2022年北京市高考物理总复习：磁场

选择性必修第二册第十章磁场第1讲磁场及其对电流的作用1.能列举磁现象在生产生活中的应用。

了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。

关注与磁相关的现代技术发展。

2.通过实验，认识磁场。

了解磁感应强度，会用磁感线描述磁场。

体会物理模型在探索自然规律中的作用。

3.通过实验，认识安培力。

能判断安培力的方向，会计算安培力的大小。

了解安培力在生产生活中的应用。

物理观念：理解磁感应强度、磁感线、安培力等概念，掌握安培定则应用方法，建立磁场的物质观念。

科学思维：通过电场与磁场的类比，培养科学思维方法，掌握安培力的应用方法，运用力学观点、能量观点分析带电体在磁场中的运动，培养分析推理能力。

一、磁场、磁感应强度1．磁场的基本性质磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。

2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。

(2)定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)。

(3)方向：小磁针静止时N极的指向。

(4)单位：特斯拉，符号为T。

3．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。

(2)特点：磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线。

4．地磁场(1)地磁的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示。

(2)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北。

命题·生活情境如图所示是我国最早期的指南仪器——司南，静止时它的长柄指向南方，是由于地球表面有地磁场。

(1)地理南、北极与地磁场的北、南极一定重合吗？提示：不重合。

地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，并不重合。

(2)地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，对吗？提示：不对。

只有赤道附近上空磁场的方向才与地面平行。

二、磁感线和电流周围的磁场1．磁感线的特点(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。

(2)磁感线的疏密程度定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱。

物理高考磁场知识点总结一、磁场的基本概念1、磁场的产生磁场是由运动的电荷或者电流所产生的，当电荷或者电流运动时，就会产生磁场。

在物质层面上，电子自身就带有磁性，因此，当电子在运动时就会产生磁场。

2、磁场的性质磁场具有一些特殊的性质，其中包括以下几点：（1）磁场有方向，是有向量性质的；（2）磁场对磁性物质有作用；（3）磁场有磁感应强度和磁通量的概念。

3、磁场的表示磁场可以用磁力线和磁力线图来表示。

磁力线是磁感应强度矢量的轨迹线，它是一个由磁铁两极所组成的曲线。

在磁力线图中，磁力线的密集程度表示了磁感应强度的大小。

4、磁场的单位磁场的单位是特斯拉（T），国际单位制中磁感应强度的单位是特斯拉（T），1T=1N/A·m。

二、磁场的作用1、磁场对电荷的力当电荷在磁场中运动时，就会受到磁场的作用力，这个力叫做洛伦兹力。

洛伦兹力的大小和方向与电荷的速度、磁感应强度和磁场与速度夹角有关。

2、磁场对电流的力磁场也对电流有作用，当电流在磁场中流动时，就会受到磁场的作用力。

根据安培力的法则，电流的方向与所受磁场的作用力垂直，大小与电流强度、磁感应强度和电流方向夹角有关。

3、磁场对磁性物质的作用磁场对磁性物质也有作用，当磁性物质放在磁场中时，就会受到力的作用，这个力叫做磁力。

磁力的大小取决于磁性物质的特性和磁场的性质。

4、磁场对导体的作用当导体在磁场中运动时，也会受到磁场的作用力。

这个力叫做洛伦兹力，洛伦兹力会使导体中的自由电子受到受力而移动，导致导体中产生感应电动势，这就是电磁感应现象。

5、磁场中的运动电荷当电荷在磁场中做匀速圆周运动时，它所受的洛伦兹力提供了向心力，使电荷在磁场中继续做匀速圆周运动。

三、磁场的应用磁场在生活中有着广泛的应用，以下是一些常见的磁场应用：1、磁铁磁铁是最常见的应用磁场的物品，它可以用于吸附与吸引磁性物质。

2、电动机电动机利用磁场和电场之间的相互作用，将电能转化为机械能。

3、电磁感应电磁感应是磁场的重要应用之一，用于发电、变压器等装置中。

高考磁场知识点复习磁场作为物理学中的重要概念，在高考物理考试中占据着较大的比重。

为了帮助同学们高效备考，下面将对高考磁场知识点进行全面的复习和总结。

一、磁场的基本概念磁场是由带电粒子运动形成的，具有磁性物质附近空间特有的物理量。

磁场可以由磁场线表示，磁场线从磁南极指向磁北极。

二、磁场的特性和相互作用1. 磁力线和磁感线：磁力线是沿着磁感应强度的方向而画出的曲线，表示磁场的分布情况；磁感线是表示磁感应强度大小和方向的线。

2. 磁场的特性：(1) 磁场是无源场：磁场不存在单极子，磁场线总是以环路为中心闭合的。

(2) 磁场的超线性叠加原理：多个磁体产生的磁场矢量可以通过矢量相加得到。

3. 磁场的相互作用：(1) 磁场对物质的作用：磁场可以对带电粒子施加力，使其产生受力运动。

例如，磁场可以使带正电荷的粒子受到磁力的作用，称为洛伦兹力。

(2) 磁场和电场的作用：磁场和电场可以相互转化，互相影响。

电流产生磁场，而变化磁场可以诱导出电场。

三、安培环路定理和法拉第电磁感应定律1. 安培环路定理：安培环路定理揭示了闭合回路中磁场强度和该回路内部电流的关系。

根据安培环路定理，环绕一条闭合回路的磁场线的总磁通量等于该回路内部电流的代数和乘以真空磁导率。

2. 法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律表明了变化磁场可以诱导出闭合回路中的电动势。

根据法拉第电磁感应定律，闭合回路中的电动势大小等于磁通量对时间的变化率的负值。

四、磁场的应用1. 电动机和电磁铁：电动机是利用电流产生的磁场与外部磁场相互作用而产生机械运动的装置；电磁铁是一种利用电流在绕组中产生磁场的装置。

2. 变压器：变压器利用交变磁通量诱导出的电动势进行电能的传递和改变，是电力传输中重要的设备之一。

3. 磁共振成像技术：磁共振成像技术是利用核磁共振现象进行医学检查和成像的技术，广泛应用于医学领域。

综上所述，高考磁场知识点的复习包括了磁场的基本概念、特性和相互作用、安培环路定理和法拉第电磁感应定律，以及磁场的应用等内容。

高考物理磁场知识点归纳总结一、磁场的概念和性质1.磁场的概念：磁场是存在于磁体周围的一种物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质，具有磁场力的作用。

2.磁场的性质：磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力作用，这个力称为磁场力。

二、磁感线1.磁感线的概念：用一些带箭头的曲线，可以方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。

2.磁感线的特点：(1) 磁感线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向，也就是放在该点的小磁针静止时北极所指的方向。

(2) 磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从北极出来，进入南极。

在磁体内部，由南极回到北极。

(3) 磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，越疏的地方磁场越弱。

(4) 磁场中某点不可能有两个切线方向。

三、安培定则1.安培定则的概念：安培定则是由法国物理学家安培提出的，它是指右手握住导线，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极。

2.安培定则的应用：安培定则可以用来判断通电螺线管的极性和电流方向。

四、洛伦兹力1.洛伦兹力的概念：洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，它是一种与电场力不同的力。

2.洛伦兹力的特点：洛伦兹力对电荷不做功，它只改变电荷的运动状态，不会改变电荷的动能。

3.洛伦兹力的方向：洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁场方向有关。

当电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力为零；当电荷运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大。

4.洛伦兹力的应用：洛伦兹力可以用来解释一些电磁现象，如带电粒子的加速和偏转等。

五、磁场对通电导线的作用力1.磁场对通电导线的作用力的概念：当电流通过导线时，导线会受到磁场的作用力，这个力称为安培力。

2.安培力的特点：安培力的大小与导线的放置方向和磁场方向有关。

当导线与磁场垂直时，安培力最大；当导线与磁场平行时，安培力为零。

3.安培力的应用：安培力可以用来解释一些电磁现象，如电动机和发电机的工作原理等。

高考物理磁场知识要点总结一、基本概念和基本规律1. 磁力线：指示磁力方向和磁场强度的曲线。

2. 磁力：磁场对于具有磁性的物体所施加的力。

3. 磁力规律：同类磁极相斥，异类磁极相吸。

4. 磁感线：磁感应强度B的方向的曲线。

5. 磁感应强度（磁场强度）B：与磁场力相关，数值上等于磁场力对磁场单位正极磁势能的单位磁阻的比值。

6. 磁感应强度的单位：特斯拉（T）。

7. 磁场力：磁场中磁感应强度为B的磁铁在磁场中受力的大小。

8. 磁场力规律：磁场力与磁感应强度大小和电流量的乘积成正比。

9. 楞次定律：电流产生的磁场力大小与磁场内磁感应强度、电流的大小和夹角的正弦值之积成正比。

10. 磁化强度：单位体积内磁化电荷的大小。

二、磁场中的电流1. 定义：通过导体的电流产生的磁场。

2. 电流元：取一微弱电流段，其长度dL为微小量，电流强度为I。

3. 宏观电流：由大量的电荷在导线内流动产生的电流。

4. 微观电流：电流中的个别电荷通过导线的传输过程。

5. 安培(Ampere)定律：磁场力线的方向是电流方向的线圈所构成的方向。

三、电流元在磁场中受力1. 定义：表示在磁感应强度为B的磁场中的微小电流元,电流元的长度为dL，电流强度的大小为I。

2. 磁场力的大小：F=B×I×dL×sinα。

3. 磁场力的方向：根据安培定律，方向垂直于电流元所在平面。

四、直导线的磁场1. 定义：指物体中通有电流的直导线产生的磁场。

2. 磁场的磁感应强度大小与导线距离和电流量有关。

3. 导线周围产生的磁场是匀强磁场。

五、直导线的磁场中的电流元受力1. 直导线的磁场力公式：F=B×I×L×sinα。

2. 直导线所受的磁场力满足受力规律。

3. 直导线两边所受的磁场力大小相等反向。

六、线圈的磁场1. 定义：有电流通过的圆形线圈产生的磁场。

2. 线圈的磁感应强度的大小与电流强度及线圈的匝数有关。

2022年北京市高考物理总复习：磁场
1．在如图所示，x轴上方有一匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为B，x 轴下方有一匀强电场，电场强度的大小为E，方向与y轴的夹角θ为45o且斜向上方。

现有一质量为m电量为q的正离子，以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场，该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域，该离子经C点时的速度方向与x轴正方向夹角为45o．不计离子的重力，设磁场区域和电场区域足够大，则离子
第三次穿越x轴时速度的大小为v0，C点横坐标为（−(2+√2)mv0
2qB，0）。

【分析】分析带电粒子从开始到第三次经过X轴的运动情况，根据运动情况分析解答；带电粒子在匀强磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由牛顿第二定律求出轨迹半径。

画出粒子运动的轨迹，由几何知识求出C点的坐标；
【解答】解：离子在空间中的运动情况如图所示
，
离子从A点开始做匀速圆周运动，第一次经过x轴后做匀减速直线运动，速度减为零后又做匀加速直线运动，
根据可逆性可知，离子第二次回到X轴的速率和离开时相同，第二次进入磁场，然后做匀速圆周运动，所以离子第三次穿越X轴的速度大小为v0；
磁场中带电粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动，由牛顿第二定律得：
qv0B=m v02 r，
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1．如图，正方形abcd 区域内有沿ab 方向的匀强电场，一不计重力的粒子以速度v 0从ab 边的中点沿ad 方向射入电场，恰好从c 点离开电场。

若把电场换为垂直纸面向里的匀强磁场，粒子也恰好从c 点离开磁场。

则匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度大小之比为 5v 0：4 ；粒子离开电场时和离开磁场时的速度大小之比为 √2:1 。

【分析】粒子在电场中做类平抛运动，将粒子的运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动，运用运动学公式求出E 表达式。

粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力列式，结合几何关系求出半径，联立求出磁感应强度B 表达式，从而求得E 与B 的比值；
根据类平抛运动的规律求出粒子离开电场时速度大小，从而求得粒子离开电场时和离开磁场时的速度大小之比；
【解答】解：粒子在电场中做类平抛运动时，轨迹如图1所示，
图1
设正方形变成为l ，
l ＝v 0t ，
l 2=12at 2，
由牛顿第二定律可知qE ＝ma ，
tan α=v y v 0=at
v 0
cos α=v 0v c 解得：v c =√2v 0。

第 1 页 共 6 页 2022年北京市高考物理总复习：磁场1．如图所示，边长为L 的等边三角形区域abc 内有垂直纸面向内的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B ，d 、e 分别为bc 、ac 边的中点，a 点左侧有两平行正对极板，两极板中心分别开有小孔O 、O'，且O 、O'、a 、b 在同一直线上。

在两极板上加上电压，将质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从O 点由静止释放，粒子被加速后进入磁场区域，并恰好从d 点射出磁场。

不计粒子所受重力。

（1）求两极板间所加电压的大小U 1；（2）若改变加速电场的电压，求粒子在磁场中运动的最长时间t ；（3）求使粒子从cd 区域射出磁场需在极板间所加电压的范围ΔU 1与使粒子从ce 区域射出磁场需在极板间所加电压的范围ΔU 2之比ΔU 1ΔU 2。

【分析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据题意作出粒子运动规律，求出粒子做匀速圆周运动的轨道半径；应用牛顿第二定律求出粒子的速度大小，然后应用牛顿第二定律求出加速电压大小。

（2）作出粒子运动轨迹，求出粒子在磁场中做圆周运动转过的圆心角，然后根据粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期求出粒子在磁场中运动的最长时间。

（3）求出粒子从cd 区域与从ce 区域离开的临界轨道半径，应用牛顿第二定律与动能定理求出临界加速电压，然后求出电压范围之比。

【解答】解：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图甲所示，设当粒子从d 点射出时粒子轨道半径为R 1，由几何知识得：R 12=(34L)2+(R 1−√34L)2 解得：R 1=√32L粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB =mv 2R 1 粒子在电场中加速，由动能定理得：qU 1=12mv 2−0解得：U 1=3B 2L 2q 8m 。

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1．如图所示，由直三棱柱A1B1C1﹣A2B2C2构成的斜面体固定置于水平面上，△A1B1C1为直角三角形，其中α＝53°，A1C1＝A1A2＝0.4m，厚度不计的矩形荧光屏B1B2D2D1竖直安置在斜面底端，B1D1＝0.2m。

空间中有一竖直向下的匀强电场，场强E＝2×105N/C，在A1处可发射水平各方向、速度大小不同的带正电粒子，粒子的电量q＝2×10﹣10C，质量m＝5×10﹣17kg。

当粒子击中荧光屏时能使其发光，不考虑重力、空气阻力、粒子间相互作用力及粒子反弹后的运动。

（1）求带电粒子在电场中运动的加速度；
（2）求能使荧光屏发光的粒子的初速度大小范围；
（3）取（2）问中打到荧光屏上初速度最小的粒子，当其运动到离斜面的距离最远时，突然撤去电场，再加一个垂直于斜面的匀强磁场，要使粒子能击中荧光屏，求所加磁场的方向及磁感应强度的范围。

【分析】（1）受力分析，由牛顿第二定律可求得带电粒子在电场中的加速度；
（2）找到类平抛运动的两个临界条件，根据类平抛运动的运动学公式，即可求解初速度大小范围；
（3）找到初速度最小的粒子，当其运动到离斜面的距离最远时，速度方向沿斜面方向，加上垂直于斜面的匀强磁场以后，粒子做匀速圆周运动，磁感应强度越大，粒子做圆周运动半径越小，能击中荧光屏的临界条件是轨迹恰好与荧光屏相切，根据几何关系可以求得半径的范围，从而求得磁感应强度的范围。

【解答】解：（1）对带电粒子在电场中受力分析，由牛顿第二定律得：qE＝ma
解得：a＝8×1011m/s2
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1．在等边三角形的三个顶点a 、b 、c 处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示。

过c 点的导线所受安培力的方向（ ）
A ．与ab 边平行，竖直向上
B ．与ab 边垂直，指向左边
C ．与ab 边平行，竖直向下
D ．与ab 边垂直，指向右边
【解答】解：根据同向电流相互吸引可以知道a 导线对c 导线的作用力F 1方向是沿ca 方向，导线b 对c 导线的作用力F 2方向是沿cb 方向，且F 1＝F 2，根据平行四边形定则可以知道c 导线所受安培力的合力方向水平向左，且垂直于ab 边，故B 正确，ACD 错误。

故选：B 。

2．三根无限长的直导线甲、乙、丙间距为L ，它们通入大小相等、方向如图所示的电流，a 、b 、c 、d 是与三根导线在同一水平面上的四点，a 、b 到甲以及c 、d 到丙距离分别为12L 。

a 、b 、c 、d 四点中，磁感应强度最大的是（ ）
A ．a
B ．b
C ．c
D ．d
【解答】解：根据安培定则可知，三根通电直导线在c 点形成的磁感应强度的方向都垂直于纸面向里，
三根通电直导线在a 、b 、d 三点处形成的磁感应强度的方向有垂直于纸面向里的也有垂直于纸面向外的，所以磁感应强度最大的应为c 点，故C 正确，ABD 错误。

故选：C 。

3．如图所示，天平可以用来测定磁感应强度，磁场方向垂直纸面向里（虚线围成的区域），天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，共N 匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，下底边长为L 1，右侧边伸入磁场中的长为L 2，线圈中通有电流I
（方向如图）时，在天平左、右两。

高考物理磁场考前知识要点汇编——磁场电流的磁场。

通电直导线的磁场---以直导线上各点为圆心内疏外密的同心圆，每个圆所在的平面都与直导线垂直。

方向判断---安培定则。

通电螺线管的磁场---类似条形磁铁的磁场，电流恒定时管内部为匀强磁场。

方向---安培定则。

环形电流---类似小磁针的磁场，方向---安培定则。

磁体和电流之间、电流和电流之间、磁体和磁体之间通过磁场都可以发生相互作用。

例如：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。

安培定则的因果关系:原因---电流；结果---磁场。

磁感应强度、磁感线、地磁场。

*磁感应强度---引入：描述磁场强弱的物理量。

定义：一个单位长度且单位强度的稳恒直流电在匀强磁场中与磁场方向垂直时受的力。

定义方法：比值定义法。

大小：B=F/IL （B垂直于L）方向：与磁场的方向相同。

单位：特斯拉（牛/安米）含义：表示磁场强弱的物理量。

磁感线---定义---如果在磁场中画出一些曲线是每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度方向一致，这样的曲线叫做磁感线。

特点---（1）假想性；（2）疏密性；（3）不相交；（4）特殊分布；（5）指向性---外部从N极指向S极；内部从S极指向N极；（6）闭合曲线；（7）磁通密度。

地磁场---地球相当于一个大的条形磁铁，地磁南极在地理北极附近；地磁北极在地里南极附近；地磁场对设想地球的带电粒子有力的作用，作用的最强处在赤道上。

磁性材料，分子电流假说。

问题的引出---通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场很相似，法国学者安培由此受到启发，提出了著名的分子电流假说。

内容---原子、分子等物质微粒内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流是每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。

现象的解释---磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的。

磁性材料---软磁性材料、硬磁性材料；弱磁性物质、强磁性物质；金属磁性材料、铁氧体。

．磁场对通电直导线的作用，安培力，左手定则。