2020届高三物理一轮复习磁场磁感应强度安培力测试大纲人教版

专题09 磁场目录第一节磁场的描述磁场对电流的作用 (1)【基本概念、规律】 (1)【重要考点归纳】 (3)考点一安培定则的应用和磁场的叠加 (3)考点二安培力作用下导体运动情况的判定 (3)【思想方法与技巧】 (3)用视图转换法求解涉及安培力的力学问题 (3)第二节磁场对运动电荷的作用 (4)【基本概念、规律】 (4)【重要考点归纳】 (5)考点一洛伦兹力和电场力的比较 (5)考点二带电粒子在匀强磁场中的运动 (5)考点三“磁偏转”和“电偏转” (6)【思想方法与技巧】 (6)带电粒子在磁场中运动的临界和极值问题 (6)第三节带电粒子在复合场中的运动 (7)【基本概念、规律】 (7)【重要考点归纳】 (9)考点一带电粒子在叠加场中的运动 (9)考点二带电粒子在组合场中的运动 (9)【思想方法与技巧】 (10)带电粒子在交变电场、磁场中的运动 (10)带电粒子在磁场中运动的多解问题 (10)第一节磁场的描述磁场对电流的作用【基本概念、规律】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(1)物理意义：描述磁场强弱和方向．(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T.二、磁感线及特点1．磁感线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)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向．(2)磁感线的疏密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．(3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N 极．(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切．(5)磁感线是假想的曲线，客观上不存在．3．电流周围的磁场三、安培力的大小和方向1．安培力的大小(1)磁场和电流垂直时，F＝BIL.(2)磁场和电流平行时：F＝0.2．安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，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)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面．(注意：B和I可以有任意夹角)【重要考点归纳】考点一安培定则的应用和磁场的叠加1．安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”．原因(电流方向)结果(磁场绕向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指2.磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．特别提醒：两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的．3.解决这类问题的思路和步骤：(1)根据安培定则确定各导线在某点产生的磁场方向；(2)判断各分磁场的磁感应强度大小关系；(3)根据矢量合成法则确定合磁场的大小和方向．考点二安培力作用下导体运动情况的判定1．判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向．2．在应用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面．【思想方法与技巧】用视图转换法求解涉及安培力的力学问题1．安培力(1)方向：根据左手定则判断．(2)大小：由公式F＝BIL计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度．如弯曲通电导线的有效长度L 等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示．2．视图转换对于安培力作用下的力学问题，需画出导体棒的受力示意图．但在三维空间无法准确画出其受力情况，可将三维立体图转化为二维平面图，即画出俯视图、剖面图或侧视图等．此时，金属棒用圆代替，电流方向用“×”或“·”表示．3.解决安培力作用下的力学问题的思路： (1)选定研究对象；(2)变三维为二维，画出平面受力分析图，判断安培力的方向时切忌跟着感觉走，一定要用左手定则来判断，注意F 安⊥B 、F 安⊥I ；(3)根据力的平衡条件或牛顿第二定律列方程求解．第二节 磁场对运动电荷的作用【基本概念、规律】一、洛伦兹力1．定义：运动电荷在磁场中所受的力． 2．大小(1) v ∥B 时，F ＝0. (2) v ⊥B 时，F ＝qvB .(3) v 与B 夹角为θ时，F ＝qvB sin_θ. 3．方向(1)判定方法：应用左手定则，注意四指应指向正电荷运动方向或负电荷运动的反方向． (2)方向特点：F ⊥B ，F ⊥v .即F 垂直于B 、v 决定的平面．(注意B 和v 可以有任意夹角)． 由于F 始终垂直于v 的方向，故洛伦兹力永不做功． 二、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v ∥B ，带电粒子以入射速度v 做匀速直线运动．2．若v ⊥B ，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v 做匀速圆周运动． 3．基本公式(1)向心力公式：qvB ＝m v 2r.(2)轨道半径公式：r ＝mv Bq.(3)周期公式：T ＝2πr v ＝2πm qB ；f ＝1T ＝Bq 2πm ；ω＝2πT ＝2πf ＝Bqm.特别提示：T 的大小与轨道半径r 和运行速率v 无关，只与磁场的磁感应强度B 和粒子的比荷q m有关．【重要考点归纳】考点一洛伦兹力和电场力的比较1．洛伦兹力方向的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面．(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化．(3)左手判断洛伦兹力方向，但一定分正、负电荷．2．洛伦兹力与电场力的比较考点二带电粒子在匀强磁场中的运动1．圆心的确定(1)已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图甲所示，图中P为入射点，M为出射点)．(2)已知入射方向、入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示，P为入射点，M为出射点)．2．半径的确定可利用物理学公式或几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小．3．运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为θ时，其运动时间表示为：t＝θ2πT4.求解粒子在匀强磁场中运动问题的步骤：(1)画轨迹：即确定圆心，画出运动轨迹．(2)找联系：轨迹半径与磁感应强度、运动速度的联系，偏转角度与圆心角、运动时间的联系，在磁场中的运动时间与周期的联系．(3)用规律：即牛顿运动定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式．考点三“磁偏转”和“电偏转”【思想方法与技巧】带电粒子在磁场中运动的临界和极值问题1.带电粒子进入有界磁场区域，一般存在临界问题(或边界问题)以及极值问题．解决这类问题的方法思路如下：(1)直接分析、讨论临界状态，找出临界条件，从而通过临界条件求出临界值．(2)以定理、定律为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解的形式，然后再分析、讨论临界条件下的特殊规律和特殊解．2.带电粒子在有界磁场中的运动，一般涉及临界和边界问题，临界值、边界值常与极值问题相关联．因此，临界状态、边界状态的确定以及所需满足的条件是解决问题的关键．常遇到的临界和极值条件有：(1)带电体在磁场中，离开一个面的临界状态是对这个面的压力为零．(2)射出或不射出磁场的临界状态是带电体运动的轨迹与磁场边界相切，对应粒子速度的临界值．(3)运动时间极值的分析①周期相同的粒子，当速率相同时，轨迹(弦长)越长，圆心角越大，运动时间越长．②周期相同的粒子，当速率不同时，圆心角越大，运动时间越长．第三节带电粒子在复合场中的运动【基本概念、规律】一、带电粒子在复合场中的运动 1．复合场的分类(1)叠加场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存．(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场交替出现． 2．带电粒子在复合场中的运动分类 (1)静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动． (2)匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小相等、方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动．(3)非匀变速曲线运动当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线．二、带电粒子在复合场中运动的应用实例 1．质谱仪(1)构造：如图所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成．(2)原理：粒子由静止在加速电场中被加速，根据动能定理可得关系式qU ＝12mv 2.粒子在磁场中受洛伦兹力偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式qvB ＝m v 2r.由以上两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷． r ＝1B2mUq ，m ＝qr 2B 22U ，q m ＝2U B 2r2. 2．回旋加速器(1)构造：如图所示，D 1、D 2是半圆形金属盒，D 形盒的缝隙处接交流电源．D 形盒处于匀强磁场中．(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子经电场加速，经磁场回旋，由qvB ＝mv 2r ，得E km ＝q 2B 2r 22m，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B 和D 形盒半径r 决定，与加速电压无关．3．速度选择器(如图所示)(1)平行板中电场强度E 和磁感应强度B 互相垂直．这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器．(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE ＝qvB ，即v ＝E B. 4．磁流体发电机(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能． (2)根据左手定则，如图中的B 是发电机正极．(3)磁流体发电机两极板间的距离为L ，等离子体速度为v ，磁场的磁感应强度为B ，则由qE ＝q U L＝qvB 得两极板间能达到的最大电势差U ＝BLv .5．电磁流量计工作原理：如图所示，圆形导管直径为d ，用非磁性材料制成，导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负离子)，在洛伦兹力的作用下横向偏转，a 、b 间出现电势差，形成电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，a 、b 间的电势差就保持稳定，即：qvB ＝qE ＝q Ud ，所以v ＝U Bd，因此液体流量Q ＝Sv ＝πd 24·U Bd ＝πdU4B.【重要考点归纳】考点一带电粒子在叠加场中的运动1．带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动情况分类(1)磁场力、重力并存①若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动．②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒，由此可求解问题．(2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)①若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动．②若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用动能定理求解问题．(3)电场力、磁场力、重力并存①若三力平衡，一定做匀速直线运动．②若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动．③若合力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用能量守恒或动能定理求解问题．2．带电粒子在叠加场中有约束情况下的运动带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，除受场力外，还受弹力、摩擦力作用，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点，运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果．考点二带电粒子在组合场中的运动带电粒子在组合场中的运动，实际上是几个典型运动过程的组合，因此解决这类问题要分段处理，找出各分段之间的衔接点和相关物理量，问题即可迎刃而解．常见类型如下：1．从电场进入磁场(1)粒子先在电场中做加速直线运动，然后进入磁场做圆周运动．在电场中利用动能定理或运动学公式求粒子刚进入磁场时的速度．(2)粒子先在电场中做类平抛运动，然后进入磁场做圆周运动．在电场中利用平抛运动知识求粒子进入磁场时的速度．2．从磁场进入电场(1)粒子进入电场时的速度与电场方向相同或相反，做匀变速直线运动(不计重力)．(2)粒子进入电场时的速度方向与电场方向垂直，做类平抛运动．3.解决带电粒子在组合场中的运动问题的思路。

10.1电磁感应现象楞次定律A组1．(多选)在电磁感应现象中，下列说法正确的是(ACD)A．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化B．感应电流的磁场方向总是与引起它的磁场方向相反C．感应电流的磁场总是阻碍磁场的变化是能量守恒的必然结果D．只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会产生感应电流【解析】根据楞次定律可知：感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化，故A正确．由楞次定律可知：原磁通量减小时，感应电流的磁场方向与引起它的磁场方向相同，故B错误．2．(多选)如图所示，虚线M1N1、P1Q1和虚线M2N2、P2Q2所成夹角相同，它们所夹部分区域存在磁感应强度大小相等的匀强磁场，其方向如图所示．图中正方形线圈abcd分别自位置1、3匀速移到位置2、4，则关于正方形线圈abcd中的电流方向的说法正确的是(BC)A．自位置1移到位置2的过程中，感应电流方向先顺时针再逆时针B．自位置1移到位置2的过程中，感应电流方向始终顺时针C．自位置3移到位置4的过程中，感应电流方向先顺时针再逆时针D．自位置3移到位置4的过程中，感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针后逆时针【解析】正方形线圈abcd自位置1匀速移到位置2的过程中，穿过线圈的磁通量先是向里的减小到0然后是向外的增大，感应电流的磁场方向始终向里，感应电流方向始终顺时针．故A项错误，B项正确；正方形线圈abcd 自位置3匀速移到位置4的过程中，穿过线圈的磁通量先是向里的减小然后是向里的增大，感应电流的磁场方向先向里然后向外，感应电流方向先顺时针再逆时针．故C项正确，D项错误．3．如图所示，小金属环和大金属环重叠在同一平面内，两环相互绝缘，小环有一半面积在大环内．当大环接通电源的瞬间，小环中感应电流的情况是(C)A．无感应电流B．有顺时针方向的感应电流C．有逆时针方向的感应电流D．无法确定【解析】根据安培定则可知，通电瞬间，左、右线圈的磁通量均增大，但小线圈左边的磁场较强，方向垂直纸面向里，右边的磁场较弱，方向垂直纸面向外．导致合磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律可知，小线圈的感应电流方向是逆时针方向，故C正确，A、B、D错误．4．(多选)如图所示，两个闭合铝环A、B与一个螺线管套在同一铁芯上，A、B可以左右摆动，则(BD)A．在S闭合的瞬间，A、B必相斥B．在S闭合的瞬间，A、B必相吸C．在S断开的瞬间，A、B必相斥D．在S断开的瞬间，A、B必相吸【解析】在S闭合瞬间，穿过两个线圈的磁通量变化相同，线圈中产生同方向的感应电流，同向电流相吸，则A、B相吸，A错误，B正确；在S断开瞬间，穿过两个线圈的磁通量变化相同，线圈中产生同方向的感应电流，同向电流相吸，则A、B相吸，C错误，D正确．5．(多选)图示是研究性学习小组的同学设计的防止电梯坠落的应急安全装置，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害．关于该装置，下列说法正确的是(AD) A．当电梯突然坠落时，该安全装置可起到阻碍电梯下落的作用B．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相同D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落【解析】若电梯突然坠落，将线圈闭合时，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应急避险作用，故A正确；感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但不能阻止磁铁的运动，故B错误；当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知A与B中感应电流方向相反．故C 错误；结合A的分析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落．故D正确．6．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框．在下列几种情况下：(1)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动(图甲)；(2)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动(图乙)；(3)线框绕轴线转动(图丙)．闭合线框中能产生感应电流是(C)A．图甲B．图乙C．图丙D．图乙和图丙【解析】保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动，磁通量一直不变，无感应电流，故A错误；保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动，磁通量一直不变，无感应电流，故B错误，D错误；线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线转动，磁通量周期性地改变，故一定有感应电流，故C正确．7．(多选)如图所示，一电子以初速度v沿与金属板平行的方向飞入两板间，在下列哪种情况下，电子将向M 板偏转(AD)A．开关S接通瞬间B．断开开关S瞬间C．接通S后，变阻器滑动触头向右迅速滑动D．接通S后，变阻器滑动触头向左迅速滑动【解析】开关S接通瞬间，穿过L2的磁通量向上增加，由楞次定律知在L1中感应出上正下负的电动势，电子向M板偏转，A正确；断开开关S瞬间，穿过L2的磁通量向上减少，由楞次定律知在L1中感应出上负下正的电动势，电子向N板偏转，B错误；接通S后，变阻器滑动触头向右迅速滑动，电阻增大，电流减小，穿过L2的磁通量向上减少，由楞次定律知在L1中感应出上负下正的电动势，电子向N板偏转，C错误；接通S后，变阻器滑动触头向左迅速滑动，电阻减小，电流增大，穿过L1的磁通量向上增加，由楞次定律知在L1中感应出上正下负的电动势，电子向M板偏转，D正确．B组8．如图所示，闭合圆形金属环竖直固定，光滑水平导轨穿过圆环，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线穿过圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过圆环的整个过程中，下列说法正确的是(A)A．金属环先有收缩趋势，后有扩张趋势B．金属环中的感应电流方向不变C．磁铁先做减速运动，后做加速运动D．磁铁先做加速运动，后做减速运动【解析】楞次定律的含义的推广：“来拒去留，增缩减扩”，所以磁铁在穿过环之前，圆环产生的感应电流对环的作用是缩小的趋势；穿过环之后的短时间内，圆环产生的感应电流对圆环是“扩展”的作用，故A正确；磁铁在穿过环之前，向左的磁通量增加，产生从左向右看顺时针方向的感应电流；穿过环之后的短时间内，向左的磁通量减小，产生从左向右看逆时针方向的感应电流，故电流的方向不同，故B错误；根据“来拒去留”，所以磁铁在穿过环之前，圆环产生的感应电流对磁铁是“拒”的作用，即阻碍作用，阻碍磁铁的靠近，故磁铁会减速．穿过环之后的短时间内，圆环产生的感应电流对磁铁是“留”的作用，也会阻碍磁铁向前运动，故磁铁会减速，故C、D 错误．9．如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b 中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a(A)A．顺时针减速旋转B．顺时针加速旋转C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转【解析】分析A选项，当带正电的绝缘圆环a顺时针减速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在减小，根据右手螺旋定则，其内(金属圆环a内)有垂直纸面向里的磁场，其外(金属圆环b处)有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在减小，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向里(因为向里的比向外的磁通量多，向里的是全部，向外的是部分)而且减小，根据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向里，磁场对电流的作用力向里，所以b中产生顺时针方向的感应电流，所以A正确；同样的方法可判断B选项错误，而C选项，b中产生顺时针方向的感应电流，但具有扩张趋势；而D选项，b中产生逆时针方向的感应电流，但具有收缩趋势，所以B、C、D都不正确．所以本题选A.。

讲义12：磁场李仕才考点1 磁场、磁感线、磁感应强度(Ⅰ)1．(2017年6月广东学业水平考试)把小磁针放入水平向右的匀强磁场B 中．下列图中小磁针静止时N 极指向正确的是( )2．(2016年6月广东学业水平考试)磁感线可以用来描述磁场，下列关于磁感线的说法不正确的是( ) A ．磁感线的疏密表示磁场的强弱 B ．磁感线从S 极出发，终止于N 极 C ．匀强磁场的磁感线疏密分布均匀D ．磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向3.(2015年1月广东学业水平考试)一小磁针放置在某磁场(未标出方向)中，静止时的指向如图所示．下列分析正确的是( )A．N极指向该点磁场方向B．S极指向该点磁场方向C．该磁场是匀强磁场D．a点的磁场方向水平向右4.(2014年6月广东学业水平考试)如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，侧旁小磁针N极的最终指向应为( )A．平行纸面向右B．平行纸面向左C．垂直纸面向里D．垂直纸面向外5．(2013年6月广东学业水平考试)当直导线通以垂直纸面向外的恒定电流时，小磁针静止时指向正确的是( )6．(2013年6月广东学业水平考试)带正电荷q的粒子(不计重力)进入匀强磁场中，能在磁场中受力发生垂直纸面向内偏转的是( )1．磁场：磁体或电流周围存在磁场，磁体间通过磁场来发生相互作用．2．磁场方向的规定：小磁针N极的受力方向或静止时小磁针N极的指向．磁感应强度的方向就是磁场的方向．3．描述磁场的方法：(1)用形象直观的方法——磁感线；(2)用物理量的方法——磁感应强度(B)．4．磁感线的特点(1)磁感线是假想的线；(2)两条磁感线不会相交；(3)磁感线一定是闭合的．5．匀强磁场：(1)B的大小和方向处处相同；(2)磁感线是一组方向一致的等间距的平行线．考点2安培力、洛伦兹力(Ⅰ)1.(2017年6月广东学业水平考试)如图所示为一半圆形的匀强磁场B，当一束粒子对着圆心射入该磁场，发现所有粒子都从M点射出，下列说法正确的是( )A．这束粒子全部带负电荷B．这束粒子全部带正电荷C．这束粒子全部不带电D．这束粒子中有的带正电荷，有的带负电荷2．(2017年6月广东学业水平考试)一根通电直导线垂直放在匀强磁场中，关于它受到的安培力，下列说法正确的是( )A．安培力方向与磁场方向相同B．安培力方向与电流方向相同C．安培力的大小与磁场强弱有关D．安培力的大小与电流大小无关3．(2016年6月广东学业水平考试)如图所示，运动电荷在磁场中没有受到洛伦兹力的是( )4．(2016年6月广东学业水平考试)(多选)如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一根用绝缘线悬挂的通电金属棒MN，电流由M流向N，欲使线的张力变小，下列措施有效的有( )A．只改变磁场方向B．只改变电流方向C．只增大电流强度D．只增大磁感应强度5．(2015年6月广东学业水平考试)如图所示，通有直流电的两平行金属杆MN和PQ放置在匀强磁场中，杆与磁场垂直，受到的安培力分别为F1、F2，关于力的方向，下列判断正确的是( )A．F1、F2都向下B．F1、F2都向上C．F1向下，F2向上D．F1向上，F2向下6．(2014年6月广东学业水平考试)一个带正电的粒子以速度v进入匀强磁场中，速度方向与磁感线的方向相同，不计重力，能正确反映粒子运动轨迹的图是( )1．奥斯特实验发现了电流的磁效应，说明电流能够产生磁场，它使人们第一次认识到电与磁之间确实存在着某种联系．电流周围的磁场方向用安培定则判断．2．磁场对通电导体(导线)的作用力叫作安培力，其方向判断方法是左手定则，影响安培力大小的因素有B、I、L和通电导线在磁场中的放置方式．(1)安培力的计算公式：F＝BIL sin α；通电导线与磁场方向垂直时，此时安培力有最大值F＝BIL；通电导线与磁场方向平行时，此时安培力有最小值F＝0.(2)左手定则：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，让磁感线穿入手心，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．3．洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力．4．安培力是洛伦兹力的宏观表现．5．左手定则判定洛伦兹力的方向：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，让磁感线穿入手心，并使四指指向正电荷运动的方向(与负电荷运动的方向相反)，这时拇指所指的方向就是运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．6．洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，也与电荷的运动方向垂直．一、单项选择题Ⅰ：本大题共10小题，在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求．1．(2011年6月广东学业水平考试)如图所示，左侧的水平台面上固定着条形磁铁，右侧固定着一螺线管．下列判断正确的是( )A．螺线管内的磁场方向向左，磁铁受到的斥力向左B．螺线管内的磁场方向向左，磁铁受到的斥力向右C．螺线管内的磁场方向向右，磁铁受到的斥力向左D．螺线管内的磁场方向向右，磁铁受到的斥力向右2．(2011年6月广东学业水平考试)电流的磁效应揭示了电与磁的关系．若直导线通有方向垂直纸面向外的恒定电流，则电流的磁感线分布正确的是( )3．关于磁感线，下列说法中正确的是( )A．磁感线是真实存在的B．磁感线切线方向可以表示磁感应强度的方向C．磁感线一定是直线D．沿着磁感线方向，磁感应强度越来越小4．如图，一通电螺线管通有图示电流，1、2、4小磁针放在螺线管周围，3小磁针放在螺线管内部，四个小磁针静止在如图所示位置，则四个小磁针的N、S极标注正确的是( )A．1 B．2C．3 D．45.如图所示，把一条导线平行地放在小磁针的上方附近，当电流通过导线时，磁针会发生偏转，首先观察到这个实验现象的物理学家是( )A．库仑B．楞次C．法拉第D．奥斯特6．下列说法正确的是( )A．一切电荷的周围都存在磁场B．磁铁吸引铁棒，说明磁铁周围的磁场对铁棒有力的作用，由于铁棒周围没有磁场，因而对磁铁无磁力作用C．铁棒内分子电流取向变得大致相同时，对外就显出磁性D．磁感线的方向，就是正的运动电荷的受力方向7．19世纪法国学者安培提出了著名的分子电流假说．他认为，在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子的绕核运动形成的)，分子电流使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．下面将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的图示中正确的是( )8.(2015年1月广东学业水平考试)如图所示，带电粒子垂直进入匀强磁场．下列判断正确的是( )A．粒子向左偏转B．粒子向右偏转C．粒子垂直纸面向里偏转D．粒子垂直纸面向外偏转9．对磁感线的认识，下列说法正确的是( )A．磁感线总是从磁体的北极出发，终止于磁体的南极B．磁感线上某点的切线方向与放在该点小磁针南极的受力方向相同C．磁感线的疏密可以反映磁场的强弱D．磁感线是磁场中客观存在的线10．如果运动电荷除磁场力外不受其它任何力的作用，则带电粒子在磁场中做下列运动可能成立的是( ) A．做匀变速直线运动B．做匀变速曲线运动C．做变加速直线运动D．做变加速曲线运动二、单项选择题Ⅱ：本大题共14小题，在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求．11. (2011年6月广东学业水平考试)如图所示，一通电直导线与匀强磁场方向垂直，导线所受安培力的方向是( )A．向上B．向下C．垂直纸面向里D．垂直纸面向外12.(2010年6月广东学业水平考试)如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧．当螺线管通以恒定电流时，不计其它磁场的影响，小磁针静止时N极的指向是( )A．向左B．向右C．向上D．向下13．(2010年6月广东学业水平考试)电子通过磁场时会发生偏转，这是因为受到( )A．库仑力的作用B．万有引力的作用C．洛伦兹力的作用D．安培力的作用14.(2010年6月广东学业水平考试)如图所示，带正电的粒子g(不计重力)，水平向左进入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．该粒子将( )A．向下偏转B．向上偏转C．垂直纸面向里偏转D．垂直纸面向外偏转15.如图所示，在匀强磁场中有一通电直导线，电流方向垂直纸面向里，则直导线受到安培力的方向是( )A．向上B．向下C．向左D．向右16．下列哪种力是洛伦兹力( )A．电荷间的相互作用力B．电场对电荷的作用力C．磁铁对小磁针的作用力D．磁场对运动电荷的作用力17.如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针．现给直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的影响，则下列说法正确的是( )A．小磁针保持不动B．小磁针的N极将向下转动C．小磁针的N极将垂直于纸面向里转动D．小磁针的N极将垂直于纸面向外转动18．(2015年6月广东学业水平考试)带电粒子M和N，先后以不同的速度沿PO方向射入圆形匀强磁场区域，运动轨迹如图所示，不计重力，下列分析正确的是( )A．M带正电，N带负电B．M和N都带正电C．M带负电，N带正电D．M和N都带负电19．下列说法中，错误的是( )A．电流、磁体周围都存在磁场B．电场、磁场是起着传递电力或磁力的连续介质C．电场和磁场一定对放入其中的电荷有力的作用D．磁极之间、电流之间的相互作用都是通过磁场发生的20．一通电螺线管其磁感应强度最大的地方是( )A．螺线管的内部B．螺线管的南极C．螺线管的北极D．螺线管的南极和北极21．如下图所示，表示磁场对直线电流的作用，其中正确的是( )22．(2011年6月广东学业水平考试)关于磁感线，下列说法正确的是( )A．磁感线在磁场中真实存在B．磁感线密集的地方磁场弱C．磁感线稀疏的地方磁场强D．磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向23.直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，线圈可以自由运动．当通过如图所示的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将( )A．顺时针转动，同时靠近直导线ABB．顺时针转动，同时离开直导线ABC．逆时针转动，同时靠近直导线ABD．不动24．(2011年6月广东学业水平考试)如图为磁流体发电机的示意图，流体中的正、负离子均受到匀强磁场的作用，向M、N两金属极板运动．下列说法正确的是( )A．正离子向M板偏转，负离子向N板偏转B．正离子向N板偏转，负离子向M板偏转C．正、负离子均向N板偏转D．正、负离子均向M板偏转三、多项选择题：本大题共3小题，在每小题列出的四个选项中，至少有2个选项是符合题目要求的．25.(2015年1月广东学业水平考试)如图所示，匀强磁场中有一通电直导线，关于导线受到的安培力F，下列判断正确的有( )A．F方向向上B．F与电流大小有关C．F与磁感应强度大小有关D．F与导线在磁场中的长度有关26．(2011年6月广东学业水平考试)下列图示为通电直导线置于匀强磁场中的不同方式，其中导线能受到安培力作用的是( )27.如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒．在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的方向正确的是( )A．方向垂直斜面向上B．方向垂直斜面向下C．方向竖直向上D．方向竖直向下考题导练·核心归纳考点11．D 2.B3．【解析】选A.在磁场中小磁针静止时N极指向即为磁场方向，磁感线上某点的切线方向也是磁场方向，故A 正确．4．【解析】选D.由右手螺旋定则可知导线右侧的磁场垂直纸面向外，故小磁针的N极也垂直指向纸面外．5．【解析】选A.由右手定则知磁场沿逆时针方向，而小磁针N极指向与磁场同向，故A正确．6．【解析】选D.由左手定则可以判断D正确．考点21．B 2.C 3.D 4.AB5．【解析】选D.由左手定则可判断D正确．6．【解析】选C.带电粒子只有运动方向不平行于磁场时才受洛伦兹力，该粒子不受力，故轨迹与速度方向一致．学业达标·实战演练一、单项选择题Ⅰ1．【解析】选A.由右手螺旋定则可知，螺线管内磁场向左，即左侧相当于磁铁N极，故相互排斥，A正确．2．【解析】选D.由右手螺旋定则可知D正确．3．B 4.B 5.D 6.C7．【解析】选B.由安培定则可判断分子电流的等效磁体N极向左，S极向右，故B正确．8．【解析】选D.由左手定则可知粒子垂直纸面向外偏转，D正确．9．【解析】选C.磁感线是假想的曲线，其疏密反映磁场强弱，磁感线是闭合曲线，无始无终，其方向与小磁针N极的受力方向或静止时N极指向相同，故C正确．10．【解析】选D.由于洛伦兹力只改变速度方向，故只受洛伦兹力的粒子在磁场中做匀速圆周运动，即为变加速曲线运动，故D正确．二、单项选择题Ⅱ11．【解析】选C.由左手定则知导线所受安培力的方向垂直纸面向里，故C正确．12．【解析】选A.由右手螺旋定则可知螺线管内部磁场向左，螺线管左侧的磁场也向左，故小磁针N极指向左，故A正确．13．C14．【解析】选B.由左手定则可知洛伦兹力竖直向上，故向上偏转，B正确．15．【解析】选C.由左手定则可知安培力向左，C正确．16．D17．【解析】选C.由右手螺旋定则可知导线下方的磁场垂直纸面向里，故小磁针N极将垂直于纸面向里转动，C正确．18．C19．【解析】选C.磁场只对运动电荷有力的作用，故C错误．20．【解析】选A.通电螺线管其磁感应强度最大的地方是螺线管的内部，故A正确．21．【解析】选A.由左手定则可知A正确．22．【解析】选D.磁感线是假想的曲线，它的疏密程度表示磁场强弱，其切线方向为该点的磁场方向，故D正确．23．【解析】选C.先用安培定则判断出AB导线右侧的磁场向里，因此，环形电流内侧受力向下、外侧受力向上，从左向右看应逆时针方向转，当转到与AB共面时，AB与环左侧吸引，与环右侧排斥，由于左侧离AB较近，则引力大于斥力，所以环靠近导线AB，故选项C正确．24．【解析】选B.由左手定则可知正离子向N板偏转，负离子向M板偏转，故B正确．三、多项选择题25．【解析】选BCD.由安培力公式F＝IBL可知BCD正确；由左手定则可知A错误．26．【解析】选AC.由左手定则可知AC正确．27．AC。

[高考导航]第1讲磁场的描述及磁场对电流的作用知识排查磁场、磁感应强度1.磁场(1)基本特性：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(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。

(2)大小：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(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：疏密程度相同、方向相同的平行直线。

磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1.磁感线及特点(1)磁感线：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)特点①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。

②磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。

③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。

④磁感线是假想的曲线，客观上不存在。

2．电流的磁场安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1.安培力的大小F＝ILB sin θ(其中θ为B与I之间的夹角)(1)磁场和电流垂直时：F＝BIL。

(2)磁场和电流平行时：F＝0。

2．安培力的方向图1左手定则判断：(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。

(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。

(3)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。

小题速练1．关于磁感应强度B，下列说法正确的是()A．根据磁感应强度的定义式B＝FIL可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比B．一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零C．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零D．磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同答案 B2．磁场中某区域的磁感线如图2所示，则()图2A．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大B．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小C．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B bD．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B b解析a处的磁感线比b处稀疏，则a点磁感应强度比b点小，所以B a<B b，选项C正确，D错误；将一小段通电导线放入磁场时，当通电导线垂直磁场时，受到的磁场力最大，平行磁场时受磁场力为零，虽然B a<B b，但是无法比较导线所受的磁场力的大小，选项A、B错误。

第1讲磁场磁场力1磁场、磁感应强度(1)磁场①基本特性: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①物理意义:描述磁场的强弱和方向。

②大小:B=(通电导线垂直于磁场)。

③方向:小磁针静止时N极所指的方向。

④单位:特斯拉(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。

【易错警示】①磁感应强度由磁场本身决定,因此不能根据定义式B=认为B与F成正比,与IL成反比。

②测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入,如果平行磁场放入,则所受安培力为零,但不能说该点的磁感应强度为零。

③磁感应强度是矢量,其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向,也是自由转动的小磁针静止时N极的指向。

广东广州12月模拟考试)在磁场中有一小段长为L、通有电流I的导线,关于导线所在处的磁感应,以下说法中正确的是()。

A.若该导线所受磁场力为零,则该处磁感应强度一定为零B.若该导线所受磁场力不为零,则该处磁感应强度一定为C.若该导线所受磁场力不为零,则磁场力方向为该处的磁感应强度方向D.若该导线所受的磁场力的最大值F,则用来定义该处的磁感应强度大小【答案】D2磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向(1)磁感线在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致。

(2)几种常见的磁场①常见磁体的磁场②电流周围的磁场山西大同阶段检测)如图所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环沿顺时针方向转动时,a 、b 、c 三枚,以下说法正确的是()。

A.a 、b 、c 的N 极都向纸里转B.b 的N 极向纸外转,而a 、c 的N 极向纸里转C.b 、c 的N 极都向纸里转,而a 的N 极向纸外转D.b 的N 极向纸里转,而a 、c 的N 极向纸外转【答案】B3 安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力(1)安培力的大小①磁场和电流垂直时:F=BIL 。

2020届高三物理一轮复习教案电磁学部分－磁场第三部分电磁学§3.磁场一、差不多概念二、安培力〔磁场对电流的作用力〕三、洛伦兹力四、带电粒子在混合场中的运动§3.磁场一、差不多概念目的要求复习磁场的概念、磁场的差不多性质、磁感应强度、安培定那么等。

知识要点1.磁场的产生⑴磁极周围有磁场。

⑵电流周围有磁场〔奥斯特〕。

安培提出分子电流假讲〔又叫磁性起源假讲〕，认为磁极的磁场和电流的磁场差不多上由电荷的运动产生的。

〔不等于讲所有磁场差不多上由运动电荷产生的。

〕⑶变化的电场在周围空间产生磁场〔麦克斯韦〕。

2.磁场的差不多性质磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。

这一点应该跟电场的差不多性质相比较。

L专门小，同时L⊥B 〕。

磁感应强度是矢量。

单位是特斯拉，符号为T，1T=1N/(A∙m)=1kg/(A∙s2)4.磁感线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。

磁感线上每一点的切线方向确实是该点的磁场方向，也确实是在该点小磁针静止时N极的指向。

磁感线的疏密表示磁场的强弱。

⑵磁感线是封闭曲线〔和静电场的电场线不同〕。

⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线：⑷安培定那么〔右手螺旋定那么〕：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。

5.磁通量假如在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S，那么定义B与S的乘积为穿过那个面的磁通量，用Φ表示。

Φ是标量，然而有方向〔进该面或出该面〕。

单位为韦伯，符号为W b。

1W b=1T∙m2=1V∙s=1kg∙m2/(A∙s2)。

能够认为磁通量确实是穿过某个面的磁感线条数。

在匀强磁场磁感线垂直于平面的情形下，B=Φ/S，因此磁感应强度又叫磁通密度。

在匀强磁场中，当B 与S 的夹角为α时，有Φ=BS sin α。

第三章考点深化提升考点一磁感应强度及磁感线的理解与应用1.磁感应强度的理解的几点注意:(1)磁感应强度由磁场本身决定,因此不能根据定义式B=认为B与F成正比,与IL成反比。

(2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入,如果平行磁场放入,则所受安培力为零,但不能说该点的磁感应强度为零。

(3)磁感应强度是矢量,其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向,也是自由转动的小磁针静止时N极的指向。

2.电流的磁场与安培定则:(1)运用安培定则电流的磁场方向。

安培定则又叫右手螺旋定则。

(2)电流磁场特点。

①直线电流的磁场:无磁极、非匀强,且距导线越远处磁场越弱。

②通电螺线管的磁场:与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场最强,管外为非匀强磁场。

③环形电流的磁场:环形电流的两侧是N极和S极,且离圆环中心越远,磁场越弱。

3.磁感线及特点:(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。

(2)磁感线的疏密程度表示磁场强弱。

(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点。

在磁体外部,从N极指向S极,在磁体内部,从S极指向N极。

(4)磁感线是假想的曲线,不相交、不中断、不相切。

【对点训练】1.(多选)(2019·南宁高二检测)彼此绝缘、相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面,图中穿过线圈的磁通量可能为零的是 ( )【解析】选A、D。

由安培定则可得:A图线圈中I1和I2分别产生的磁场方向相反,A 图中磁通量可能为零,A正确;B图线圈中,I2产生的磁通量为零,I1产生的磁通量垂直于纸面向外,所以线圈中磁通量不可能为零;C图中,两电流产生的磁通量都垂直于纸面向外,不可能为零,C错误;D图中,两电流产生的磁场方向相反,磁通量可能为零,D正确。

2.三根平行的长直导体棒分别过正三角形ABC的三个顶点,并与该三角形所在平面垂直,各导体棒中均通有大小相等的电流,方向如图所示。

则三角形的中心O 处的合磁场方向为( )A.平行于AB,由A指向BB.平行于BC,由B指向CC.平行于CA,由C指向AD.由O指向C【解析】选A。