)在圆形匀强磁场中

，当运动轨迹圆半径大于区域圆半径时，则入射点和出射点为磁场直径的两个端点时，轨迹对应的偏转角最大(所有的弦长中直径最长)．进入导航第44页如图所示，两个同心圆，半径分别为r和2r，在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.圆心O处

有一放射源，放出粒子的质量为m、带电量为q，假设粒子速度方向都和纸面平行．进入导航第45页(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA与初速度方向夹角为60°，要想使该粒子经过磁场后第一次通过A点，则初

速度的大小是多少？(2)要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少？进入导航第46页【解析】(1)如图甲所示，设粒子在磁场中的轨道半径为R1，则由几何关系得R1＝3r3又qv1B＝mv21R1得v1＝3Bqr3m.进入导航第47页(2)如图乙所示，设粒子轨迹与磁场外边界相切时

，粒子在磁场中的轨道半径为R2，则由几何关系有(2r－R2)2＝R22＋r2，可得R2＝3r4，又qv2B＝mv22R2，可得v2＝3Bqr4m故要使粒子不穿出环形区域，粒子的初速度不能超过3Bqr4m.【答

案】(1)3Bqr3m(2)3Bqr4m进入导航第48页4．如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场．一个质量为m、电荷量为－q的带电粒子(重力不计)从AB边的中心O以速度v进入

磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°，若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的大小B需满足()A．B>3mv3aqB．B<3mv3aqC．B>3mvaqD．B<3mvaqB进入导航第49页解析：若粒子刚好达到C

点时，其运动轨迹与AC相切，如图所示，则粒子运动的半径为r0＝atan30°＝3a.由r＝mvqB得，粒子要能从AC边射出，粒子运行的半径应满足r>r0，解得B<3mv3aq，选项B正确．进入导航第50页5．如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁

场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上

，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则v2v1为()A.32B.21C.31D．32C进入导航第51页解析：当粒子在磁场中运动半个圆周时，打到圆形磁场边界的位置距P点最远，则当粒子射入的速率为v1，轨迹如图甲所示，设圆形磁场半径为R，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为r1＝

Rcos60°＝12R；若粒子射入的速率为v2，轨迹如图乙所示，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为r2＝Rcos30°＝32R；根据轨道半径公式r＝mvqB可知，v2v1＝r2r1＝31，故选项C正

确．进入导航第52页解决带电粒子的临界问题的技巧方法(1)数学方法和物理方法的结合：如利用“矢量图”“边界条件”等求临界值，利用“三角函数”“不等式的性质”“二次方程的判别式”等求极值．(2)临界问题

的一般解题流程进入导航第53页温示提馨请做：课时作业30PPT文稿（点击进入）