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2015年高考物理二轮专题辅导与训练课件:4.8 磁场及带电粒子在磁场中的运动


第 8 讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动 【主干回顾】 【核心精华】 知识规律 (1)掌握“两个磁场力”。 ①安培力:F=BILsinθ ,其中θ 为B与I的夹角。 ②洛伦兹力:F=qvBsinθ ,其中θ 为B与v的夹角。 (2)明确“两个公式”。 mv ①带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式: R? 。 qB ②带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期公式:

2?R 2?m T? ? 。 v qB (3)用准“两个定则”。 ①对电流的磁场用准安培定则。 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 的洛伦兹力用准左手定则。 (4)画好“两个图形”。 ①对安培力作用下的平衡、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。 思想方法 (1)物理思想:等效思想。 (2)物理方法:理想化模型法、比值定义法、对称法、临界法 等。 热点考向一 磁场对通电导体的作用 【典题1·师生探究】(2014·郑州二模)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 ab、cd(ab、cd在同一条水平直线上)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P。当P中 通以方向向外的电流时( ) A.导线框将向左摆动 B.导线框将向右摆动 C.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 【破题关键】 (1)题干中“导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd (ab、cd在同一条水平直线上)连接而成的闭合回路”说明: 水平方向 。 直导线ab、cd中的电流沿_________ (2)题干中“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P。当P中通以方向向外的电流时”说明: 逆时针方向 ,磁感线是以________ P为圆心 直导线P产生的磁场方向为___________ 的同心圆 ,_________________ 与半圆弧导线平行 ,___________________ 与直导线ab、cd垂直 。 _________ 【解析】选D。当直导线P中通以方向向外的电流时,由安培定 则可判断出长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向,磁感线 是以P为圆心的同心圆,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ab所受的安培力方向垂直纸面向外, cd所受的安培力方向垂直纸面向里,从上往下看,导线框将逆 时针转动,故D正确。 【拓展延伸】 (1)若在【典题1】中,将P中通以方向向里的电流,试分析导 线框的运动情况。 【解析】若直导线P中通以方向向里的电流时,由安培定则可 判断出长直导线P产生的磁场方向为顺时针方向,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向里, cd所受的 安培力方向垂直纸面向外,从上往下看,导线框将顺时针转动。 (2)若在【典题1】中,将直导线P撤去,在导线框所在平面加 垂直纸面向里的匀强磁场,试分析导线框的运动情况及导线框 对细线的拉力。 【解析】大半圆弧的有效长度与小半圆弧及直导线ab、cd的总 有效长度相同,电流方向相反,由F=BIL和左手定则可以判断 导线框两部分所受的安培力等大、反向,故导线框保持静止状 态,且对细线的拉力等于导线框自身的重力。 【典题2·自主探究】如图所示,两根光滑金属导轨平行放置, 导轨所在平面与水平面间的夹角为θ 。整个装置处于沿竖直方

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