2018高三物理几种类型磁场难题及解析

【基础知识梳理】一、磁场、磁感应强度 1．磁场(1) 基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。

(2) 方向：小磁针的N 极所受磁场力的方向。

2．磁感应强度3．磁感应强度与电场强度的区别二、 磁感线 1．磁感线(1)定义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。

(2)磁感线的特点①磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线。

②磁感线在磁体(螺线管)外部由N 极到S 极，内部由S 极到N 极，是闭合曲线。

③磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线较密的地方磁场较强，磁感线较疏的地方磁场较弱。

④磁感线上任何一点的切线方向，都跟该点的磁场(磁感应强度)方向一致。

⑤磁感线不能相交，也不能相切。

2．几种常见的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)(2)常见电流的磁场3.磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则。

4．地磁场的特点(1)磁感线由地理南极发出指向地理北极(地球内部相反)。

(2)地磁场的水平分量总是由地理南极指向地理北极。

(3)北半球具有竖直向下的磁场分量，南半球具有竖直向上的磁场分量。

(4)赤道平面距地面相等高度的各点，磁场强弱相同，方向水平向北。

三、磁场对电流的作用力—安培力1．安培力的方向(1)左手定则：伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。

让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

(2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥。

2．安培力的大小(1)当B⊥L时，安培力最大，F＝BIL。

(2)当B∥L时，安培力等于零。

注意：F＝BIL中的L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度。

如图甲所示，直角形折线abc中通入电流I，ab＝bc＝L，折线所在平面与匀强磁场磁感应强度B垂直，abc受安培力等效于ac(通有a→c的电流I)所受的安培力，即F＝BI·2L，方向为在纸面内垂直于ac斜向上。

专题10 磁场【2018高考真题】1．某空间存在匀强磁场和匀强电场。

一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是A. 磁场和电场的方向B. 磁场和电场的强弱C. 粒子的电性和电量D. 粒子入射时的速度【;;】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 C点睛：本题考查了带电粒子在复合场中的运动，实际上是考查了速度选择器的相关知识，注意当粒子的速度与磁场不平行时，才会受到洛伦兹力的作用，所以对电场和磁场的方向有要求的。

2．（多选）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。

整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。

已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂直于纸面向外。

则（）A. 流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B. 流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为C. 流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为D. 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为【;;】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 AC可解得： ;故AC正确；故选AC点睛：磁场强度是矢量，对于此题;说ab两点的磁场强度是由三个磁场的叠加形成，先根据右手定则判断导线在ab两点产生的磁场方向，在利用矢量叠加;求解即可。

3．（多选）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电;连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。

将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。

下列说法正确的是（）A. 开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动【;;】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【答案】 AD【解析】本题考查电磁感应、安培定则及其相关的知识点。

2018年高考物理试题分类解析：磁场全国1卷25.（20分）如图，在y >0的区域存在方向沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为E ，在y<0的区域存在方向垂直于xOy 平面向外的匀强磁场。

一个氕核11H 和一个氘核21H 先后从y 轴上y =h 点以相同的动能射出，速度方向沿x 轴正方向。

已知11H 进入磁场时，速度方向与x 轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O 处第一次射出磁场。

11H 的质量为m ，电荷量为q 不计重力。

求（1）11H 第一次进入磁场的位置到原点O 的距离（2）磁场的磁感应强度大小（3）12H 第一次离开磁场的位置到原点O 的距离【答案】25．（1）11H 在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示。

设11H 在电场中的加速度大小为a 1，初速度大小为v 1，它在电场中的运动时间为t 1，第一次进入磁场的位置到原点O 的距离为s 1。

由运动学公式有111s v t =① 21112h a t =② 由题给条件，11H 进入磁场时速度的方向与x 轴正方向夹角160θ=︒。

11H 进入磁场时速度y 分量的大小为1111tan a t v θ=③联立以上各式得13s h =④ （2）11H 在电场中运动时，由牛顿第二定律有1qE ma =⑤ 设11H 进入磁场时速度的大小为1v '，由速度合成法则有1v '= 设磁感应强度大小为B ，11H 在磁场中运动的圆轨道半径为R 1，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有2111mv qv B R ''=⑦ 由几何关系得1112sin s R θ=⑧联立以上各式得B = （3）设21H 在电场中沿x 轴正方向射出的速度大小为v 2，在电场中的加速度大小为a 2，由题给条件得222111222m v mv =（）⑩ 由牛顿第二定律有22qE ma =⑪ 设21H 第一次射入磁场时的速度大小为2v '，速度的方向与x 轴正方向夹角为2θ，入射点到原点的距离为s 2，在电场中运动的时间为t 2。

（特别推介）高考物理专题复习――磁场(附参照答案 )一、磁场磁体是经过磁场对铁一类物质发生作用的，磁场和电场相同，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示地球是一个大磁体。

磁体四周空间存在磁场；电流四周空间也存在磁场。

电流四周空间存在磁场，电流是大批运动电荷形成的，所以运动电荷四周空间也有磁场。

静止电荷四周空间没有磁场。

磁场存在于磁体、电流、运动电荷四周的空间。

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。

与用查验电荷查验电场存在相同，能够用小磁针来查验磁场的存在。

以下图为证明通电导线四周有磁场存在——奥斯特实验，以及磁场对电流有力的作用实验。

1．地磁场地球自己是一个磁体，邻近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极邻近，地磁的北极在地球的南极邻近。

2．地磁体四周的磁场散布与条形磁铁四周的磁场散布状况相像。

3．指南针放在地球四周的指南针静止时能够指南北，就是遇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其实不重合，磁针并不是正确地指南或指北，此间有一个交角，叫地磁偏角，简称磁偏角。

说明：①地球上不一样点的磁偏角的数值是不一样的。

②磁偏角随处球磁极迟缓挪动而迟缓变化。

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：在磁场中的随意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。

确立磁场方向的方法是：将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位臵，当小磁针在该位臵静止时，小磁针 N 极的指向即为该点的磁场方向。

磁体磁场：能够利用同名磁极相斥，异名磁极相吸的方法来判断磁场方向。

电流磁场：利用安培定章（也叫右手螺旋定章）判断磁场方向。

三、磁感线在磁场中画出有方向的曲线表示磁感线，在这些曲线上，每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。

（1）磁感线上每一点切线方向跟该点磁场方向相同。

（2）磁感线特色（1）磁感线的疏密反应磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越强，磁感线越疏的地方表示磁场越弱。

2018年全国各地高考物理模拟试题《磁场》试题汇编（含答案解析）1．（2018•湖北模拟）如图所示，afe、bcd为两条平行的金属导轨，导轨间距l=0.5m。

ed间连入一电源E=1V，ab间放置一根长为l=0.5m的金属杆与导轨接触良好，cf 水平且abcf为矩形。

空间中存在一竖直方向的磁场，当调节斜面abcf的倾角θ时，发现当且仅当θ在30°～90°之间时，金属杆可以在导轨上处于静止平衡。

已知金属杆质量为0.1kg，电源内阻r及金属杆的电阻R均为0.5Ω，导轨及导线的电阻可忽略，金属杆和导轨间最大静摩擦力为弹力的μ倍。

重力加速度g=10m/s2，试求磁感应强度B及μ。

2．（2018•尖山区校级四模）如图所示，左侧两平行金属板上、下水平放置，它们之间的电势差为U、间距为L，其中有匀强磁场；右侧为“梯形”匀强磁场区域ACDH，其中，AH∥CD．AH=L0．一束电荷量大小为q、质量不等的带电粒子（不计重力、可视为质点），从小孔S1射入左侧装置，恰能沿水平直线从小孔S2射出，接着粒子垂直于AH、由AH的中点M射入“梯形”区域，最后全部从边界AC射出。

若两个区域的磁场方向均垂直于纸面向里、磁感应强度大小均为B，“梯形”宽度。

MN=L，忽略电场、磁场的边缘效应及粒子间的相互作用。

（1）求出粒子速度的大小；判定粒子的电性（2）这束粒子中，粒子质量最小值和最大值各是多少。

3．（2018•南平一模）如图所示，在第三，第四象限存在电场强度为E，方向与x 轴成θ=60°的匀强电场，在第一象限某个区域存在磁感应强度为B，垂直纸面向里的有界匀强磁场，x轴上的P点处在磁场的边界上，现有一群质量为m，电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v（0≤v≤垂直于x轴从P点射入磁场，所有粒子均与x轴负方向成φ=30°角进入匀强电场中，其中速度最大的粒子刚好从坐标原点O射入电场，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，第二象限为无场区，求：（1）P点的坐标；（2）速度最大的粒子自P点开始射入磁场到离开电场所用的时间；（3）磁场区域的最小面积。

磁场【2018高考真题】1．某空间存在匀强磁场和匀强电场。

一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是A. 磁场和电场的方向B. 磁场和电场的强弱C. 粒子的电性和电量D. 粒子入射时的速度【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 C点睛：本题考查了带电粒子在复合场中的运动，实际上是考查了速度选择器的相关知识，注意当粒子的速度与磁场不平行时，才会受到洛伦兹力的作用，所以对电场和磁场的方向有要求的。

2．（多选）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。

整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。

已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂直于纸面向外。

则（）A. 流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B. 流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为C. 流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为D. 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 AC可解得： ;故AC正确；故选AC点睛：磁场强度是矢量，对于此题来说ab两点的磁场强度是由三个磁场的叠加形成，先根据右手定则判断导线在ab两点产生的磁场方向，在利用矢量叠加来求解即可。

3．（多选）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。

将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。

下列说法正确的是（）A. 开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【答案】 AD【解析】本题考查电磁感应、安培定则及其相关的知识点。

2018年高考物理电磁感应试题分类解析 15】15 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。

当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc已知bc 边的长度为l。

下列判断正确的是
A．Ua Uc，金属框中无电流
B Ub Uc，金属框中电流方向沿a-b-c-a
C Ubc=-1/2Bl ω，金属框中无电流
D Ubc=1/2Bl w，金属框中电流方向沿a-c-b-a
【答案】C
考点导体切割磁感线
【24）小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。

线圈的水平边长L=01m，竖直边长H=03m，匝数为。

线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度，方向垂直线圈平面向里。

线圈中通有可在0~17】如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。

现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。

在圆盘减速过程中，以下说法正确的是
A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高
B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动
C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动
D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动
【答案】ABD
考点法拉第电磁感应定律；楞次定律
【t图像可能正确的是
【答案】C
【解析】
试题分析在第一个025T0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针逐渐增加，由楞次定律可判断内环内a端电势高于b端，因电流的变化。

高考物理电磁学知识点之磁场难题汇编含答案解析一、选择题1．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→dD．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力.其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两2．回旋加速器是加速带电粒子的装置个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )A．减小磁场的磁感应强度B．增大匀强电场间的加速电压C．增大D形金属盒的半径D．减小狭缝间的距离3．如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。

线圈中a、b两条导线长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。

通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（）A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将逆时针转动D．a导线受到的安培力大小始终为BI l4．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tB．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于tD．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t5．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）。

2018年高考物理各地试题磁场分类汇编及解析 CO
M α2，
得出
在磁场中运行的位移为
所以首次从II区离开时到出发点的距离为
10（13kg，求滑块开始运动时所获得的速度。

解析
13（q、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器MN板处由静止释放，极板间电压为U,粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区，射入时速度与水平和方向夹角
（1）当Ⅰ区宽度L1=L、磁感应强度大小B1=B0时，粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为，求B0及粒子在Ⅰ区运动的时间t0
（2）若Ⅱ区宽度L2=L1=L磁感应强度大小B2=B1=B0，求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h
（3）若L2=L1=L、B1=B0，为使粒子能返回Ⅰ区，求B2应满足的条
（4）若，且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出。

为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区左边界射出的方向总相同，求B1、B2、L1、、L2、之间应满足的关系式。

解析
16(重庆第25题)（19分）某仪器用电场和磁场控制电子在材料表面上方的运动，如题25图所示，材料表面上方矩形区域PP’N’N 充满竖直向下的匀强电场，宽为d；矩形区域NN’M’M充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，长为3s，宽为s；NN’为磁场与电场之间的薄隔离层。

一个电荷量为e、质量为m、初速为零的电。

2018年高考物理试题分类解析：电磁感应．,A正确；转动BC小磁针恢复图中方向。

、直导线无电流，D开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬．NA相反，小磁针的间，电流方向与D极朝垂直纸面向外的方向转动，正确。

19.AD 【答案】卷全国2导轨如图，在同一平面内有两根平行长导轨，18．区域宽间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，l,方向交替向上度均为磁感应强度大小相等、3的正方形金属线框在导轨上向下。

一边长为l2ti变随时间向左匀速运动，线框中感应电流化的正确图线可能是【解析】如图情况下，电流方向为顺时针，当前但因为电流方向为逆时针，边在向里的磁场时，3倍，所以有一两导体棒之间距离为磁场宽度的2感应段时间两个导体棒都在同一方向的磁场中，D.0，所以选电流方向相反，总电流为D18．【答案】3卷全国，在同一平面内固定有一长直导线a）20．如图（的右侧。

导线PQ和一导线框PQR，R在）bi，i的变化如图（中通有正弦交流电流PQ为电流的正方向。

导所示，规定从Q到P 线框R中的感应电动势时为零．在B时改变方向A．在TT??tt24在．时最大，在且沿顺时针方向C．D TT?t?t2时最大，且沿顺时针方向感应电根据法拉第电磁感应定律，【解析】??，即为的导数，有,S不变，动势与???EBS??E?t B成正比，所以，E与i的导数成正比，据此可图象如下：E-t以画出从图象可以看出：A．在时为零，正确；T?t4B．在时改变方向，错误；T?t2C．在时为负最大，且沿顺时针方向，正T?t2确；D．在时为正最大，且沿逆时针方向，D T?t错误。

【答案】20．AC天津卷12．真空管道超高速列车的动力系统是一种将电1是某种能直接转换成平动动能的装置。

图动力系统的简化模型，图中粗实线表示固定l的两条平行光滑金属导在水平面上间距为abcd是两根与导轨和轨，电阻忽略不计，lR的金属棒，垂直，长度均为，电阻均为通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良lm。