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2019年高考物理一轮复习精品资料1.知道磁感应强度的概念及定义式，并能理解与应用.2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题．一、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。
二、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)电流的磁场通电直导线通电螺线管环形电流安培定则立体图横截面图纵截面图三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1．安培力的大小当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝BIL sin_θ。
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)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。
高频考点一磁场的理解及安培定则例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解析指南针有N、S两个磁极，受到地磁场的作用静止时N极指向北方，选项A错误，B正确．指南针有磁性，可以与铁块相互吸引，选项C正确．由奥斯特实验可知，小磁针在通电导线放置位置合适的情况下，会发生偏转，选项D错误．【变式探究】(多选)下列说法中正确的是( )A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零C．表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D．表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值答案AC【举一反三】三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三导线中电流方向相同，A、B两导线中的电流大小相同，如图3所示，已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B，则O处的磁感应强度的大小和方向为( )图3A．大小为B，方向沿OA方向B．大小为22B，方向竖直向下C．大小为2B，方向沿OB方向D．大小为2B，方向沿OA方向答案 D解析由安培定则知导线A、B在O处所产生的磁感应强度大小相等，方向相反，相互抵消，所以O处的磁感应强度即为导线C所产生的磁感应强度，即大小为2B，由安培定则可判定其方向沿OA方向，A、B、C错，D对．高频考点二导体运动趋势的判断方法例2．关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )A．安培力的方向可以不垂直于直导线B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半答案 B解析安培力垂直于导线和磁场方向决定的平面，A错误，B正确；由F＝BIL sin θ可知，C错误；将直导线从中点折成直角时，因磁场与导线的夹角未知，则安培力的大小不能确定，D错误．【变式探究】一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图5所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力作用后的运动情况为( )图5A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管答案 D【举一反三】个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图6所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将( )图6A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．在纸面内平动答案 B高频考点三安培力作用下导体的平衡与加速例3．如图9所示，两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触．现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动．已知电流I随时间t变化的关系式为I＝kt(k为常数，k＞0)，金属棒与导轨间的动摩擦因数一定．以竖直向下为正方向，则下面关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象中，可能正确的有( )图9答案 B【变式探究】如图10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( )图10答案 A解析磁场发生微小变化时，因各选项中载流线圈在磁场中的面积不同，由法拉第电磁感应定律E＝n ΔΦΔt＝n ΔB·SΔt知载流线圈在磁场中的面积越大，产生的感应电动势越大，感应电流越大，载流线圈中的电流变化越大，所受的安培力变化越大，天平越容易失去平衡，由题图可知，选项A符合题意．【举一反三】如图11，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12 V 的电池相连，电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．图111. （2018年全国Ⅰ卷）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。
专题8.2磁场对运动电荷的作用1.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：B2．一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场，在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动。
则下列能表示运动周期T 与半径R 之间的关系图象的是 ( )答案：D解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，qvB ＝m v2R ⇒R ＝mv qB ，由圆周运动规律，T ＝2πR v ＝2πmqB ，可见粒子运动周期与半径无关，故D 项正确。
3．图为云室中某粒子穿过铅板P 前后的轨迹(粒子穿过铅板后电荷量、质量不变)，室中匀强磁场的方向与轨道所在平面垂直(图中垂直于纸面向内)，由此可知此粒子 ( )A ．一定带正电B ．一定带负电C ．不带电D ．可能带正电，也可能带负电 答案：A解析：粒子穿过铅板的过程中，动能减小，轨道半径减小，根据题图中粒子的运动轨迹可以确定粒子从下向上穿过铅板，再由左手定则可判断出粒子一定带正电。
选项A 正确。
4.如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x 轴成30°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为 ( )A ．1︰2B ．2︰1C ．1︰ 3D ．1︰1答案：B5.如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O 射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子 ( )A ．速率一定越小B ．速率一定越大C ．在磁场中通过的路程越长D ．在磁场中的周期一定越大 答案：A解析：根据公式T ＝2πmBq 可知，粒子的比荷相同，它们进入匀强磁场后做匀速圆周运动的周期相同，选项D错误；如图所示，设这些粒子在磁场中的运动圆弧所对应的圆心角为θ，则运动时间t ＝θ360°T ，在磁场中运动时间越长的带电粒子，圆心角越大，运动半径越小，根据r ＝mvBq 可知，速率一定越小，选项A 正确，B 错误；当圆心角趋近180°时，粒子在磁场中通过的路程趋近于0，所以选项C 错误。
第19课时 磁场的描述及磁场对电流的作用一、选择题Ⅰ(在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1.科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针原来指向正北的N 极逆时针转过30°(如图1所示的虚线)，设该处的地磁场磁感应强度水平分量为B ，则磁矿所产生的磁感应强度水平分量的最小值为 ( )图1A ．BB ．2BC.B2D.32B 解析 合磁场的方向沿虚线方向，所以该磁矿产生的磁感应强度的水平分量的最小值为B sin 30°＝B2，选项C 正确。
答案 C2．在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5T 。
如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m ，载有20 A 的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是( ) A ．4×10－8 N B ．2.5×10－5N C ．9×10－4 ND ．4×10－2N解析 磁场方向是南北方向，电流方向是东西方向，它们相互垂直，可以利用公式F ＝BIL 来计算此安培力的大小，其大小为F ＝BIL ＝5×10－5×20×40 N＝4×10－2N 。
答案 D3．(2016·浙江湖州中学摸底)如图2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( )图2解析由题意知，处于磁场中的导体受安培力作用的有效长度越长，根据F＝BIL知受安培力越大，磁场发生微小变化，安培力变化最大，天平越容易失去平衡，由图知选项A中导体的有效长度最大，所以A正确。
答案 A4．如图3所示，质量为m的导体棒ab垂直圆弧形金属导轨MN、PQ放置，导轨下端接有电源，导体棒与导轨接触良好，不计一切摩擦。
2019年高考物理一轮复习精品资料 1．如图1所示，a和b是一条磁感线上的两点，关于这两点磁感应强度大小的判断，正确的是( ) 图1 A．一定是a点的磁感应强度大 B．一定是b点的磁感应强度大 C．一定是两点的磁感应强度一样大 D．无法判断 答案 D 解析 因为一条磁感线是直线时，不一定是匀强磁场，也不知道A、B两点的磁感线的疏密，条件不足，无法确定a、b两点的磁感应强度的大小．故D正确． 2．磁场中某区域的磁感线如图2所示，则( )
图2 A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大 D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 答案 A
3．(多选)两根长直导线a、b平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图，图中O点为两根导线连线ab的中点， M、N为ab的中垂线上的两点且与a、b等距，两导线中通有等大、同向的恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比，则下列说法中正确的是( ) 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．O点的磁感应强度为零
D．若在N点放一小磁针，静止时其北极沿ON指向O点
【解析】 由安培定则、通电直导线周围磁场特点及矢量的合成知BM垂直MN向下，BN垂直MN向上，且BM＝BN；而O点的磁感应强度BO＝0，B、C对，A错；若在N点放一小磁针，静止时其北极垂直MN向上． 【答案】 BC 4.
通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生( ) A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动
B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动
C．L2绕轴O按顺时针方向转动
中小学习题试卷教育文档 1 专题8.1 磁场的描述 磁场对电流的作用
1．三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B B．平行于BC，由B指向C C．平行于CA，由C指向A D．由O指向C
2．在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上P点地磁场磁感应强度大小为B0.将一条形磁铁固定在P点附近的水平面上，让N极指向正北方向，如图所示，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度大小为B1；现将条形磁铁以P点为轴旋转90°，使其N极指向正东方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度的大小应为(可认为地磁南、北极与地理北、南极重合)( )
A．B1－B0 中小学习题试卷教育文档
2 B．B1＋B0 C.B20＋B21 D.2B20＋B21－2B0B1 【答案】D 【解析】设条形磁铁在P点处产生的磁感应强度为B′，当N极指向正北方时，B1＝B0＋B′，解得B′＝B1－B0，当N极指向正东方时，P点的磁感应强度B＝B20＋B′2＝B20＋(B1－B0)2＝2B20＋B21－2B0B1，D正确． 15．如图所示，一条形磁铁静止在固定斜面上，上端为N极，下端为S极，其一条磁感线如图所示，垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线，它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且长度相等(如图中虚线所示)。开始两根导线未通电流，斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为FN、Ff，后来两根导线通图示方向大小相同的电流后，磁铁仍然静止，则与未通电时相比 ( )
A．FN、Ff均变大 B．FN不变，Ff变小 C．FN变大，Ff不变 D．FN变小，Ff不变 答案：D 解析：两根导线通题图方向大小相同的电流后，导线受到安培力，由牛顿第三定律，磁铁受到垂直斜面向上的作用力，斜面对磁铁的弹力减小，摩擦力不变，选项D正确。 16．如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则 ( ) 中小学习题试卷教育文档
3 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、b导线受到的安培力大小总为BIl 答案：D
17.欧姆最早是用小磁针测量电流的，他的具体做法是：在地磁场的作用下，小磁针处于水平静止状态，在其上方平行于小磁针放置一长直导线，当导线中通有电流时，小磁针会发生偏转，通过小磁针偏转的角度可测量导线中的电流。已知长直通电导线在空间某点产生磁场的磁感应强度大小与电流成正比，当导线通电后，小磁针转动的俯视图如图所示，下面说法正确的是 ( )
A．通电后小磁针静止时N极所指的方向就是电流产生磁场的方向 B．这种方法只能测量导线电流的大小，不能确定导线电流的方向 C．导线中电流的大小与小磁针转过的角度的正切值成正比 D．导线中电流的大小与小磁针转过的角度的正弦值成正比 答案：C
18．如图所示，在xOy平面内有两根平行y轴水平放置的长直导线，通有沿y轴正方向大小相等的电流I，两导线关于y轴对称，P为x轴上一点，O为z轴上一点，下列说法正确的是 ( ) 中小学习题试卷教育文档 4 A．O点处的磁感应强度为零 B．P、Q两点处的磁感应强度方向垂直 C．P、Q两点处的磁感应强度方向平行 D．正电荷从O点沿z轴向上运动不受洛伦兹力作用 答案：AB 解析：根据安培定则可判断出两电流在O点处产生的磁感应强度等大反向，合磁感应强度为零，故A正确；两电流在P点的磁场方向相反，叠加后合磁场方向沿z轴正方向；两电流在z轴正方向上各点产生的磁感应强度矢量叠加后，都沿x轴
负方向，P、Q两点磁场方向垂直，故B正确，C错误；正电荷从O点沿z轴向上运动，由左手定则判断其受沿y轴正方向的洛伦兹力作用，故D错误。 19．如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。则磁感应强度方向和大小可能为 ( )
A．z正向，mgILtanθ B．y正向，mgIL C．z负向，mgILtanθ D．沿悬线向上，mgILsinθ 答案：BC 中小学习题试卷教育文档
5 20．如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x，当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是 ( )
A．方向向上 B．大小为2mg2LI C．要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移 D．若使b下移，a将不能保持静止 答案：ACD 解析：由安培定则可知，通电导体棒b周围的磁感应线方向为顺时针方向，所以在a点的磁场方向竖直向上，如图a所示，所以选项A正确；
以导线a为研究对象进行受力分析如图(a)所示，故有mg＝BIL，解得a点处的磁感应强度大小为B＝mgIL，所以选项B错误；欲减小b在a处的磁感应强度，可增大两导线间的距离，将b上移或下移都可以，当b上移时，a受到的安培力方向逆时针转动，此时能保持a受力平衡，所以选项C正确；若b下移，导体棒受力不平衡，故选项D正确。 21．如图所示，水平导轨间距为L＝0.5m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质中小学习题试卷教育文档 6 量m＝1kg，电阻R0＝0.9Ω，与导轨接触良好；电源电动势E＝10V，内阻r＝0.1Ω，电阻R＝4Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5T，方向垂直于ab，与导轨平面成夹角α＝53°；ab与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，重力加速度g＝10m/s2，ab处于静止状态。已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：
(1)通过ab的电流大小和方向； (2)ab受到的安培力大小； (3)重物重力G的取值范围。 答案：(1)2A a到b (2)5N (3)0.5N≤G≤7.5N
22.如图所示，固定的两光滑导体圆环半径为0.5m，相距1m。在两圆环上放一导体棒，圆环上接有电源，电源的电动势为3V，内电阻不计。导体棒质量为60g，电阻为1.5Ω。匀强磁场竖直向上，且B＝0.4T。开关S闭合后，棒从圆环底端上滑至某一位置后静止，求：
(1)静止后每个环对棒的支持力。(g取10m/s2) 中小学习题试卷教育文档 7 (2)此棒静止后的位置与环底的高度差。 答案：(1)0.5N (2)0.2m 解析：(1)导体棒静止时，以棒为研究对象受力分析，从右向左看，取纵截面如图所示，设每个环对棒的支持力为FNN，两环对棒的支持力为2FN，棒受重力mg、受安培力F的共同作用而平衡，则三力的合力为零，如图所示。由安培力公式得F＝
BIL＝BLER＝0.4×1×31.5N＝0.8N，重力mg＝0.6N，由勾股定理可知，2FN＝1.0N，则
FN＝0.5N
(2)设环对棒的作用力FN与水平方向的夹角为θ，棒静止后的位置与环底高度差为h。则tanθ＝mgF＝0.06×100.8＝34，h＝r(1－sinθ)＝0.5×(1－35)m＝0.2m。 23.如图所示为一电流表的原理示意图。质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的绝缘弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。
(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长为多少？(重力加速度为g) (2)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？ (3)若k＝2.0N/m，ab＝0.20m，bc＝0.050m，B＝0.20T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用) (4)若要将量程扩大2倍，磁感应强度变为多大？ 中小学习题试卷教育文档 8 答案：(1)mgk (2)M端 (3)2.5A (4)0.10T
(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有 2B′Imab＋mg＝k(bc＋Δx)，③
由①③式得：B′＝kbc2Imab 代入数据得：B′＝0.10T。 24．如图所示，电阻不计的“∠”型足够长且平行的导轨，间距L＝1 m，导轨倾斜部分的倾角θ＝53°，并与定值电阻R相连．整个空间存在着B＝5 T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场．金属棒ab、cd的阻值Rab＝Rcd＝R，cd棒质量m＝1 kg.ab棒光滑，cd与导轨间的动摩擦因数μ＝0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，求：
(1)ab棒由静止释放，当滑至某一位置时，cd棒恰好开始滑动．求这一时刻ab棒中的电流；
(2)若ab棒无论从多高的位置释放，cd棒都不动，分析ab棒质量应满足的条件； (3)若cd棒与导轨间的动摩擦因数μ≠0.3，ab棒无论质量多大、从多高位置释放，cd棒始终不动．求cd棒与导轨间的动摩擦因数μ应满足的条件.
