高考物理考点精炼8磁场高中物理

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1、02年高考物理考点精炼(8)磁场本章知识网络高考命题展望本章考查的主要是运动电荷在磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动的问题，同时涉及到带电粒子在电场和电磁复合场中的运动。对通电导体在安培力作用下的平衡和运动问题的考查明显减少。对带电粒子在磁场中的匀速圆周运动的考查在近几年的高考考查中成为重点内容。另外因为高考题量的减少，使能考查的知识点的覆盖要减少,为解决这个矛盾,考查带电粒子在电场和磁场分立情况下的问题也明显增大。从能力看分析带电粒子在电场和磁场中的运动情景成为考查的重点和难点。考查了考生综合分析问题的能力、空间想象能力、运用数学工具解决物理问题的能力以及考生是否具备了把电场、磁场的性质，牛顿运

2、动定律、圆周运动的知识和功能关系有机的结合在一起。难度通常为中等难度。第一节 磁场的描述、安培力考点跟踪解读考点4:电流的磁场.(能力级别:）1磁场存在于磁体和电流周围的一种特殊的物质。磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流具有力的作用。磁场的方向我们规定为:小磁针在磁场中某点N极的受力方向或小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向。1.电流的磁场电流能产生磁场。电流的磁场方向由安培定则(右手螺旋定则）来判定。安培定则的内容 直线电流的磁场：用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。螺线管的磁场：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方

3、向跟电流的方向一致,大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。考点55:磁感应强度.磁感线地磁场.（能力级别：)1磁感应强度在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场力F与电流I和导线长度L的乘积的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度.定义式F/IL磁感应强度是矢量,它的方向就是该位置的磁场方向,磁感应强度的合成遵循矢量合成的平行四边形法则磁感应强度的单位是特斯拉()。磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。磁场中某点的磁感应强度是客观存在的,与放入其中的电流和电流受到的力无关。特别提示：学习时类比于电场强度(参见考点562)的定义，请注意在方向上的区别.【例题】下列叙述不正确的是A由磁

4、感强度的定义式可知，磁感强度与通电导线受到的磁场力成正比,与IL成反比B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用时，该处的磁感强度一定为零C.磁感强度的方向与磁场力的方向一致把一小段通电导线放在磁场中某处时，该导线所受磁场力与其长度和电流强度的乘积的比值叫做该处的磁感强度 解析磁感应强度与电场强度的区别就是它的方向问题.在通电直导线垂直与磁场方向放置时，所受到的力与电流强度和导线长度的乘积的比值才是磁感强度,A无此条件，而且磁感强度是由磁场决定的物理量,不由力和电流强度和导线长度的乘积决定，A错；在通电直导线与磁场平行时，磁场力就为零，B错;磁感强度的方向与磁场力的方向相垂直,C错；D也是方向问题

5、，所以也错了变式练习1关于磁感应强度的下列说法中正确的是A放在磁场中的通电导线，电流越大,受到的磁场力也越大,表示该处的磁感应强度越大 B磁感线的指向就是磁感应强度的方向 C垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流的大小、导线长度、导线取向等均无关2磁感线磁感线是为形象的描述磁场而人为假想的一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性的表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线.磁感线是闭合的曲线,在磁体外部从极指向极，在磁体内部从S极指向N极。磁感线一定不相交。NS请掌握条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺

6、线管、匀强磁场、地磁场形成的磁场的磁感线。NS3地磁场地磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个:地磁场的N、S极与地理的南北极相反，但稍有偏差，如图所示为地磁场磁感线的示意图。地磁场的水平分量总是从地球的南极指向地球的北极,竖直分量在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。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,方向水平向北。【例题】在北京地区进行如下实验：一个可以在水平面内自由转动的小磁针，在地磁场的作用下保持静止,一根长直导线位于小磁针的北方,竖直放置，且通有竖直向上的电流，已知地磁场的水平分量为1，长直导线电流磁场在小磁针处的磁感应强度为0，则小磁针的N极将A向西

7、偏转角度q=arcta B.向西偏转角度q=arct C.向东偏转角度q=arcan 向东偏转角度qarcn解析北京是在北半球，地磁场的水平分量B1指向指向正北，既不放入通电导线时,小磁针N极指向正北，放入通电导线后,由安培定则知通电导线在小磁针处产生的磁感应强度B0水平向东,所以小磁针的N极偏向东,其角度tanq=,所以答案选。变式练习2.若地磁场是由于地球表面带电产生的,则地球表面带电的情况是正电B.负电C.不带电D无法确定考点56:磁性材料.分子电流假说(能力级别：）1.磁性材料根据物质在外磁场中表现的特性,物质可分为三类：顺磁性物质、抗磁性物质和铁磁性物质。见下表。顺磁性物质抗磁性物质

8、铁磁性物质被磁化后磁性的强弱很弱很弱很强被磁化后的磁场方向使外磁场稍有增强使外磁场稍有减弱使外磁场大大增强外磁场撤去以后磁性几乎完全消失磁性几乎完全消失剩余一部分磁性(剩磁）典型代表物质锰、铬、铝等铋、铜、银、惰性气体等金属磁性材料、包括铁、钴、镍及其合金等、铁氧体磁性材料按磁化后去磁的难易还可分为软磁性材料(容易去磁)和硬磁性材料（不容易去磁）;按化学成分可分为金属磁性材料和铁氧体。2.分子电流假说分子电流假说由法国学者安培提出: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,使每个物质微粒都成了微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极.分子电流假说揭示了磁现象的电本质：所有的磁现象都归结

9、为运动的电荷(电流)之间通过磁场而发生的相互作用【例题】安培的分子环形电流假说不可以用来解释:A.磁体在高温时失去磁性; .磁铁经过敲击后磁性会减弱；C.铁磁类物质放入磁场后具有磁性； D.通电导线周围存在磁场.解析磁铁中各分子电流的取向都大致相同，在高温或敲击时，因为在激烈的热运动或机械振动的影响下,分子电流的取向又变得杂乱了铁磁性物质在外界磁场的作用下，各分子电流的取向变得大致相同,两端对外界显示出较强的磁作用,形成磁极因此,BC都可以解释，选.【例题】关于磁性材料的说法正确的是:只有少数物质在磁场中能被磁化； B.顺磁性物质和铁磁性物质称为弱磁性物质；C磁化后容易失去磁性的物质叫软磁性材

10、料；D常见铁磁性材料有铁、钴、镍及其合金.解析任何物质在外磁场中都能够或多或少的被磁化,只是磁化的程度不同,A错；顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质，B错；磁化后容易失去磁性的物质叫软磁性材料，不容易去磁的物质叫硬磁性物质，C对;铁磁性物质常见的有两大类，金属磁性材料（包括铁、钴、镍及其合金等)和铁氧体，D也对变式练习3.关于磁现象的电本质，下列说法正确的是A有磁必有电荷，有电荷必有磁 .磁铁的磁场和电流的磁场都起源于电流或运动电荷,磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流间的相互作用是通过磁场产生的 C除永久磁铁外,一切磁场都是由运动的电荷或电流产生的D.根据安培的分子电流假说,在外界磁场作用下

11、，物体内部分子电流取向大致相同,物体被磁化,两端形成磁极考点57：磁场对通电直导线的作用.安培力左手定则.(能力级别:) 磁场对通电直导线的作用磁场对放入其中的通电直导线具有力的作用，其作用力就叫做安培力。安培力安培力的大小：磁场对通电直导线的作用力就是安培力.在电流方向与磁场方向平行时，电流受到的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时,电流受到的安培力为,式中F垂直于B、I所决定的平面此公式只适用与匀强磁场,或沿电流流向磁场不变的情况。公式中的“L”指的应该是有效长度,等于两导线端点连接直线的长度,相应的电流方向,指沿导线的始端流向末端。安培力的方向：用左手定则来判定当电流方向与磁场方向既不垂

12、直又不平行时，可以通过分解磁场的方向或把导线的长度投影的方法转化成电流方向与磁场方向垂直与平行两种情况来计算,不超纲应该不出现上述情况.左手定则通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系,用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大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。【例题】将一根长为L的直导线,由中点折成直角形放在磁感应强度为的匀强磁场中，导线所在平面与磁感线垂直。当导线中通以电流I后，磁场对导线的作用力的大小为ABIBILCLDIL解析该题考查导线

13、的有效长度，长为L的导线，由中点中成直角后，有效长度为斜边的长度，即L，所以答案选D。变式练习在磁场中某一点，放入一通电导线,导线与磁场垂直，导线长1 cm，电流强度为 A。所受磁场力为102。求:(1)这点的磁感应强度是多大?(2)若让导线与磁场平行，这点的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大?考点5：磁电式电表原理(能力级别：）NS图磁电式电表的构造主要包括:蹄形磁铁、圆柱形铁芯、线圈、螺旋弹簧和指针蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的如图所示，这样不管通电导线处于什么角度，它的平面均与磁感线平行，从而保证受到的磁力矩不随转动角度的变化而变化,始终有：M=nIS(n为线圈的匝数).

14、当线圈转到某一角度时,磁力矩与弹簧产生的阻力矩M相等时,线圈就停止转动,此时指针（指针随线圈一起转动)就停在某处，指向一确定的读数：=MS，由于M与转动的角度q成正比,所以电流越大,偏转角就越大,q 与电流I成正比能力过关检测题1.电磁铁用软铁做铁芯,这是因为软铁A.能保持磁性 B.可能被其他磁体吸引 .去磁迅速D.能导电.把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用。关于安培力的方向，下列说法中正确的是A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同 B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流的方向垂直 C安培力的方向一定跟电流的方向垂直，但不一定跟磁感应强度的方向垂直D.安

15、培力的方向，既跟磁感应强度的方向垂直,又跟电流方向垂直A3.如图所示,两根无限长的平行导线水平放置,两导线中均通以向右的、大小相等的恒定电流I,图中的点与两导线共面，且到两导线的距离相等,则这两根通电导线在该点产生的磁场的磁感应强度的合矢量A方向水平向右 方向水平向左 C大小一定为零D.大小一定不为零（江苏高考）4图为三根通电平行直导线的断面图.若它们的电流强度大小都相同，且a=ac=a,而a点的磁感应强度的方向是 A.垂直纸面指向纸里垂直纸面指向纸外沿纸面由a指向byOzxaD沿纸面由a指出5在三维直角坐标系中，电子沿轴正方向运动,如图所示,由于电子的运动产生的磁场在a点的方向是A+x方向

16、.-x方向 C+z方向D.-方向Pab.如图所示,a、两根垂直纸面的导体通以大小相等的电流，两导线旁有一点P,P点到a、b距离相等，要使处磁场方向垂直ab的连线水平向右,则a、b中电流方向为A都向外 B都向里 Ca中电流向外,b中电流向里a中电流向里,中电流向外ab,rR7.质量为的通电细杆ab置于倾角为q 的平行导轨上，导轨宽度为d,杆b与导轨间的动摩擦因数为m。有电流时ab恰好在导轨上静止,如图所示。下图是沿b的方向观察时的四个平面图,标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是ABCD8如图所示，条形磁铁中点正上方有一通电直导线。这条直导线对条形磁铁的作用力的方向为A.

17、向上NS B.向下 向左D.向右ABII9如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流I,在其直径AB上靠近点放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线I,电流方向如图所示，在磁场力作用下圆线圈将.向左平动B.向右平动C以直径AB为轴转动D.静止不动Bab10.如图所示，一根质量为m的导线ab紧靠在间距为d的竖直放置的平行导轨上，ab和导轨间的动摩擦因数为m,a在导轨的前侧，整个装置处在磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场中。为使b能保持水平方向匀速下滑，应在ab中通以一定的电流,则A.=，由bB.I=，由baCI=,由aD.I=,由baabc11如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互

18、平行的通电直导线a、和c,各导线中的电流大小相等，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线中电流方向垂直纸面向里。每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法中正确的是A.导线a所受的合力方向水平向右B.导线c所受的合力方向水平向右C导线c所受的合力方向水平向左D.导线所受的合力方向水平向左左右2两根互相平行的长直导线位于如图所示的纸面内,导线中通有大小相等，方向相反的电流如图所示,导线、b所受安培力Fa、Fb的方向是AF向左、Fb向右BFa向右、Fb向左C.两力都垂直纸面,Fa向里、b向外D两力都垂直纸面，Fa向外、Fb向里1如图所示，两根平行放

19、置的长直导线和载有大小相同方向相反的电流,受到的磁场力大小为，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,受到的磁场力大小变为，则此时受到的磁场力大小变为(A）, （B）， (C） （D）SBa 15电磁炮的基本原理如图所示,把待发射的炮弹(导体)放置在强磁场中的两条平行导轨（导轨与水平方向成a 角)上,磁场方向和导轨平面垂直。若给导轨以很大的电流,使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下,沿导轨做加速运动,以某一速度发射出去。已知匀强磁场的磁感应强度为，两导轨间的距离为,磁场中导轨的长度为s,炮弹的质量为m,炮弹和导轨间摩擦不计。试问:在导轨与水平方向的夹角一定时,要想提高炮弹发射时的速度v,从设计

20、角度看可以怎么办？(通过列式分析，加以说明)CDEFBI6.如图所示,CD、F是两个长度均为0 cm、质量分别为60g、20的两个金属棒，两端由两根等长的细金属杆相连(不计杆重力），形成闭合回路DE,将整个回路用两根绝缘细线悬于天花板上,使两棒保持水平并处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B T。在闭合回路CDEF中通以如图所示的电流，电流I.5,待系统稳定后。取g=10 m/s2，求(1)细金属杆与竖直方向的夹角(2)每根绝缘细绳所受的拉力第二节 磁场对运动电荷的作用考点跟踪解读考点59：磁场对运动电荷的作用.洛仑兹力.带电粒子在匀强磁场中的圆周运动.（能力级别：）1。磁场对运动电荷的作用

21、磁场对在其中运动的电荷具有力的作用。这个作用力叫做洛仑兹力。洛伦兹力实质上是通电导线所受到的安培力的微观表现。2洛仑兹力洛仑兹力的大小:电荷运动方向与磁场平行时,洛仑兹力为零;电荷方向与磁场垂直时，洛仑兹力为fqB.洛仑兹力的方向:用左手定则判断.四指所指与正电荷速度方向同向，与负电荷速度方向相反当电荷运动方向与磁场方向既不垂直又不平行时，可以通过分解磁场的方向或电荷运动的速度方向的方法转化成电荷速度方向与磁场方向垂直与平行两种情况来计算,不超纲应该不出现上述情况.运动电荷垂直进入磁场中,如果仅受洛仑兹力作用，将做匀速圆周运动,洛仑兹力提供向心力，即,可以导出两个公式：半径公式，周期公式。xy

22、zOv1q1F1v1【例题】一个不计重力的带正电的微粒电荷量为=.010-1C。当以v3.00 m/s的速度,在xOy平面内沿与x轴正方向成q=4角的方向运动时，一个匀强磁场作用在该粒子上的力F1沿负轴方向。当以v22.105 m/s的速度沿z轴正方向运动时,它受到的一个沿轴正方向的力F2=4010-5。求:(1）磁场的磁感应强度的大小和方向（2)F的大小。解析根据带电粒子在匀强磁场中所受的洛伦兹力的规律可知，不论粒子以怎样的速度进入磁场，如果它受到洛伦兹力，则该力必与磁场的方向垂直。第一种情况下，洛伦兹力沿负z轴方向，故B的方向在xOy平面内,第二种情况下，洛伦兹力沿x轴正方向,故B的方向在

23、yOz平面内，而同时在两个平面内的一定是沿y轴方向,在第一或第二种情况下用左手定则,可判定的方向是沿y轴负方向。在第一种情况下，有F1vsinq1在第二种情况下，有2=qv2代入数据,可以求得 B0.5 T,4105NOxy变式练习1如图，在轴的上方(y0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，在原点O有一个离子源向轴上方的各个方向射出质量为m、电量为q的正离子,速率都为,对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x_,最大y=_.(全国高考卷)高考考点60:质谱仪.回旋加速器.（能力级别:）A1.质谱仪如图所示,如果容器中含有电荷量相同而质量有微小差别的粒子,经过加速电场

24、加速以后,进入磁场是将沿着不同的半径做圆周运动，打到照相底片的不同地方，在底片上形成若干谱线状的细条,叫做质谱线每一条质谱线对应于一定的质量从谱线的位置可以知道圆周的半径,如果再知道带电粒子的电荷量，就可以算出它的质量这种仪器叫做质谱仪质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的,他用质谱仪首先得到了氖20的质谱线,证实了同位素的存在.后来经过多次改进，质谱仪已经成了一种十分精密的仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.SB2P1P2P3P4B1【例题】如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图.速度选择器(也称滤速器）中场强E的方向竖直向下,磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中

25、磁感应强度B2的方向垂直纸面向外在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中,若m甲 m乙 m丙= 丁，v甲m B.mNmMNM mNmmP15.如图所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中,轨道两端在同一高度上,轨道是光滑的.两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N为轨道的最低点,则 A.两小球到达轨道最低点的速度vvN .两小球到达轨道最低点时对轨道的压力N MNN 小球第一次到达点的时间大于小球第一次到达点的时间 .在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端Q1Q2+q16.如图所示,Q1、Q2带等量

26、正电荷,固定在绝缘平面上，在其连线上有一光滑的绝缘杆,杆上套一带正电的小球,杆所在的区域同时存在一个匀强磁场,方向如图，小球的重力不计现将小球从图示位置从静止释放，在小球运动过程中，下列说法中哪些是正确的 A.小球加速度将不断变化 B小球速度将一直增大 小球所受洛伦兹力将一直增大 D小球所受洛伦兹力大小变化,方向也变化17.如图所示,一个质子和一个a粒子垂直于磁场方向从同一点射入一个匀强磁场，若它们在磁场中的运动轨迹是重合的,则它们在磁场中运动的过程中 A磁场对它们的冲量为零 B磁场对它们的冲量相等 磁场对质子的冲量是对a粒子冲量的倍 .磁场对a粒子的冲量是质子冲量的2倍18如图所示，用均匀粗

27、细的电阻丝折成平面三角形框架，三边的长度分别为3L、L和5L,电阻丝L的长度的电阻为,框架与一电动势为e、内阻为的电源相连接,垂直于框架平面有磁感强度为B的匀强磁场，则框架受到的磁场力大小为 方向是 1如图所示，质量为m，带正电,电量为q的液滴，处在水平方向的匀强磁场中，磁感强度为B.液滴运动速度为v，若要液滴在竖直平面内作匀速圆周运动,则施加的电场方向为 ,电场强度大小为 ,液滴绕行方向为 (从纸外向纸内看)0.真空中,在半径为的圆形区域内充满垂直纸面向里的匀强磁场,一带电粒子以速度v0由a点沿半径方向射入磁场，从点射出磁场时其速度方向改变了60,如图,该粒子在磁场中运动时间t= x1一个电

28、子(质量为m，电量为）以速度v从x轴上某点垂直轴进入上方的匀强磁场区域，如图所示,已知x轴上方磁感应强度大小为，且为下方匀强磁场磁感应强度的2倍，在图中画出电子运动轨迹,电子运动一个周期经历的时间是_，电子运动一个周期沿x轴移动的距离是 xyOv022一个质量为,带电量为+q的粒子(不计重力),从点处沿+y方向以初速度v0射入一个边界为矩形的匀强磁场中,磁场方向垂直于x平面向里,它的边界分别为y=0，ya，x=-1.5a,x=1a,如图所示改变磁感应强度B的大小，粒子可从磁场的不同边界射出，那么当B满足条件_时,粒子将从上边界射出；当满足条件_时，粒子将从左边界射出；当B满足条件_时,粒子将从

29、下边界射出23.在倾角为q的光滑斜面上,置一通有电流I、长L、质量为m的导体棒，如图所示欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感强度的最小值为 ；为使棒静止在斜面上且对斜面无压力，应加匀强磁场的磁感强度的最小值为 ，方向 .24如图在正交的匀强电场E和匀强磁场中,有一竖直的长绝缘管,管内有一质量为，带电量为-的小球，球与管壁之间的动摩擦因数为m,磁场和电场都足够大，则小球运动的最大加速度为 ,在有最大加速度时的速度为 ；小球运动的最小加速度为 ,在有最小加速度时的速度为 Pqv05如图所示，一带电粒子以速度v0从P点射入匀强电场和匀强磁场中,电场和磁场相互垂直，且都沿水平方向，不计空气阻力.若粒子的初速度方向与电场方向成q角且与磁场方向垂直时，粒子做匀速直线运动，则当粒子的初速度沿 且与电场方向所成角度a= ,与磁场方向垂直时，粒子在点的加速度最大,最大加速度a= 26.在倾角q =30的斜面上,固定一金属框架，宽L=0.2，接入电池的电动势e12,内阻不计垂直框架放有一质量m=0kg的金属棒ab，它与框架间的动摩擦因数m