第十一章专题一
课时提能·精炼
1.(2010·西城抽样测试)下列物理量中，属于标量的是
() A．动能
B．动量
C．电场强度
D．磁感应强度
【答案】 A
2．(2009·广东理基改编)有关安培力的描述，正确的是
() A．通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．当通电直导线与磁场方向垂直时，电流受到的安培力大小为BIL
C．通电直导线在匀强磁场中运动时安培力一定做正功
D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
【解析】通电直导线与磁场平行，不受安培力，A错误；安培力方向与磁场垂直，D 错误；安培力可以做正功或负功，也可以不做功，C错误；当通电直导线与磁场方向垂直时，安培力的大小等于BIL，B正确．
【答案】 B
3．科学研究表明，地球自西向东的自转速度正在变慢，我国已在2009年1月1日零时进行了时间调整．假如地球的磁场是由地球表面带电引起的，则可判定
() A．地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱
B．地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变强
C．地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱
D．地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变强
【解析】地球自转等效成环形电流，地球南极为磁场N极，由右手螺旋定则可知地球表面带负电，地球转速变慢使环形电流减小，故磁场减弱，所以选C.
【答案】 C
4．(2009·湖南湘潭摸底考试)取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为
()
A．2B B．B
C．0.5B D．0
【解析】当在题图(b)的螺线管中通以电流强度为I的电流时，由于它是双线并绕的，故可以看成是两个螺线管的叠加，又由于它们双线中电流方向始终相反，故产生的磁场也是相反的，它们叠加后就相互抵消了，故D正确．
【答案】 D
5．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是
() A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关
B ．磁场中某点B 的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致
C ．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B 值大小为零
D ．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大
【解析】 磁感应强度是磁场本身属性，在磁场中某处为一恒量，其大小可由B ＝F IL
计算，但与试探电流元的F 、I 、L 的情况无关；B 的方向规定为小磁针N 极受磁场力的方向，与放在该处电流元受力方向并不一致；当试探电流元的方向与磁场方向平行时，虽磁感应强
度不为零，但电流元所受磁场力却为零；据磁感应强度大小即磁通密度B ＝ΦS
可知，在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大．故选D.
【答案】 D
6.如右图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O 是转动轴，A 是绝缘手柄，C 是闸刀卡口，M 、N 接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B ＝1 T 的匀强磁场中，CO 间距离为10 cm ，当磁场力为0.2 N 时，闸刀开关会自动跳开．则要使闸刀开关能跳开，CO 中通过的电流的大小和方向为
( )
A ．电流方向C →O
B ．电流方向O →C
C ．电流大小为1A
D ．电流大小为0.5A 【解析】 ＝F BL
＝2 A. 【答案】 B
7( )
A ．磁铁对桌面的压力减小，且不受桌面的摩擦力作用
B ．磁铁对桌面的压力增大，且不受桌面的摩擦力作用
C ．磁铁对桌面的压力减小，且受到桌面所给的向左的摩擦力
D ．磁铁对桌面的压力增大，且受到桌面所给的向右的摩擦力
【解析】 本题不要取磁铁作为研究对象，而应取通电导线为研究对象，因为导线所在处的磁场方向容易把握，安培力的方向容易确定，然后再由牛顿第三定律分析磁铁的受力情况．如右图所示，大致画出导线所在处的磁场方向，确定导线的受力方向，知磁铁受斜向下的磁场力，可以确定D 正确．
【答案】 D
8．如右图所示，通电细杆ab 质量为m ，置于倾角为θ的导轨上，导轨和杆间不光滑．通有电流时，杆静止在导轨上．下图是四个侧视图，标出了四种匀强磁场的方向，其中摩擦力可能为零的是
()
【解析】因为杆静止在导轨上，所受合力为零，如果杆和导轨无挤压或者杆相对于导轨无滑动的趋势，则摩擦力为零．根据左手定则，四指指向电流方向，磁感线垂直穿过手心，则大拇指指向为安培力的方向，所以A中F水平向右，B中F竖直向上，C中F竖直向下，D中F水平向左，A、B满足题意．
【答案】AB
9．如右图所示，在a、b、c三处垂直纸面放置三根长直通电导线，a、b、c是等边三角形的三个顶点，电流大小相等，a处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为B，求O 处磁感应强度．
【解析】由于Oa＝Ob＝Oc，所以在各电流等大的前提下，b、c两处的电流在O点的磁感应强度大小也为B，根据安培定则，各电流在O处的磁感应强度应垂直于各点和O 的连线，所以根据平行四边形定则，a、b在O处的合磁感应强度为B，方向水平向右，所以O处的总磁感应强度大小为2B，方向平行ab连线向右．
【答案】2B'方向平行ab连线向右
10．水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L.M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨放置一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如右图所示，问：
(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
【解析】从b向a看侧视图如右图所示
(1)水平方向：f＝F A sinθ①
竖直方向：N＋F A cosθ＝mg②
又F A ＝BIL ＝B E R
L ③ 联立①②③得：N ＝mg －BLE cos θR
f ＝BLE sin θR
(2)使ab 棒受支持力为零，且让磁场最小，须使所受安培力竖直向上，有F A ＝mg
B min ＝mgR EL
，根据左手定则判断磁场方向水平向右． 【答案】 (1)mg －BEL cos θR 'BLE sin θR '(2)mgR EL
'方向水平向右
1.(2009·海南单科)一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如下图
中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是
( )
【解析】 由左手定则知D 正确．
【答案】 D
2．(2009·重庆理综)在下图所示电路中，电池均相同，当开关S 分别置于a 、b 两处时，导线MM ′与NN ′之间的安培力的大小分别为f a 、f b ，可判断两段导线
( )
A ．相互吸引，f a >f b
B ．相互排斥，f a >f b
C ．相互吸引，f a D ．相互排斥，f a 【解析】 无论开关置于a 还是置于b ，两导线中通过的都是反向电流，相互间作用力为斥力，A 、C 错误．开关置于位置b 时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，故D 正确． 【答案】 D 3．(2009·全国Ⅰ)如右图，一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab 、bc 和cd 的长度均为L ，且∠abc ＝∠bcd ＝135°.流经导线的电流为I ，方向如图中箭头所示．导线段abcd 所受到的磁场的作用力的合力 ( ) A ．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILB B ．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILB C ．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILB D ．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB 【解析】 由左手定则及力的合成可知合力方向沿纸面向上，故知C 、D 选项错误．再由安培力公式F ＝BIL 可得合力大小为(2＋1)ILB .选项A 正确． 【答案】 A 4．(2010·海淀期末练习)有两根长直导线a 、b 互相平行放置，右图所示为垂直于导线的截面图。在图示的平面内，O 点为两根导线连线的中点，M 、N 为两根导线附近的两点，它们在两导线的中垂线上，且与O 点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I ，则关于线段MN 上各点的磁感应强度的说法中正确的是 ( ) A. M 点和N 点的磁感应强度大小相等，方向相同 B. M 点和N 点的磁感应强度大小相等，方向相反 C. 在线段MN 上各点的磁感应强度都不可能为零 D. 在线段MN 上只有一点的磁感应强度为零 【答案】 BD 5．(2009·枣庄市摸底考试)如右图所示，质量为m 的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法中正确的是 ( ) A ．回形针静止时磁体对它的磁力大小为mg tan θ B ．回形针静止时细线的拉力大小为mg cos θ C ．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了．原因是回形针加热后，分子电流排列无序了 D ．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了．原因是回形针加热后，分子电流消失了 【解析】 由于回形针静止时受到的磁体对它的磁力的大小和方向都不确定，因而拉力大小也不能确定，故A 、B 错误；当对回形针加热，回形针会磁性消失，是因为分子电流排列无序了，所以D 错误C 正确． 【答案】 C 6．(2009·连云港市调研)将通电导线均置于匀强磁场中，其中导线不受安培力作用的是 ( ) 【解析】 磁场对放入其中的电流有安培力的作用，安培力的大小的计算公式可以写成 F ＝BIL sin θ，其中θ是电流方向与磁感应强度方向的夹角，安培力的方向可由安培定则来确定．根据题意，在A 、B 、D 中电流方向都与磁感应强度方向垂直，故都要受到安培力的作 用，因而C符合题意． 【答案】 C 7．磁性减退的磁铁需要充磁，充磁的方式有多种．如图1所示是将条形磁铁穿在通电螺线管中，如图2所示是将条形磁铁夹在电磁铁中间．a、b和c、d接直流电源．正确的接线方式是 () A．a接电源的正极，b接负极，c接电源的正极，d接负极 B．a接电源的正极，b接负极，c接电源的负极，d接正极 C．a接电源的负极，b接正极，c接电源的正极，d接负极 D．a接电源的负极，b接正极，c接电源的负极，d接正极 【解析】充磁时要使条形磁铁内的磁场方向与所在处的充磁磁场方向相同，由条形磁铁和通电螺线管的磁场的特点，结合安培定则，a接电源的负极，b接正极，c接电源的正极，d接负极． 【答案】 C 8．如右图所示，竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流方向向外，a、b、c、d是以直导线上的点为圆心的同一个圆周上的四个点，则 () A．四个点不可能有磁感应强度为零的点 B．a点的磁感应强度最小 C．b、d两点磁感应强度相同 D．c点的磁感应强度最大 【解析】磁感应强度B是矢量，通电导线在圆周上各点磁感应强度B等大，在a点通电导线磁场与匀强磁场反向，有可能抵消，所以A错误；b、d两点对应的两磁场垂直，所以b、d两点总的磁感应强度大小相等但方向不同；c点两磁场同向，所以c点磁感应强度最大． 【答案】B、D 9．(2010·宣武期末)四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d电流均为I，如图所示，放在正方形的四个顶点上，每根通电直导线单独存在时，四边形中心O点的磁感应强度都是B。则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为 () A．22B，方向向左 B．22B，方向向下 C．22B，方向向右 D ．22B ，方向向上 【答案】 A 10．电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能，使炮弹发射出去的．如右图所示，把两根互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m 的炮弹，炮弹架在长为l 、质量为M 的金属杆上．当有大的电流I 1通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得速度v 1时加速度为a .当有大的电流I 2通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v 2离开轨道，设炮弹运动过程中受到的阻力与速度的平方成正比，求垂直于轨道平面的磁感应强度． 【解析】 设运动中受总阻力F f ＝k v 2 ，炮弹与金属架在安培力和阻力的合力作用下加 速，根据牛顿第二定律，获得v 1速度时，BI 1l －k v 21＝(M ＋m )a ① 当炮弹速度最大时，有BI 2l ＝k v 22② 解①②得垂直轨道的磁感应强度为B ＝(M ＋m )a v 22l (I 1v 22－I 2v 21) . 【答案】 (M ＋m )a v 22l (I 1v 22－I 2v 21) 11．在水平面上平行放置着两根长度均为L 的金属导轨MN 和PQ ，导轨间距为d ，导轨和电路的连接如图所示．在导轨的MP 端放置着一根金属棒，与导轨垂直且接触良好．空间中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B .将开关S 1闭合，S 2断开，电压表和电流表的示数分别为U 1和I 1，金属棒仍处于静止状态；再将开关S 2闭合，电压表和电流表的示数分别为U 2和I 2，金属棒在导轨上由静止开始运动，运动过程中金属棒始终与导轨垂直．设金属棒的质量为m ，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ.忽略导轨的电阻以及金属棒运动过程中产生的感应电动势，重力加速度为g ，求： (1) (2) 时，金属棒在导轨上做匀加速运动，设加速度为a v 2＝2aL ， (2)当金属棒静止不动时，金属棒的电阻r ＝U 1I 1 ，设金属棒在导轨上运动的时间为t ，电流在金属棒中产生的热量为Q ，根据焦耳定律，Q ＝I 22rt 根据运动学公式，L ＝v 2 t ，将(1)的结果代入，解得 Q ＝I 22U 1I 12Lm BdI 2－μmg . 【答案】 (1)2(BdI 2－μmg )L m (2)I 22U 1I 12Lm BdI 2－μmg 2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编（第七期） 磁场选择题 1、（2020·福建省厦门六中高三测试三）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，如图所示，磁感应强度为B 的匀强磁场与D 形盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U 、周期为T 的交流电源上，中心A 处粒子源产生的粒子飘人狭缝中由初。速度为零开始加速，最后从出口处飞出。D 形盒的半径为R ，下列说法正确的是（ ） A ．粒子在出口处的最大动能与加速电压U 有关 B ．粒子在出口处的最大动能与D 形盒的半径无关 C ．粒子在 D 形盒中运动的总时间与交流电的周期T 有关 D ．粒子在D 形盒中运动的总时间与粒子的比荷无关 【答案】D 【解析】 AB ．根据回旋加速器的加速原理，粒子不断加速，做圆周运动的半径不断变大，最大半径即为D 形盒的半径R ，由 2 m m v qBv m R = 得 m qBR v m = 最大动能为 222 km 2q B R E m = 故AB 错误； CD ．粒子每加速一次动能增加 ΔE km =qU 粒子加速的次数为 22 km k 2E qB R N E mU ==? 粒子在D 形盒中运动的总时间 2 T t N =? ，2πm T qB = 联立得 2 π22T BR t N U =?= 故C 错误，D 正确。 故选D 。 2、（2020·福建省厦门六中高三测试三）如图所示，质量为m 、电阻为r 的“U”字形金属框abcd 置于竖直平面内，三边的长度ad =dc =bc =L ，两顶点a 、b 通过细导线与M 、N 两点间的电源相连，电源电动势为E 。内阻也为r 。匀强磁场方向垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对a 、b 点的作用力，重力加速度为g 。下列说法正确的是（ ） 高三物理第一轮专题复习——电磁场 在以坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x 轴的交点A 处以速度v 沿－x 方向射入磁场，恰好从磁场边界与y 轴的交点C 处沿＋y 方向飞出。 （1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m ； （2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B ’，该粒子仍从A 处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B ’多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t 是多少？ 电子自静止开始经M 、N 板间（两板间的电压 为U ）的电场加速后从A 点垂直于磁场边界射入宽度为d 的匀强磁场中， 电子离开磁场时的位置P 偏离入射方向的距离为L ，如图所示．求匀强磁 场的磁感应强度．（已知电子的质量为m ，电量为e ） 高考）如图所示，abcd 为一正方形区域，正离子束从a 点沿ad 方向以0 =80m/s 的初速度射入，若在该区域中加上一个沿ab 方向的匀强电场，电场强度为E ，则离子束刚好从c 点射出；若撒去电场，在该区域中加上一个垂直于abcd 平面的匀强磁砀，磁感应强度为B ，则离子束刚好从bc 的中点e 射出，忽略离子束中离子间的相互作用，不计离子的重力，试判断和计算： （1）所加磁场的方向如何？（2）E 与B 的比值B E /为多少？ 制D 型金属扁盒组成，两个D 形盒正中间开有一条窄缝。两个D 型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图，在D 型盒上半面中心S 处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D 型盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D 型盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。已知正离子的电荷量为q ，质量为m ，加速时电极间电压大小为U ，磁场的磁感应强度为B ，D 型盒的半径为R 。每次加速的时间很短，可以忽略不计。正离子从离子源出发时的初速度为零。 （1）为了使正离子每经过窄缝都被加速，求交变电压的频率； （2）求离子能获得的最大动能； （3）求离子第1次与第n 次在下半盒中运动的轨道半径之比。 如图甲所示，图的右侧MN 为一竖直放置的荧光屏，O 为它的中点，OO’与荧光屏垂直，且长度为l 。在MN 的左侧空间内存在着方向水平向里的匀强电场，场强大小为E 。乙图是从甲图的左边去看荧光屏得到的平面图，在荧光屏上以O 为原点建立如图的直角坐标系。一细束质量为m 、电荷为q 的带电粒子以相同的初速度 v 0从O’点沿O’O 方向射入电场区域。粒子的重力和粒子间的相互作用都可忽略不计。 （1）若再在MN 左侧空间加一个匀强磁场，使得荧光屏上的亮点恰好位于原点O 处，求这个磁场的磁感强度的大小和方向。 （2）如果磁感强度的大小保持不变，但把方向变为与电场方向相同，则荧光屏上的亮点位于图中A 点处，已知A 点的纵坐标 l y 3 3 ，求它的横坐标的数值。 E 、方向水平向右，电场宽度为L ；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里。一个质量为m 、电量为q 、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O 点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O 点，然后重复上述运动过程。求： （1）中间磁场区域的宽度d ； （2）带电粒子从O 点开始运动到第一次回到O 点所用时间t 。 如下图所示，PR 是一块长为L= 4m 的绝缘平板，固定在水平地面上，整个空间有一个平行 B B l O 甲 乙 2019高考物理磁场知识点 2019高考物理磁场知识点 1.磁场 (1)磁场：磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质。永磁体和电流都能在空间产生磁场。变化的电场也能产生磁场。 (2)磁场的基本特点：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。 (3)磁现象的电本质：一切磁现象都可归结为运动电荷(或电流) 之间通过磁场而发生的相互作用。 (4)安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体。 (5)磁场的方向：规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向(或者小磁针静止时N极的指向)就是那一点的磁场方向。 2.磁感线 (1)在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线。 (2)磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极到N极，磁感线是闭合曲线;磁感线不相交。 (3)几种典型磁场的磁感线的分布： ①直线电流的磁场：同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱。 ②通电螺线管的磁场：两端分别是N极和S极，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场。 ③环形电流的磁场：两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱。 ④匀强磁场：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同。匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线。 3.磁感应强度 (1)定义：磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，定义式B=F/IL。单位T，1T=1N/(A·m)。 (2)磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向。 (3)磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比。 (4)磁感应强度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四边形定则，注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向。 4.地磁场：地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个： 第十一章、磁场 一、磁场： 1、基本性质：对放入其中的磁极、电流有力的作用。 磁极间、电流间的作用通过磁场产生，磁场是客观存在的一种特殊形态的物质。 2、方向：放入其中小磁针N极的受力方向（静止时N极的指向） 放入其中小磁针S极的受力的反方向（静止时S极的反指向） 3、磁感线：形象描述磁场强弱和方向的假想的曲线。 磁体外部：Ｎ极到Ｓ极；磁体内部：Ｓ极到Ｎ极。 磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向；磁感线的疏密表示磁场的强弱。 ４、安培定则：（右手四指为环绕方向，大拇指为单独走向） 二、安培力： １、定义：磁场对电流的作用力。 ２、计算公式：Ｆ＝ＩＬＢsinθ＝Ｉ⊥ＬＢ式中：θ是Ｉ与Ｂ的夹角。 电流与磁场平行时，电流在磁场中不受安培力；电流与磁场垂直时，电流在磁场中受安培力最大：Ｆ＝ＩＬＢ 0≤F≤ＩＬＢ ３、安培力的方向：左手定则——左手掌放入磁场中，磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指指向为通电导线所受安培力的方向。 三、磁感应强度Ｂ： １、定义：放入磁场中的电流元与磁场垂直时，所受安培力Ｆ跟电流元ＩＬ的比值。 qB m v r =２、公式： 磁感应强度Ｂ是磁场的一种特性，与Ｆ、Ｉ、Ｌ等无关。 注：匀强磁场中，Ｂ与Ｉ垂直时，Ｌ为导线的长度； 非匀强磁场中，Ｂ与Ｉ垂直时，Ｌ为短导线长度。 ３、国际单位：特斯拉（Ｔ）。 ４、磁感应强度Ｂ是矢量，方向即磁场方向。 磁感线方向为Ｂ方向，疏密表示Ｂ的强弱。 ５、匀强磁场：磁感应强度Ｂ的大小和方向处处相同的磁场。磁感线是分布均匀的平行直线。例：靠近的两个异名磁极之间的部分磁场；通电螺线管内的磁场。 四、电流表（辐向式磁场） 线圈所受力矩：M=NBIS ∥=k θ 五、磁场对运动电荷的作用： 1、洛伦兹力：运动电荷在磁场中所受的力。 2、方向：用左手定则判断——磁感线穿过掌心，四指所指为正电荷运动方向（负电荷运动的反方向），大拇指所指方向为洛伦兹力方向。 3、大小：F=qv ⊥B 4、洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，只改变电荷的运动方向，不对电荷做功。 5、电荷垂直进入磁场时，运动轨迹是一个圆。 IL F B = 考查点19磁场 考点突破 1.关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的 是() A．磁感线只能形象地描述各点磁场的方向 B．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 C．磁感线是磁场中客观存在的线 D．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止 2．关于磁感应强度，下列说法中正确的是() A．磁感应强度只能反映磁场的强弱 B．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量 C．磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向 D．磁感应强度的方向就是放在该点的小磁针的S极静止时的指向 3．在下列图中“×”表示直线电流方向垂直纸面向里，“·”表示直线电流方向垂直纸面向外，则下列图形中能正确描绘直线电流周围的磁感线的是() A B C D 4．关于通电螺旋线管磁极的判断，下列示意图中正确的是() A B C D 5．(2019·徐州模拟)在匀强磁场中某处，垂直于磁场方向放置一个长度L＝20cm、通电电流I＝1A的直导线，导线受到的安培力F＝0.2N.现将该通电导线从磁场中撤走，此时该处的磁感应强度大小为() A．0 B．0.1TC．0.4TD．1T 6．(2019·徐州模拟)如图所示，线框平面与磁场方向垂直，现将线框沿垂直磁场方向拉到磁场中的过程中，穿过线框磁通量的变化情况是() 第6题图 A．变小B．变大 C．先变大后不变D．先变小后变大 7．一根较容易形变的弹性导线，将上下两端固定，当没有磁场时，导线呈直线状态．现使导线通过电流，方向自下而上(如图中箭头所示)，分别加上方向竖直向上、水平向右、垂直于纸面向外的匀强磁场时，下列描述导线发生形变的四个图示中正确的是() A.形变水平向右 B.形变水平向右 C.形变水平向左) D.形变水平向右 8．下列各图中，标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中错 专题9 磁场 1.（15江苏卷）如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长NM 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是 答案：A 解析：因为在磁场中受安培力的导体的有效长度(A)最大，所以选A. 2．（15海南卷）如图，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 答案：A 解析：条形磁铁的磁感线方向在a 点为垂直P 向外，粒子在条形磁铁的磁场中向右运动，所以根据左手定则可得电子受到的洛伦兹力方向向上，A 正确. 3.（15重庆卷）题1图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里.以下判断可能正确的是 A.a 、b 为粒子的经迹 B. a 、b 为粒子的经迹 C. c 、d 为粒子的经迹 D. c 、d 为粒子的经迹 答案：D 解析：射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故选项B 错误.粒子为氦核带正电，由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转，故选项A 、C 错误；粒子是带负电的电子流，应向下偏转，选项D 正确. 4.（15重庆卷）音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.题7图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为，匝数为，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为，区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P 流向Ｑ，大小为． βγαβγαβL n B I 磁场 1.如图所示，表面粗糙的水平传递带在电动机的带动下以速度v 匀速运动，在空间中边长为2L的正方形固定区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m，电阻为R，边长为L的正方形金属线圈abcd平放在传送带上，与传送带始终无相对运动，下列说法中正确的是 A．在线圈进入磁场过程与穿出磁场过程中，感应电流的方向都沿abcda方向B．在线圈穿过磁场区域的过程中，线圈始终受到水平向左的安培力 C．在线圈进入磁场过程中，线圈所受静摩擦力的功率为 23 B L R v D．在线圈穿过磁场区域的过程中，电动机多消耗的电能为 23 2B L R v 2.如图所示，甲、乙两个带等量异种电荷而质量不同的带电粒子，以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，运动轨迹如图中虚线所示.不计粒子所受重力及空气阻力，下列说法正确的是（） A．甲带负电荷，乙带正电荷 B．甲的质量大于乙的质量 C．洛伦兹力对甲做正功 D．甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间 3. 对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”。人们假定，在N 极上聚集着正磁荷，在 S 极上聚集着负磁荷。由此可以将磁现象与电现象类比，得出一系列相似的定律，引入相似的概念。例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等。在磁荷观点中磁场强度定义为：其大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同。则一个磁荷量为6Nm/A （磁荷量的单位是“牛米每安”）的磁荷在磁场强度为3A/m （磁场强度的单位是“安每米”）的磁场中受到的磁场力为： A ．18N B ．0.5N C ．2N D ．3N 4. 如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关示意图，O 是转动轴，A 是绝缘手柄，C 是闸刀卡 口，M 、N 接电源线。闸刀处于垂直纸面向里B ＝0.1 T 的匀强磁场中，CO 间距离10 cm 。当磁场力为0.2 N 时，闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开，通过绝缘手柄CO 中的电流的大小和方向为 A ．电流大小为20A ，电流方向O →C B ．电流大小为20 A ，电流方向 C →O C ．电流大小为2 A ，电流方向O →C D ．电流大小为2 A ，电流方向C →O 5. 环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，如图所示正、负粒子由静止经过电压为U 的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在与圆环平面垂直的匀强磁场，调节磁感应强度的大小可使两种带电粒子被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，并在碰撞区内迎面 甲 乙 P B M N o o 《磁场》综合检测 (时间:90分钟满分:100分) 一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一个选项正确,第8～12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分) 1.地球的地理两极与地磁两极并不完全重合,它们之间存在磁偏角,首先观测到磁偏角的是( D ) A.意大利航海家哥伦布 B.葡萄牙航海家麦哲伦 C.我国的航海家郑和 D.中国古代科学家沈括 解析:世界上第一个清楚地、准确地论述磁偏角的是沈括.沈括是中国历史上最卓越的科学家之一,他发现了地磁偏角的存在,比欧洲发现地磁偏角早了四百多年,选项D正确. 2.如图,一个环形电流的中心有一根通电直导线,则环受到的磁场力( D ) A.沿环半径向外 B.沿环半径向内 C.沿通电直导线水平向左 D.等于零 解析:通电直导线产生的磁场是以导线上各点为圆心的同心圆,而环形电流的方向与磁场方向平行,即B平行I,所以通电圆环不受磁场力的作用,即F=0,选项D正确,A,B,C错误. 3.在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于放出射线,结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示),今测得两个相切圆半径之比R1∶R2=a,新核与射线质量之比为b,则下列说法正确的是( B ) A.放出的射线为高速电子流 B.半径为r2的圆为放出射线的运动轨迹 C.射线与新核动能之比为a D.射线与新核质子数之比为b 解析:根据动量守恒可以知道,放出射线后的粒子动量大小相等,方向相反,则根据左手定则可以知道,放出的粒子均带正电,选项A错误;放射出粒子在磁场中做匀速圆周运动,则qvB=m,即R=,由于动量守恒,而且放出的粒子电荷量小,则半径R大,故半径为r2的圆为放出射线的运动轨迹,选项B正确;根据动量与动能的关系E k=,则动能之比等于质量的反比,故射线与新核动能之比为b,选项C错误;射线与新核质子数之比即为电荷量之比,由于R=,则q=,即射线与新核质子数之比等于半径的反比,射线与新核质子数之比为a,选项D错 2008高考物理总复习电场与磁场计算题 1．如图所示，A和B是两个相同的带电小球，可视为质点，质量均为m，电荷量均为q，A固定在绝缘地面上，B放在它的正上方很远距离的一块绝缘板上，现手持绝缘板使B从静止起以恒定的加速度a（a 3．内壁光滑的圆环状管子固定在竖直平面内，环的圆心位于坐标圆点，圆环的半径为R ，x 轴位于水平面内，匀强电场在竖直平面内方向竖直向下，y 轴左侧场强大小q m g E ，右侧场强大小为 2 E ．质量为m 、电荷量为q 的带正电小球从A 点进入管中并沿逆时针方向运动，小球的直径略小于管子的内径，小球的初速度不计，求： （1）小球到达B 点时的加速度； （2）小球到达C 点时对圆环的压力； （3）通过进一步计算说明这种物理模型存在的问题及形成原因． 4．如图所示，一个质量为m =2.0×10-11kg ，电荷量q = +1.0×10-5C 的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U 1=100V 电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压U 2=100V 。金属板长L =20cm ，两板间距d =310cm 。求： （1）微粒进入偏转电场时的速度v 0大小； （ 2）微粒射出偏转电场时的偏转角θ； （3）若该匀强磁场的宽度为D =10cm ，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B 至少多大？ 专题十磁场 1．（2013高考上海物理第13题）如图，足够长的直线ab 靠近通电螺线管，与螺线管平行。用磁传感器测量ab 上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图像是 答案：C 解析：通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，所以用磁传感器测量ab 上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图像是C。 2．（2013高考安徽理综第15题）图中a，b，c，d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒 子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛 伦兹力的方向是 A．向上B．向下C．向左 D．向右 【答案】B 【解析】在O点处，各电流产生的磁场的磁感应强度在O点叠加。d、b电流在O点产生的磁场抵消，a、c电流在O点产生的磁场合矢量方向向左，带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，由左手定则可判断出它所受洛伦兹力的方向是向下，B选项正确。 3. （2013全国新课标理综II第17题）空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力。该磁场的 磁感应强度大小为 A B ．qR m v 0 C ．qR mv 03 D ．qR m v 03 答案.A 【解题思路】画出带电粒子运动轨迹示意图，如图所示。设带电粒子 在匀强磁场中运动轨迹的半径为r ，根据洛伦兹力公式和牛顿第二定律， qv 0B=m 2 v r ，解得r=mv 0/qB 。由图中几何关系可得：tan30°=R/r。联立解 得：该磁场的磁感应强度B= 3qR ,选项A 正确。 4. （2013全国新课标理综1第18题）如图，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R/2，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 ． m qBR 2 B ．m qBR C ．m qBR 23 D ．m qBR 2 答案：B 解析：画出粒子运动轨迹，由图中几何关系可知，粒子运动的轨迹半径等于R ，由qvB=mv 2 /R 可得：v= m qBR ，选项B 正确。 5.(2013高考广东理综第21题)如图9，两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 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 5．考点：运动电荷在磁场中的运动，圆周运动，洛伦兹力， 高中物理磁场知识点汇总 一、磁场 磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是客观存在。小磁针的指南指北表明地球是一个大磁体。磁体周围空间存在磁场；电流周围空间也存在磁场。电流周围空间存在磁场，电流是大量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。静止电荷周围空间没有磁场。磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。磁场是物质存在的一种形式。磁场对磁体、电流都有磁力作用。与用检验电荷检验电场存在一样，可以用小磁针来检验磁场的存在。如图所示为证明通电导线周围有磁场存在? ?奥斯特实验，以及磁场对电流有力的作用实验。 1．地磁场地球本身是一个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球的南极附近。 2．地磁体周围的磁场分布与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。 3．指南针放在地球周围的指南针静止时能够指南北，就是受到了地磁场作用的结果。 4．磁偏角地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏角，简称磁偏角。说明：①地球上不同点的磁偏角的数值是不同的。 ②磁偏角随地球磁极缓慢移动而缓慢变化。③地磁轴和地球自转轴的夹角约为11°。 二、磁场的方向 在电场中，电场方向是人们规定的，同理，人们也规定了磁场的方向。规定：在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。确定磁场方向的方法是：将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针 N 极的指向即为该点的磁场方向。磁体磁场：可以利用同名磁极相斥，异名磁极相吸的方法来判定磁场方向。 电流磁场：利用安培定则（也叫右手螺旋定则）判定磁场方向。 三、磁感线 专题测试 【满分：100分时间：90分钟】 一、选择题（本题共包括10小题，每小题5分，共50分） 1．(2020·江西临川一中高三调研)如图所示，三根通电长直导线P、Q、R均垂直纸面放置，ab为直导线P、Q连线的中垂线，P、Q中电流强度的大小相等、方向均垂直纸面向里，R中电流的方向垂直纸面向外，则R受到的磁场力可能是() A．F1B．F2C．F3D．F4 2．(2020·福建泉州二中模拟)如图，光滑斜面上放置一根通有恒定电流的导体棒，空间有垂直斜面向上的匀强磁场B，导体棒处于静止状态。现将匀强磁场的方向沿图示方向缓慢旋转到水平方向，为了使导体棒始终保持静止状态，匀强磁场的磁感应强度应同步() A．增大B．减小 C．先增大，后减小D．先减小，后增大 3．(2020·辽宁大连质检)如图所示，AC是四分之一圆弧，O为圆心，D为圆弧中点，A、D、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B 的匀强磁场，O处的磁感应强度恰好为零。如果将D处电流反向，其他条件都不变，则O处的磁感应强度大小为() A．2(2－1)B B．2(2＋1)B C．2B D．0 4．(2020·河南郑州模拟)如图所示，边界OM与ON之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界ON上有一粒子源S。某一时刻，从粒子源S沿平行于纸面，向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子 的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相等，经过一段时间后有大量粒子从边界OM 射出磁场。已知∠MON ＝30°，从边界OM 射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于T 2(T 为粒子在磁场中运动的周 期)，则从边界OM 射出的粒子在磁场中运动的最短时间为( ) A.T 3 B.T 4 C.T 6 D.T 8 5．(2020·重庆巴蜀中学一诊)如图所示，两根平行固定放置的长直导线a 和b 载有大小、方向均相同的电流，a 受到的磁场力大小为F ，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受到的磁场力大小变为2F ，则此时b 受到的磁场力大小可能为( ) A ．4F B ．3F C ．2F D ．0 6．(2020·江西南昌调研)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 两条导线中的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 高考物理最新电磁学知识点之磁场知识点总复习 一、选择题 1．如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m、带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强电场(图示方向)中．设小球带电荷量不变，小球由棒的下端以某一速度上滑的过程中一定有() A．小球加速度一直减小 B．小球的速度先减小，直到最后匀速 C．杆对小球的弹力一直减小 D．小球受到的洛伦兹力一直减小 2．2019年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，该回旋加速器是我国目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。如图所示为回旋加速器原理示意图，现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中，接入高频电源。分别加速氘核和氦核，下列说法正确的是（） A．它们在磁场中运动的周期相同 B．它们的最大速度不相等 C．两次所接高频电源的频率不相同 D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 3．为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。如图为直线通道推进器示意图。推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c=0.5m×0.4m×0.3m。空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B=10.0T，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I=1.0×103A，方向如图。则下列判断正确的是（） A．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103N B．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为5.0×103N C．超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP方向 D．通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能 4．如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平 面（未画出）。一群比荷为q m 的负离子以相同速率v0（较大），由P点在纸平面内向不同 方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧足够大荧光屏上，离子重力不计。则下列说法正确的是（） A．离子在磁场中的运动轨迹半径可能不相等 B．由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长 C．离子在磁场中运动时间一定相等 D．沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大 5．如图所示，用一细线悬挂一根通电的直导线ab（忽略外围电路对导线的影响），放在螺线管正上方处于静止状态，与螺线管轴线平行，可以在空中自由转动，导线中的电流方向由a指向b。现给螺线管两端接通电源后（螺线管左端接正极），关于导线的受力和运动情况，下列说法正确的是（） A．在图示位置导线a、b两端受到的安培力方向相反导线ab始终处于静止 B．从上向下看，导线ab从图示位置开始沿逆时针转动 C．在图示位置，导线a、b两端受到安培力方向相同导线ab摆动 D．导线ab转动后，第一次与螺线管垂直瞬间，所受安培力方向向上 6．如图，一正方体盒子处于竖直向上匀强磁场中，盒子边长为L，前后面为金属板，其余四面均为绝缘材料，在盒左面正中间和底面上各有一小孔（孔大小相对底面大小可忽略），底面小孔位置可在底面中线MN间移动，让大量带电液滴从左侧小孔以某一水平速度进入盒内，若在正方形盒子前后表面加一恒定电压U，可使得液滴恰好能从底面小孔通过，测得小孔到M点的距离为d，已知磁场磁感强度为B，不考虑液滴之间的作用力，不计一切阻力，则以下说法正确的是（） 高考物理系列讲座——-带电粒子在场中的运动 【专题分析】 带电粒子在某种场(重力场、电场、磁场或复合场)中的运动问题，本质还是物体的动力学问题 电场力、磁场力、重力的性质和特点：匀强场中重力和电场力均为恒力，可能做功；洛伦兹力总不做功；电场力和磁场力都与电荷正负、场的方向有关，磁场力还受粒子的速度影响，反过来影响粒子的速度变化. 【知识归纳】一、安培力 1.安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫安培力. 【说明】磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用，磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力. 2.安培力的计算公式：F=BILsinθ；通电导线与磁场方向垂直时，即θ = 900，此时安培力有最大值；通电导线与磁场方向平行时，即θ=00，此时安培力有最小值，F min=0N；0°＜θ＜90°时，安培力F介于0和最大值之间. 3.安培力公式的适用条件； ①一般只适用于匀强磁场；②导线垂直于磁场； ③L为导线的有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L由始端流向末端； ④安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心； ⑤根据力的相互作用原理，如果是磁体对通电导体有力的作用，则通电导体对磁体有反作用力. 【说明】安培力的计算只限于导线与B垂直和平行的两种情况. 二、左手定则 1.通电导线所受的安培力方向和磁场B的方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定. 2.用左手定则判定安培力方向的方法：伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，并使四指指向电流方向，这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向. 3.安培力F的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线方向垂直，即F总是垂直于磁场与导线所决定的平面.但B与I的方向不一定垂直. 4.安培力F、磁感应强度B、电流I三者的关系 ①已知I、B的方向，可惟一确定F的方向； ②已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可惟一确定I的方向； ③已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能惟一确定. 三、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力. 1.洛伦兹力的公式：F=qvBsinθ； 2.当带电粒子的运动方向与磁场方向互相平行时，F=0； 3.当带电粒子的运动方向与磁场方向互相垂直时，F=qvB; 4.只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用，静止电荷在磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为0； 四、洛伦兹力的方向 1.运动电荷在磁场中受力方向可用左手定则来判定； 2.洛伦兹力f的方向既垂直于磁场B的方向，又垂直于运动电荷的速度v的方向，即f 2019年高考理科综合物理电磁场压轴专项练习集（一） 1.如图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在水平向左的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为 、带电荷量为的小球以速度沿直线AO运动，AO与轴负方向成角。在轴与MN之间的区域Ⅰ内加一电场强度最小的匀强电场后，可使小球继续做直线运动到MN上的C点，MN与PQ之间区域Ⅱ内存在宽度为的竖直向上匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，小球在区域Ⅱ内做匀速圆周运动并恰好不能从右边界飞出，已知小球在C点的速度大小为，重力加速度为，，，求： （1）第二象限内电场强度的大小和磁感应强度的大小； （2）区域Ⅰ内最小电场强度的大小和方向； （3）区域Ⅱ内电场强度的大小和磁感应强度的大小。 2.电视机中显像管（抽成真空玻璃管）的成像原理主要是靠电子枪产生高速电子束，并在变化的磁场作用下发生 偏转，打在荧光屏不同位置上发出荧光而形成像。显像管的原理示意图（俯视图）如图甲所示， 在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束沿纸面发生偏转的磁场，偏转的磁场可简化为由通电螺线管产生的与纸面垂直的磁场，该磁场分布的区域为圆形（如图乙所示），其磁感应强度，式中为磁常量，为螺线管线圈的匝数，为线圈中电流的大小。由于电子的速度极大，同一电子穿过磁场过程中可认为磁场没有变化，是稳定的匀强磁场。已知电子质量为，电荷量为，电子枪加速电压为，磁常量为，螺线管线圈的匝数，偏转磁场区域的半径为，其圆心为O点。当没有磁场时，电子束通过O点，打在荧光屏正中的M点，O 点到荧光屏中心的距离。若电子被加速前的初速度和所受的重力、电子间的相互作用力以及地磁场对电子束的影响均可忽略不计，不考虑相对论效应及磁场变化所激发的电场对电子 束的作用。 （1）求电子束经偏转磁场后打到荧光屏上P点时的速率； （2）若电子束经偏转磁场后速度的偏转角，求此种情况下电子穿过磁场时，螺线管线圈中电流的大小； （3）当线圈中通入如图丙所示的电流，其最大值为第（2）问中电流的倍。求电子束打在荧光屏上发光所形成“亮线”的长度。 高考物理电磁学知识点之磁场真题汇编附解析一、选择题 1．我国探月工程的重要项目之一是探测月球3 2He含量。如图所示，3 2 He（2个质子和1个 中子组成）和4 2 He（2个质子和2个中子组成）组成的粒子束经电场加速后，进入速度选择器，再经过狭缝P进入平板S下方的匀强磁场，沿半圆弧轨迹抵达照相底片，并留下痕迹M、N。下列说法正确的是（） A．速度选择器内部的磁场垂直纸面向外B．平板S下方的磁场垂直纸面向里 C．经过狭缝P时，两种粒子的速度不同D．痕迹N是3 2 He抵达照相底片上时留下的2．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是（） A．M带正电，N带负电 B．M的速率大于N的速率 C．洛伦磁力对M、N做正功 D．M的运行时间大于N的运行时间 3．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( ) A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t B．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t C．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t D．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t 4．对磁感应强度的理解，下列说法错误的是（） A．磁感应强度与磁场力F成正比，与检验电流元IL成反比 B．磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向 C．磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，与检验电流I无关 D．磁感线越密，磁感应强度越大 5．下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（） A．图甲是通电导线周围存在磁场的实验。这一现象是物理学家法拉第通过实验首先发现B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属C．图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻刘伟手握线圈裸露的两端协助测量，李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高 D．图丁是微安表的表头，在运输时要把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 6．如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内．则 A．b点的磁感应强度为零 B．ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里 C．cd导线受到的安培力方向向右 D．同时改变了导线的电流方向，cd导线受到的安培力方向不变 7．如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射人水平放置，电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为（不计重力，不考虑边缘效应）（） 磁场 【满分：110分时间：90分钟】 一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1．关于磁感的磁感线，下列说法正确的是（） A．条形磁铁的磁感线从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极 B．磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线疏的地方磁场弱，磁感线密的地方磁场强 C．磁感线是客观存在的物质，没画磁感线的地方就表示磁场不存在 D．通电长直导线周围的磁感线是以导线为圆心的均匀分布的同心圆 【答案】 B 2．有一长直螺线管通有正弦交流电（i=I m sinωt)，当电子沿螺线管轴线射入后，若不计电子重力，则电子的运动情况是 A．变速直线运动 B．匀速直线运动 C．匀速圆周运动 D．沿轴线来回往复 【答案】 B 【解析】试题分析：由于长通电螺线管中产生的磁场方向平行于螺线管的中心轴线，与电子的运动方向平行，则电子在磁场中不受洛伦兹力，电子重力又不计，则电子做匀速直线运动．故B正确，ACD错误。 (3)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力方向时，要注意判断结果与正电荷恰好相反． (4)洛伦兹力对运动电荷(或带电体)不做功，不改变速度的大小，但它可改变运动电荷(或带电体)速度的方 向，影响带电体所受其他力的大小，影响带电体的运动时间等． 6．一束带电粒子以同一速度v0从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图所示。若粒子A的轨迹半径为r1，粒子B的轨迹半径为r2，且r2=2r1，q1、q2分别是它们的带电荷量，m1、m2分别是它们的质量。则下列分析正确的是 A．A带负电、B带正电，荷质比之比为 B．A带正电、B带负电，荷质比之比为 C．A带正电、B带负电，荷质比之比为 D．A带负电、B带正电，荷质比之比为 【答案】 C 点睛：解决本题的关键掌握左手定则判断磁场方向、电荷的运动方向以及洛伦兹力方向的关键，以及掌握 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式 mv r qB ＝。 7．如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨道半径为R，已知该电场的电场强度为E，方向竖直向下；该磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，设重力加速度为g，则( ) 高考物理电磁学知识点之磁场知识点总复习含答案解析 一、选择题 1．三根通电长直导线a、b、c平行且垂直纸面放置，其横截面如图所示，a、b、c恰好位于直角三角形的三个顶点，∠c＝90?，∠a＝37?。a、b中通有的电流强度分别为I1、I2，c受到a、b的磁场力的合力方向与a、b连线平行。已知通电长直导线在周围某点产生的磁 场的磁感应强度 I B k r =，k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离，sin37? ＝0.6。下列说法正确的是（） A．a、b中电流反向,1I：216 I=：9 B．a、b中电流同向,1I：24 I=：3 C．a、b中电流同向,1I：216 I=：9 D．a、b中电流反向,1I：24 I=：3 2．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( ) A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t B．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t C．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t D．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t 3．如图所示，一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当通以从左到右的恒定电流I时，金属材料上、下表面电势分别为φ1、 φ2。该金属材料垂直电流方向的截面为长方形，其与磁场垂直的边长为a、与磁场平行的边长为b，金属材料单位体积内自由电子数为n，元电荷为e。那么 A． 12IB enb ?? -=B． 12IB enb ?? -=- C． 12 IB ena ?? -=D． 12 IB ena ?? -=- 4．如图所示，一束粒子射入质谱仪，经狭缝S后分成甲、乙两束，分别打到胶片的A、C 两点。其中 2 3 SA SC =，已知甲、乙粒子的电荷量相等，下列说法正确的是 A．甲带正电B．甲的比荷小 C．甲的速率小D．甲、乙粒子的质量比为2：3 5．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场边界上，有两个质量、电荷量均相等的正、负离子（不计重力），从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成θ角，则正、负离子在磁场中运动的过程，下列判断正确的是 A．运动的轨道半径不同 B．重新回到磁场边界时速度大小和方向都相同 C．运动的时间相同 D．重新回到磁场边界的位置与O点距离不相等 6．如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，比荷为e m 的电子以速度 v0从A 点沿AB边射出（电子重力不计），欲使电子能经过AC边，磁感应强度B的取值为物理高考复习专题11 磁场选择题(解析版)
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