2025高考二輪物理講練測專題10磁場帶電粒子在磁場中的運動二輪必備精品目錄01考情透視·目標導航02知識導圖·思維引航03核心精講·題型突破真題研析核心精講命題預測命題統(tǒng)計命題要點2024年2023年2022年熱考角度磁場的性質2024·浙江卷·T42024·貴州卷·T52024·重慶卷·T132024·福建卷·T62023·江蘇卷·T22023·福建卷·T62022·湖北卷·T112022·湖南卷·T32022·全國卷·T52022·江蘇卷·T32022·浙江卷·T3帶電粒子在勻強磁場中的運動及動態(tài)圓問題2024·江西卷·T72024·湖北卷·T72024·河北卷·T102023·全國乙卷·T182023·全國甲卷·T202023·湖北卷·T152022·遼寧卷·T82022·廣東卷·T72022·湖北卷·T8考情分析與命題預測【命題規(guī)律】高考對帶電粒子在有界磁場中的運動的考查較為頻繁，以選擇題和計算題中出現(xiàn)較多，選擇題的難度一般較為簡單，計算題的難度相對較大。與安培力有關的通電導體在磁場中的加速或平衡問題，也應引起足夠重視?！究枷蝾A測】預計在2025年高考中，還會以選擇題的形式對安培力的大小方向和平衡問題還會有考查，同時重點關注帶電粒子在有界磁場中的運動問題?！久}情景】對于安培力的考查多以導體棒為典型模型予以命題；對于帶電粒子在磁場中的運動多以平行邊界、圓形邊界的磁場命題較多?！境Ｓ梅椒ā空w法和隔離法、正交分解法、畫圖法磁場磁場的性質帶電粒子在勻強磁場中的運動帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型基本公式：兩個確定：確定圓心、確定半徑放縮圓模型：速度方向一定，速度大小不同旋轉圓模型：速度大小一定，方向不同平移圓模型：速度大小方向一定，但入射點在同一直線上四個結論：臨界極值磁場的疊加安培力磁感強度大?。捍鸥袕姸确较颍捍艌鲋心滁c磁感線的切線方向大?。篎=BILsinθ方向：左手定則平衡問題：平衡條件磁聚焦模型：軌跡圓半徑與磁場圓半徑相等疊加法則：平行四邊形定則磁場的性質一、磁場疊加問題的解題思路二、安培力的分析與計算1——題型一磁場的性質、磁場疊加問題的解題思路1.根據(jù)安培定則確定通電導線周圍磁場的方向。2.磁場中某點磁感應強度的方向為該點磁感線的切線方向。3.磁感應強度是矢量,多個通電導體產生的磁場疊加時,合磁場的磁感應強度等于場源單獨存在時在該點磁感應強度的矢量和。、安培力的分析與計算1.安培力公式：F＝ILBsinθ。2．彎曲通電導線的有效長度(1)當導線彎曲時，L是導線兩端的有效直線長度(如圖所示)。(2)對于任意形狀的閉合線圈，其有效長度均為零，所以通電后在勻強磁場中受到的安培力的矢量和為零。3.安培力方向的判斷(1)判斷方法：左手定則。(2)方向特點：既垂直于B，也垂直于I，所以安培力一定垂直于B與I決定的平面?！}型一磁場的性質——題型一磁場的性質3.安培力方向的判斷(1)判斷方法：左手定則。(2)方向特點：既垂直于B，也垂直于I，所以安培力一定垂直于B與I決定的平面。4.通電導線在磁場中的平衡和加速問題的分析思路(1)選定研究對象。(2)變三維為二維，如側視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I；如圖所示。(3)列平衡方程或牛頓第二定律方程進行求解。1．（2022·全國·高考真題）安裝適當?shù)能浖?，利用智能手機中的磁傳感器可以測量磁感應強度B。如圖，在手機上建立直角坐標系，手機顯示屏所在平面為xOy面。某同學在某地對地磁場進行了四次測量，每次測量時y軸指向不同方向而z軸正向保持豎直向上。根據(jù)表中測量結果可推知（

）A．測量地點位于南半球B．當?shù)氐牡卮艌龃笮〖s為50μTC．第2次測量時y軸正向指向南方D．第3次測量時y軸正向指向東方BC——題型一磁場的性質此條件說明了什么？【技巧點撥】（1）題中z軸方向始終為負，說明測量地點磁感應強度豎直分量向下，位于北半球；（2）根據(jù)矢量合成法則求得合磁場的大小和方向。

——題型一磁場的性質

C——題型一磁場的性質【技巧點撥】（1）根據(jù)右手安培定則判斷導線框里的磁場方向；（2）根據(jù)左手定則判斷安培力的方向，根據(jù)大小，判定合力方向?！}型一磁場的性質

一、磁場的疊加A——題型一磁場的性質一、磁場的疊加——題型一磁場的性質

一、磁場的疊加C——題型一磁場的性質一、磁場的疊加——題型一磁場的性質

二、安培力作用下的平衡問題C——題型一磁場的性質二、安培力作用下的平衡問題——題型一磁場的性質

6．（2022·湖南·高考真題）如圖（a），直導線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO′上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場，與OO′距離相等位置的磁感應強度大小相等且不隨時間變化，其截面圖如圖（b）所示。導線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是（

）A．當導線靜止在圖（a）右側位置時，導線中電流方向由N指向MB．電流I增大，靜止后，導線對懸線的拉力不變C．tanθ與電流I成正比D．sinθ與電流I成正比二、安培力作用下的平衡問題D——題型一磁場的性質二、安培力作用下的平衡問題——題型一磁場的性質

帶電粒子在勻強磁場中的運動一、帶電粒子在勻強磁場運動的基本公式二、帶電粒子在勻強磁場運動的“兩個確定”三、帶電粒子在磁場中的臨界極值問題四個結論2——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動

——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動

——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動三、帶電粒子在磁場中的臨界極值問題四個結論1.剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運動的軌跡與邊界相切。2.當速率v一定時,弧長(或圓心角小于180°時的弦長)越長,圓心角越大,則帶電粒子在有界磁場中運動的時間越長。3.當速率v變化時,圓心角越大,運動時間越長。4.在圓形勻強磁場中,若帶電粒子速率v一定且運動軌跡圓半徑大于磁場區(qū)域圓半徑,則入射點和出射點為磁場直徑的兩個端點時,軌跡對應的偏轉角最大(所有的弦長中直徑最長)

C——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動【解題提示】（1）畫出軌跡，根據(jù)入射方向和出射方向確定圓心；（2）根據(jù)洛倫茲力向心力公式確定半徑，通過幾何關系確定待求物理量。

——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動

——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動D【技巧點撥】（1）在圓形勻強磁場區(qū)域內，沿著徑向射入的粒子，總是沿徑向射出；（2）根據(jù)對稱性，畫出軌跡，找出時間最短的條件。

——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動

一、

直線邊界C——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動一、直線邊界——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動

一、直線邊界——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動C一、直線邊界——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動

二、圓形邊界B——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動

二、圓形邊界——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動

二、圓形邊界——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動D

二、圓形邊界——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動

三、多解問題——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動三、多解問題——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動

三、多解問題——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動

三、多解問題——題型二帶電粒子在勻強磁場中的運動

帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型一、放縮圓模型二、旋轉圓模型3三、平移圓模型四、磁聚焦模型適用條件速度方向一定，速度大小不同粒子源發(fā)射速度方向一定，速度大小不同的帶電粒子進入勻強磁場時，這些帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌跡半徑隨速度的變化而變化軌跡圓圓心共線如圖所示(圖中只畫出粒子帶正電的情景)，速度v越大，運動半徑也越大?？梢园l(fā)現(xiàn)這些帶電粒子射入磁場后，它們運動軌跡的圓心在垂直初速度方向的直線PP′上界定方法以入射點P為定點，圓心位于PP′直線上，將半徑放縮作軌跡圓，從而探索出臨界條件，這種方法稱為“放縮圓”法——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型一、放縮圓模型適用條件速度大小一定，方向不同軌跡圓圓心共圓界定方法——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型二、旋轉圓模型適用條件速度大小一定，方向一定，但入射點在同一直線上軌跡圓圓心共線帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的圓心在同一直線上，該直線與所有入射點的連線平行界定方法——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型三、平移圓模型——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型四、磁聚焦模型1．磁發(fā)散：如圖1所示，有界圓形磁場的磁感應強度為B，圓心為O，從P點有大量質量為m、電荷量為q的正粒子，以大小相等的速度v沿不同方向射入有界磁場，帶電粒子從圓形有界勻強磁場邊界上同一點射入，如果軌跡圓半徑與磁場圓半徑相等(R＝r)，則粒子出射方向與磁場邊界在入射點的切線方向平行。2．磁匯聚：如圖2所示，大量的同種帶正電的粒子，速度大小相同，平行入射到圓形磁場區(qū)域，如果軌跡圓半徑與磁場圓半徑相等(R＝r)，則所有的帶電粒子將從磁場圓的最低點B點射出，磁場邊界在該點的切線與入射方向平行。15．（2024·河北·高考真題）如圖，真空區(qū)域有同心正方形ABCD和abcd，其各對應邊平行，ABCD的邊長一定，abcd的邊長可調，兩正方形之間充滿恒定勻強磁場，方向垂直于正方形所在平面．A處有一個粒子源，可逐個發(fā)射速度不等、比荷相等的粒子，粒子沿AD方向進入磁場。調整abcd的邊長，可使速度大小合適的粒子經(jīng)ad邊穿過無磁場區(qū)后由BC邊射出。對滿足前述條件的粒子，下列說法正確的是（

）A．若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為45°，則粒子必垂直BC射出B．若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為60°，則粒子必垂直BC射出C．若粒子經(jīng)cd邊垂直BC射出，則粒子穿過ad邊的速度方向與ad邊夾角必為45°D．若粒子經(jīng)bc邊垂直BC射出，則粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角必為60°AD——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型【技巧點撥】

利用不同情況的動態(tài)圓的特點，畫出軌跡圖，找出臨界條件——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型【答案】AD【詳解】A．粒子在磁場中做勻速圓周運動，在正方形abcd區(qū)域中做勻速直線運動，粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為45°，在正方形abcd區(qū)域中的運動軌跡必平行于AC的連線，可知粒子必經(jīng)過cd邊，進入正方形abcd區(qū)域前后的兩段圓弧軌跡的半徑相等，并且圓心角均為45°，據(jù)此作出粒子可能的兩個運動軌跡如圖所示，粒子的運動軌跡均關于直線BD對稱，粒子必從C點垂直于BC射出，故A正確；——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型

——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型

——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型與臨界軌跡對比，粒子第二段的軌跡圓心不會在BC上，故粒子不會垂直BC射出。若粒子速度較小，軌跡半徑較小，則粒子在c點下方穿過cb，其軌跡如圖所示。與粒子恰好經(jīng)過c點的運動過程同理，根據(jù)對稱性可知粒子一定垂直BC射出，故B錯誤，D正確。故選AD。

一、放縮圓模型BD——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型一、放縮圓模型——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型

一、放縮圓模型AC——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型一、放縮圓模型——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型

二、

旋轉圓模型C——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型二、

旋轉圓模型——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型

二、

旋轉圓模型ABD——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型二、

旋轉圓模型——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型

二、

旋轉圓模型——題型三帶電粒子在勻強磁場中的動態(tài)圓模型

三、