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2019届高考物理二轮复习板块一专题突破复习专题三电场
与磁场第二讲磁场及带电粒子在磁场中的运动学案
[知识建构] [高考调研] 1.考查方向：①结合电流周围的磁场分布特点考查磁场的性质．②结合现代科学技术考查带电粒子在磁场中的运动．③结合几何关系考查带电粒子在有界磁场中的临界问题． 2.常用的思想方法：①对称思想．②③极限思想．④放缩法．⑤ 等效思想．平移法．⑥旋转法． [答案] (1) (2)
(3)几种典型电流周围磁场分布
考向一 磁场对通电导体的作用力
[归纳提炼]
求解磁场中导体棒运动问题的思路
(多选)(2017·全国卷Ⅰ)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的
相同，与L3中的相反．下列说法正确的是( )
A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
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B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶
3
D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶∶1[思路点拨] 首先判断直线电流的磁场及安培力，或者记住平行 直线电流间作用规律，运用平行四边形法则，结合三角形知识解决．[解析] 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1进行受力分析，如下图所示，可知L1所受磁场力的方向与L2、L3所在的平面平行；对L3进行受力分析，如右图所示，可知L3所受磁场力的方向与L1、L2所在的平面垂直．任意两根导线间的作用力的大小是相等的，若两根导线间相互作用力为F，L1、L2受到的磁场力的合力大小相同，根据平行四边形定则作出几何图形，根据几何知识可求解，经
分析知B、C正确．
[答案] BC [熟练强化]
1．(2017·上海卷)如图，一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂之
间．电键闭合后导体棒受到的安培力方向( )
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
[解析] 本题考查电流的磁效应、安培力及左手定则．根据图中的电流方向，由安培定则知U形铁芯下端为N极，上端为S极，ab中的电流方向由a→b，由左手定则可知导体棒受到的安培力方向向右，
选项D正确． [答案] D
2．(2017·金华十校第三次联合调研)如右图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如右图所示，磁感应强度大小为0.5 T．质
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量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点．当在金属细杆内通以电流为2 A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由 静止开始运动．已知MN＝ON＝OP＝1 m，g＝10 m/s2，则( )
A．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s2 B．金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/s
C．金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s2
D．金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N[解析] 金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小F安＝BIL＝0.5×2×0.5 N＝0.5 N，金属细杆开始运动时的加速度大小为a＝＝10 m/s2，选项A错误；对金属细杆从M点到P点的运动过程，安培力做功W安＝F安·(MN＋OP)＝1 J，重力做功WG＝－mg·ON＝－0.5 J，由动能定理，得W安＋WG＝mv2，解得金属细杆运动到P点时的速度大小v＝2 m/s，选项B错误；金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为a′＝＝20 m/s2，选项C错误；在P点金属细杆受到轨道水平向左的作用力FN，水平向右的安培力F安，由牛顿第二定律，得FN－F安＝，解得FN＝1.5 N，每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N，由牛顿第三定律，可知金属细杆运动到P点时对每一条轨道
的作用力大小为0.75 N，选项D正确．
[答案] D
考向二 带电粒子在磁场中的运动
[归纳提炼]
1．带电粒子在匀强磁场中的运动
(1)若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线
运动．
(2)若v⊥B，且带电粒子仅受洛伦兹力作用，则带电粒子在垂直
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