2018年全国卷高考物理总复习《磁场》专题突破

【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。

第八章磁场第1讲磁场及其对电流的作用高考题源于教材重做教材经典习题过好双基关D基础知识梳理一、对磁场的理解i .磁场(i)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.⑵ 方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时N极的指向.2 .磁感应强度(1)定义式：B= L(通电导线垂直于磁场).⑵方向：小磁针静止时N极的指向.(3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的. 3 .磁感线(1) 弓I 入：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：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭合的曲线. (3) 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场 (如图1所示).图1、安培定则的应用及磁场的叠加 1.安培定则的应用直线电流的磁场通电螺线管的磁场 环形电流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，磁场越弱安培 定则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. 三、安培力 1.安培力的方向立体图横截面图M左it右4K从右建圧看特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱（1）左手定则：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）注意问题：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.2 .安培力的大小当磁感应强度B的方向与导线方向成0角时，F= ILB sin_ B .（1）当磁场与电流垂直时，安培力最大, F max= ILB.（2）当磁场与电流平行时，安培力等于零.【深度思考】安培力常用公式F= BIL中的L是导线的尺度吗？答案L为有效长度a基础题组自测1 .（教科版选修3 —1P83第3题）（多选）如图2为通电螺线管.A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是（）A.磁感线最密处为A处，最疏处为B处B.磁感线最密处为B处，最疏处为C处C.小磁针在B处和A处N极都指向左方D.小磁针在B处和C处N极都指向右方答案BC2 .（人教版选修3 —1P94第1题改编）下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是（）答案 C 3.（教科版选修3- 1P92第1题）（多选）一小段长为L 的通电直导线放在磁感应强度为 B 的磁 场中，当通过它的电流为I 时，所受安培力为F .以下关于磁感应强度 B 的说法正确的是（）A. 磁感应强度B 一定等于£B. 磁感应强度 B 可能大于或等于|LC. 磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大D. 在磁场中通电直导线也可以不受力 答案 BD 4.（人教版选修3- 1P94第3题改编）如图3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MN 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 （ ）/：!X答案A抓住题眼重审题总结解题技巧方法研透命题点命题点一对磁场的理解1•磁感应强度是矢量，其方向与导线所受力的方向垂直；2•电流元必须垂直于磁场方向放置，公式B= I F才成立；3•磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与通电导线受力的大小及方向都无关.【例1】（多选）下列说法正确的是（）A.磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时，受到的磁场力 F 与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B=IL，即磁场中某点的磁感应强度B.通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C.磁感应强度只是定义式，它的大小取决于场源及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D.磁场是客观存在的答案CD解析A项考查的是磁感应强度的定义，只有当通电导线与磁场方向垂直时才有B= f ,A错；B项中，当通电导线与磁场平行时，不受磁场力，此时，磁感应强度不为零，B错；C选项中，B= jF-是定义式，磁场强弱取决于场源及磁场中的位置，C正确；磁场与电场一样，都是客观存在的，D正确.O题组阶梯突破1 .（多选）指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针，下列说法正确的是（）A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转答案BC解析指南针两端分别是N极和S极，具有两个磁极，选项A错误；指南针静止时，N极的指向为该处磁场的方向，故指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，选项B正确；铁块在磁场中被磁化，会影响指南针的指向，选项C正确；通电直导线在其周围会产生磁场，会影响指南针的指向，选项D错误.2 .中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也•”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图4所示•结合上述材料，下列说法不正确的是（）地轴图4A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用答案C解析地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，两极并不重合；且地球内部也存在磁场，只有赤道上空磁场的方向才与地面平行；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不会平行，一定受到地磁场力的作用，故只有C项说法不正确.命题点二安培定则的应用及磁场的叠加磁场叠加问题的一般解题思路1 .确定磁场场源，如通电导线.2.定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向.如图5所示为M N在c点产生的磁场.图5 3 .应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场.【例2 如图6所示，a 、b 两根垂直纸面的直导线通有等值的电流，两导线旁有一点 P, P 点恥 ①直导线通有等值的电流② P 点到a 、b 距离相等. 答案 A解析 若a 中电流方向向纸外，b 中电流方向向纸里， 根据安培定则判断可知：a 在P 处产生 的磁场B 方向垂直于aP 连线斜向上，如图所示. b 在P 处产生的磁场 已方向垂直于bP 连线 斜向下，根据平行四边形定则进行合成， P 点的磁感应强度方向水平向右. 故A 正确，B 错误.若a 中电流方向向纸里，b 中电流方向向纸外，则可得 P 点的磁感应强度方向水平向左•故 C错误.若a 、b 中电流方向均向纸外， 同理可知，P 点的磁感应强度方向竖直向上. 故D 错误.Q 题组阶梯突破3•如图7所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I i 与丨2.且I i >I 2，与两根导线垂直的同一平面内有 a 、b 、c 、d 四点，a 、b 、c 在两根导线的水平连线上且间距相等，b 是两根导线连线的中点， b 、d 连线与两根导线连线垂直.则 （）A. 12受到的安培力水平向左B. b 点磁感应强度为零C. d 点磁感应强度的方向必定竖直向下到a 、b 距离相等，关于P 点的磁场方向，以下判断正确的是A. a 中电流方向向纸外,B. a 中电流方向向纸外,b 中电流方向向纸里，则 b中电流方向向纸里，则 b 中电流方向向纸外，则 b中电流方向向纸外，则P 点的磁场方向向右 P 点的磁场方向向左 P 点的磁场方向向右 P 点的磁场方向向左D. a点和c点的磁感应强度不可能都为零答案D解析电流I 1在|2处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，I 2受到的安培力的方向水平向右，故A错误；电流11与12在b处产生的磁场方向相同，合磁场方向向下，所以磁感应强度不等于零，故B错误；两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反，大小相等的电流I l与丨2时，d 点的磁感应强度的方向是竖直向下，当两个电流的大小不相等时，d点的合磁场方向不是竖直向下，故C错误；电流11的大小比电流12的大，则c点的磁感应强度可能等于零，a点的磁感应强度不可能等于零，故D正确.4•图8中a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，be沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示. 0点为三角形的中心（0到三个顶点的距离相等），则（）A. 0点的磁感应强度为零B. 0点的磁场方向垂直0e向下C. 导线a受到的安培力方向竖直向上D. 导线b受到的安培力方向沿be连线方向指向c答案B解析根据右手螺旋定则，a电流在0点产生的磁场平行于be向左，b电流在0点产生的磁场平行ac 指向右下方，电流c在0点产生的磁场平行ab指向左下方；由于三导线电流大小相等，到0点的距离相同，根据平行四边形定则，0点合场强的方向垂直0c向下，故A错误，B正确；根据左手定则，结合矢量合成法则，导线a受到的安培力方向水平向左，导线b受到的安培力方向平行于ac斜向左上方，故 C D错误.命题点三导体运动趋势的判断判断导体运动趋势常用方法特殊位置法在特殊位置T安培力方向T运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的冋题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第二定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向【例3 如图9所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)( )A.顺时针方向转动，同时下降B.顺时针方向转动，同时上升C.逆时针方向转动，同时下降D.逆时针方向转动，同时上升◎ □恥①蹄形磁铁；②导线可以自由转动.答案A解析如图甲所示，把直线电流等效为无数小段，中间的点为0点，选择在0点左侧S极右上方的一小段为研究对象，该处的磁场方向指向左下方，由左手定则判断，该小段受到的安培力的方向垂直纸面向里，在0点左侧的各段电流元都受到垂直纸面向里的安培力，把各段电流元受到的力合成，则0点左侧导线受到垂直纸面向里的安培力；同理判断出0点右侧的导线受到垂直纸面向外的安培力.因此，由上向下看，导线沿顺时针方向转动.分析导线转过90°时的情形•如图乙所示，导线中的电流向外，由左手定则可知，导线受到向下的安培力•由以上分析可知，导线在顺时针转动的同时向下运动•选项O题组阶梯突破5.（多选）把一根不计重力的、通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图10所示.导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a向b,关于导线的受力和运动情况，下述说法正确的是（）B. 硬直导线只能转动，不会向下移动C. 硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直D. 在图示位置，a端受力垂直纸面向内，b端受力垂直纸面向外答案AC解析题图可看成通电螺线管产生的磁场方向，如图所示，导线等效为Oa Ob两电流元，由左手定则可判定两电流元所受安培力的方向，所以从上向下看导线逆时针转动，当转过90°时再用左手定则可判定导线所受磁场力方向向下，即导线在逆时针转动的同时还要靠近螺线管，A C对.6.（多选）通有电流的导线L i、L2、L3、L4处在同一平面（纸面）内，放置方式及电流方向如图11甲、乙所示，其中L i、L3是固定的，L2、L4可绕垂直纸面的中心轴0转动，则下列判定正确的是（）\ ----------- /-I---- >\ou甲i A. L2绕轴O按顺时针转动A正确.甲©乙+图11B. L2绕轴O按逆时针转动C. L4绕轴O按顺时针转动D. L4绕轴O按逆时针转动答案BC解析题图甲中由右手螺旋定则可知导线L i上方磁场垂直纸面向外，且离导线L i的距离越近，磁场越强，导线L2上每一小部分受到的安培力方向均水平向右，但O点下方部分安培力较大，所以L2绕轴O按逆时针转动，A错，B对；图乙中O点上方导线L4所受安培力向右，O点下方导线L4所受安培力向左，即L4绕轴O按顺时针转动，C对，D错.命题点四安培力作用下导体的平衡问题安培力作用下导体的平衡问题的解题方法1.根据导体中的电流方向与磁场方向，利用左手定则先判断出安培力的方向，然后对导体进行受力分析，再结合力的平衡条件进行求解；2.事先不能够判断出安培力的方向时需要对导体进行受力分析，然后结合力的平衡条件确定安培力的方向和大小，此类试题一般是包括安培力在内的三力动态平衡问题，解决的办法通常是“闭合矢量三角形法”或“相似三角形法”.【例4 如图12所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为0.如果仅改变下列某一个条件，0角的相应变化情况是（）图12A.棒中的电流变大，0角变大B.两悬线等长变短，0角变小C.金属棒质量变大，0角变大D.磁感应强度变大，0角变小恥①竖直向上的匀强磁场；②平衡时.答案A解析金属棒受到水平的安培力而使悬线偏转，悬线与竖直方向形成夹角，受力分析如图所F 宀BIL示，根据平衡条件有tan 0 = 安= ，由该式知，金属棒中的电流变大，0角变大，选项mg mgA正确；两悬线变短，不影响平衡状态，0角不变，选项B错误；金属棒质量变大，0角变小，选项C错误；磁感应强度变大，0角变大，选项D错误.9题组阶梯突破7 •如图13所示，长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长A. 导体棒中的电流方向从b流向akxb.导体棒中的电流大小为BLc.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大答案B解析由受力平衡可知安培力方向水平向右，由左手定则可知，导体棒中的电流方向从a流kx向b,故A错误；由于弹簧伸长为x，根据胡克定律有kx = BIL，可得I = BL故B正确；若只将磁场方向缓慢顺时针或逆时针转过一小角度，则安培力在水平方向上的分力减小，根据力的平衡可得，弹簧弹力变小，导致x变小，故C、D错误.8.如图14所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B,导轨宽度为L, 一端与电源连接.一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为卩=-^，在安培力的作用下，金属棒以V。

（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。

专题9磁场1.（2017全国卷Ⅰ）如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为m a、m b、m c.已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是A．m>m>ma b c C．m>m>mc a b B．m>m>mb ac D．m>m>mc b a答案：B解析：由题意知，m a g=qE，m b g=qE+Bqv，m c g+Bqv=qE，所以mb >ma>mc，故B正确，ACD错误.2.（2017全国卷Ⅱ）如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场.若粒子射入速率为v，这些粒子在磁1场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v，相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力2及带电粒子之间的相互作用.则v:v为21A．3:2答案：CB．2:1C．3:1D．3:2.22，解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动由于是相同的粒子，粒子进入磁场时的速度大小相同，由qvB=m v2R可知，R=mv，即粒子在磁场中做圆周运动的半径相同.若粒子运动的速度大小为v1，如图所示，通过旋转圆qB可知，当粒子的磁场出射点A离P点最远时，则AP=2R1；同样，若粒子运动的速度大小为v2，粒子的磁场出射点B离P点最远时，则BP=2R2，由几何关系可知，R=1 C项正确.R3，R=R cos30=R，则23.（2017江苏卷）如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r．圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（A）1:1（B）1:2（C）1:4（D）4:1答案：A解析：本题考查考生对磁通量概念的理解.由题图可知，穿过a、b两个线圈的磁通量均为Φ=B⋅πr2，因此磁通量之比为1∶1，A项正确.4.（2017全国卷Ⅲ）如图，空间存在方向垂直于纸面（xOy平面）向里的磁场.在x≥0区域，磁感应强度的大小为B0；x<0区域，磁感应强度的大小为λB0（常数λ>1）.一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子以速λqB (1+)RRvv联立①②③④式得，所求时间为t=t+t=0λ度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求（不计重力）（1）粒子运动的时间；（2）粒子与O点间的距离.πm12mv答案：（1）（2）0(1-qB01λ)解析：（1）在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动.设在x≥0区域，圆周半径为R1；在x<0区域，圆周半径为R2.由洛伦兹力公式及牛顿定律得qB v=00mv20①1qλB v=00mv20②2粒子速度方向转过180°时，所用时间t1为t1=πR1③粒子再转过180°时，所用时间t2为t2=πR2④πm1(1+)⑤qB012（2）由几何关系及①②式得，所求距离为d=2(R-R)=122mv0(1-qB1λ)⑥5.（2017江苏卷）一台质谱仪的工作原理如图所示．大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为0，经过加速后，通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上．已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q，质量分别为2m和m，图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹．不考虑离子间的相互作用．( （3） L < 2 2Bq2（1）求甲种离子打在底片上的位置到 N 点的最小距离 x ；（2）在答题卡的图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域，并求该区域最窄处的宽度 d ；（3）若考虑加速电压有波动，在 U –∆U )到( U + ∆U )之间变化，要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠，求狭缝宽度 L 满足的条件．答案：（1） x =mB q4 mU 2 mU 4mU L 20 - L （2） d = 0 - 0 - B q B q qB 2 4[2 (U - ∆U ) - 2(U + ∆U )]0 0解析：(1)设甲种离子在磁场中的运动半径为 r 1电场加速 qU = 1⨯ 2mv 2且 qvB = 2mv2 r1解得 r =2mU0 根据几何关系 x = 2r - L1 1解得 x =4 mU B q0 - L（2）（见图） 最窄处位于过两虚线交点的垂线上d = r - r 2 - ( L1 1)2解得 d =2 mU 4mU 0 - B q qB 20 - L 24=2r1的最小半径r2max=即4m(U-∆U)->LB q答案：（1）v=2v，方向与x轴方向的夹角为45°角斜向上（2）E(3)设乙种离子在磁场中的运动半径为r2m(U-∆U)B qr2的最大半径r 12m(U+∆U)B q由题意知2r1min -2r2max>L22m(U+∆U)00 B q B q解得L<2m[2(U -∆U)-2(U+∆U) ]006.（2017天津卷）平面直角坐标系x Oy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ现象存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示.一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍.粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等.不计粒子重力，问：（1）粒子到达O点时速度的大小和方向；（2）电场强度和磁感应强度的大小之比.0B2y⑥⑦设磁感应强度大小为 B ，粒子做匀速圆周运动的半径为 R ，洛伦兹力提供向心力，有： q vB = m⑨解析：(1)在电场中，粒子做类平抛运动，设 Q 点到 x 轴距离为 L ，到 y 轴距离为 2L ，粒子的加速度为 a ，运动时间为 t ，有2L = v t①L =1at 2 ②2设粒子到达 O 点时沿 y 轴方向的分速度为 vyv = at ③y设粒子到达 O 点时速度方向与 x 轴正方向夹角为α ，有 tan α =联立①②③④式得α =45° ⑤即粒子到达 O 点时速度方向与 x 轴正方向成 45°角斜向上.vyv④设粒子到达 O 点时速度大小为 v ，由运动的合成有 v =v 2 + v2 0联立①②③⑥式得 v =2v（2）设电场强度为 E ，粒子电荷量为 q ，质量为 m ，粒子在电场中受到的电场力为 F ，粒子在电场中运动的加速度： a =qEm⑧v 2R根据几何关系可知： R =2L整理可得： E v= 0B 2x v子，形成宽为 2b ，在 y 轴方向均匀分布且关于 轴对称的电子流.电子流沿 方向射入一个半径为 R ，中心位于正下方有一对平行于 轴的金属平行板 K 和 A ，其中 K 板与 P 点的距离为 d ，中间开有宽度为2l 且关于 y 轴对2电荷量为 e ，忽,7.（2017 浙江卷）如图所示,在 xOy 平面内，有一电子源持续不断地沿 正方向每秒发射出 N 个速率均为 的电x x原点 O 的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直xOy 平面向里，电子经过磁场偏转后均从P 点射出，在磁场区域的x称的小孔.K 板接地，A 与 K 两板间加有正负、大小均可调的电压UAK，穿过 K 板小孔到达 A 板的所有电子被收集且导出，从而形成电流.已知 b =略电子间相互作用.（1）求磁感应强度 B 的大小；3 R, d = l，电子质量为 m ，（2）求电子从 P 点射出时与负y 轴方向的夹角θ的范围；（3）当UAK= 0 时，每秒经过极板 K 上的小孔到达极板 A 的电子数；（4）画出电流 i 随 UAK变化的关系曲线（在答题纸上的方格纸上）.答案:（1） B = mv，（2）60o （3） n =6 N eR3= 0.82N （4） i m ax = 0 .82 Ne解析:由题意可以知道是磁聚焦问题，即（1）轨到半径 R=rB =mveR（2）右图以及几何关系可知，上端电子从 P 点射出时与负 y 轴最大夹角θm ，由几何关系sin θm = b得 θm = 60 OR同理下端电子从 p 点射出与负 y 轴最大夹角也是 60 度范围是 - 60 o ≤ θ ≤ 60 o（3） tan α = l得 α = 45 Ody ' = R s in α = 2 R2===0.82n=0.82N4e mv2或者根据（3）可得饱和电流大小每秒进入两极板间的电子数为n n y'6N b3(4)有动能定理得出遏止电压U=-c 12emv2与负y轴成45度角的电子的运动轨迹刚好与A板相切，其逆过程是类平抛运动，达到饱和电流所需要的最小反向电压U'=-1im ax=0.82Ne.。

第一部分 特点描述磁场一般会以选项题和计算题两种形式出现，若是选择题一般考查对磁感应强度、磁感线、安培力和洛仑兹力这些概念的理解，以及安培定则和左手定则的运用；若是计算题主要考查安培力大小的计算，以及带电粒子在磁场中受到洛伦兹力和带电粒子在磁场中的圆周运动的分析判断和计算，尤其是带电粒子在电场、磁场中的运动问题对学生的空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力有较高的要求，仍是本考点的重点内容，有可能成为试卷的压轴题。

由于本考点知识与现代科技密切相关，在近代物理实验中有重大意义，因此考题还可能以科学技术的具体问题为背景，考查学生运用知识解决实际问题的能力和建模能力。

预测高考基础试题仍是重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题．综合试题还是涉及到力和运动、能量守恒、电路分析、安培力等力学和电学知识。

主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等。

第二部分 知识背一背 一、磁场、磁感应强度1．磁场的特性：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．磁场的方向：小磁针静止时N 极所指的方向． 3．磁感应强度（1）物理意义：描述磁场的强弱和方向． （2）大小：ILFB =（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，简称特，符号：T. 4．磁通量（1）概念：在匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S 和磁感应强度B 的乘积． （2）公式：BS =φ. （3）单位：1Wb ＝1T ·m 2二、磁感线、通电导体周围的磁场的分布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．条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布（如图所示）3．电流的磁场直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场 特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱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，磁场越弱安培 定则立体图横截面图4.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． 三、安培力的大小和方向 1．安培力的大小当磁感应强度B 的方向与导线方向成θ角时，θsin BIL F =，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：（1）当磁场与电流垂直时，安培力最大，F max ＝BIL . （2）当磁场与电流平行时，安培力等于零． 2．安培力的方向（1）安培力：通电导线在磁场中受到的力．（2）左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，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． （3）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． 四、洛伦兹力的大小和方向1．洛伦兹力的定义：磁场对运动电荷的作用力．2．洛伦兹力的大小θsin qvB F =，θ为v 与B 的夹角．如图所示．（1）当v ∥B 时，θ＝0°或180°，洛伦兹力F ＝0； （2）当v ⊥B 时，θ＝90°，洛伦兹力qvB F =. （3）静止电荷不受洛伦兹力作用．学.科.网 3．洛伦兹力的方向 （1）左手定则磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，拇指指向即为运动的正电荷所受洛伦兹力。

2018年全国卷高考物理总复习《磁场》习题专训1．如图所示，条形磁铁放在桌子上，一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图，则在这个过程中磁铁受到的摩擦力（保持静止）（）A．为零.B．方向由左变为向右.C．方向保持不变.D．方向由右变为向左.【答案】B2．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，则过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边平行，竖直向下C．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边【答案】C3．如图所示，X1、X2，Y1、Y2，Z1、Z2分别表示导体板左、右，上、下，前、后六个侧面，将其置于垂直Z1、Z2面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流I通过导体板时，在导体板的两侧面之间产生霍耳电压U H。

已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为neSvI 。

实验中导体板尺寸、电流I和磁感应强度B保持不变，下列说法正确的是（）A ．导体内自由电子只受洛伦兹力作用B ．U H 存在于导体的Z 1、Z 2两面之间C ．单位体积内的自由电子数n 越大，U H 越小D ．通过测量U H ，可用IU R =求得导体X 1、X 2两面间的电阻 【答案】C4．如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab 是圆的直径。

一带电粒子从a 点射入磁场，速度大小为v 、方向与ab 成30°角时，恰好从b 点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t ；若同一带电粒子从a 点沿ab 方向射入磁场，也经时间t 飞出磁场，则其速度大小为（ ）A ．v 21B ．v 32C ．v 23D ．v 23 【答案】C5．如图所示，空间存在一水平方向的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为B ，电场强度大小为q mgE 3=，且电场方向与磁场方向垂直。