xx届高考物理基础知识要点复习 磁场及其描述

1 / 10 XX 届高考物理基础知识要点复习 磁场及其描述 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课 件 m XX 届高三物理一轮复习全案： 3 1 磁场及其描述（选修 3-1） 【高考目标定位】 考纲点击 热点提示 1.磁场、磁感应强度、磁感线 2.通电电流导线和通电线圈周围磁场的方向 3.安培力、安培力的方向 4.匀场磁场中的安培力 5.洛伦兹力、洛伦 兹力方向 6.洛伦兹力公式 7.带电粒子在匀强磁场中的运动 8.质谱仪和回旋加速器 说明：（ 1）安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形 （ 2）洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情2 / 10 形 1.考查磁场的基本概念，如磁感线、磁感应强度、磁通量等，一般以选择题的形式出现 2.结合左手定则分析解决通电导体在磁场中的平衡，运动类问题，以非选择题的形式考查居多 3.带电 粒子在匀场磁场中的匀速圆周运动，确定其圆心、半径、运动轨迹等 4.带电粒子在复合场中的运动问题，以及分析解决电磁式电表、电流天平、粒子速度选择器、磁流体发电机、质谱仪、回旋加速器、霍尔效应、电磁流量计等磁场知识在生活和科技方面的应用问题，几乎是每年高考考查的重点，常以计算题的形式出现。 【考纲知识梳理】 一、磁场磁感应强度 1、磁场： （ 1）基本特性：对放入磁场中的（磁极、电流、运动的电荷）有力的作用，它们的相互作用通过磁场发生。 （ 2）方向：磁场中任一点小磁针北极 (N 极 )的受力方向 (小磁针静止时 N 的指向 )为该处的磁场方向。 2、磁感应强度： （ 1）表示磁场强弱的物理量 （ 2）大小： B=F/IL （ 3）方向：；是小磁针静止时 N 极的指向 3、磁通量 （ 1）概念：磁感应强度 B 与垂直磁场方向的面积 S 的乘积叫穿过这个面积的磁通量， BS （ 2）单位：3 / 10 1wb=1Tm2 4、安培分子环型电流假说：分子、原子等物质的微粒内部存在一种环形电流，叫分子电流。这种环形电流使得每个物 质微粒成为一个很小的磁体。这就是安培分子电流假说。 二、磁感线及几种常见的磁场分布 1、磁感线：磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的强弱，这一系列曲线称为磁感线。 2、几种常见的磁场分布 （ 1） （ 2）地磁场 【要点名师精解】 一、对磁感应强度的理解 1、磁场某位置 B 的大小，方向是客观存在的，是磁场本身特性的物理量。与 (I大小、导线的长短，受力 )都无关。 即使导线不载流， B 照样存在。 磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是存在的，与放入的电流 I 的大小、导线的长短即 L 的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说 B 与 F 成正比，或 B 与 IL 成反比。 磁场应强度 B 是矢量满足分解合成的平行四边形定则，注意磁场应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向。 磁场应强度的定义式是典型的比值定义法，要注意此定义式描述的物理情景及适应条件：一小段通电导体垂直磁场方向放入磁场。 2、 B 只与 产生磁场的4 / 10 源及位置有关。就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强度的大小与方向都是定值【例 1】关于磁感应强度，下列说法正确的是（） A、一小段通电导线放在 B 为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零 B、通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零 c、放置在磁场中 1m 长的通电导线，通过 1A 的电流，受到的磁场力为 1N，则该处的磁感应强度就是 1T D、磁场中某处的 B 的方向跟电流在该处受到磁场力 F 的方向相同 解析： A 选项根据磁感应强度的定义 A 选项对 。 B 选项通电导线（电流 I）与磁场平行时，磁场力为零。 B选项错。 c 选项通电导线（电流 I）与磁场垂直。 c 选项错。 D 选项 B 与 F 方向一定垂直 D 选项错。 答案： A 二、安培定则的应用及磁感应强度的叠加 1、安培定则的应用 【例 2】（ 09年全国卷 ） 17.如图，一段导线 abcd 位于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段 ab、 bc和 cd 的长度均为 L，且。流经导线的电流为 I，方向如图中箭头所示。导5 / 10 线段 abcd所受到 的磁场的作用力的合力 A.方向沿纸面向上，大小为 B.方向沿纸面向上，大小为 c.方向沿纸面向下，大小为 D.方向沿纸面向下，大小为 解析：该导线可以用 a 和 d 之间的直导线长为来等效代替 ,根据 ,可知大小为 ,方向根据左手定则 .A正确。 答案： A 名师点评：熟练掌握安培力公式中各个物理量的含义，此题中， L 就利用了等效长度。 【感悟高考真题】 1、（ XX 安徽卷） 20如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂 直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的但匝闭合正方形线圈 和 ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（ 为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈 、 落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、。不计空气阻力，则 A B c D答案： D 2、（ XX 江苏卷） 9.如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴6 / 10 oo 与 SS 垂直。 a、 b、 c 三个质子先后从 S 点沿垂直于磁场的方向摄入磁场，它们的速度大小相等， b 的速度方向与SS 垂直， a、 c 的速度方向与 b 的速度方向间的夹角分别为，且。三个质子经过附加磁场区域后能达到同一点 S ，则下列说法中正确的有 A三个质子从 S 运动到 S 的时间相等 B三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在oo 轴上 c若撤去附加磁场， a 到达 SS 连线上的位置距S 点最近 D附加磁场方向与原磁场方向相同答案： cD 解析： A.三个质子从 S 运动到 S 的时间不相等， A 错误； B.三个质子在附加磁场意外区域运动时，只有 b 运动轨迹的圆心在 oo 轴上，因为半径相等，而圆心在初速度方向的垂线上，所以 B 错误； c.用作图法可知，若撤去附加电场， a 到达 SS 连线上的位置距 S 点最近， b 最远； c 正确； D.因 b 要增大曲率，才能使到达 SS 连线上的位置向 S 点靠近，所以附加磁场方向与原磁场方向相同， D 正确； 本体选 cD。 本体考查带电粒子在磁场中的运动。 难度：难。 3、（ XX 上海物理） 13.如图，长为的直导线拆成边长相等，夹角为的形，并置 于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁7 / 10 感应强度为，当在该导线中通以电流强度为的电流时，该形通电导线受到的安培力大小为 （ A） 0（ B）（ c）（ D） 答案： c 解析：导线有效长度为 2lsin30=l ，所以该 V 形通电导线收到的安培力大小为。选 c。 本题考查安培力大小的计算。 难度：易。 4、（ XX 重庆卷） 21.如题 21 图所示，矩形 mNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有 5 个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁块，在纸面民内做匀 速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示 由以上信息可知，从图中 a、 b、 c 处进大的粒子对应表中的编号分别为 A3、 5、 4B4、 2、 5 c5、 3、 2D2、 4、 5 答案： D 【解析】根据半径公式结合表格中数据可求得 1 5 各组粒子的半径之比依次为 2 3 3 2，说明第一组正粒子的半8 / 10 径最小，该粒子从 mQ 边界进入磁场逆时针运动。由图 a、 b粒子进入磁场也是逆时针运动，则都为正电荷，而且 a、 b粒子的半径比为 2 3，则 a 一 定是第 2 组粒子， b 是第 4 组粒子。 c 顺时针运动，都为负电荷，半径与 a 相等是第 5 组粒子。正确答案 D。 5.（ 09年广东理科基础） 1发现通电导线周围存在磁场的科学家是（ B） A洛伦兹 B库仑 c法拉第 D奥斯特 解析：发现电流的磁效应的科学家是丹麦的奥斯特 .而法拉第是发现了电磁感应现象。 6.（ 09年海南物理） 2一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸 面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是（ D） 7.（ 09年宁夏卷） 16.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极 a 和 b 以及磁极 N 和 S 构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极 a、 b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极 a、 b 之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次 监9 / 10 测中，两触点的距离为，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为 160µV，磁感应强度的大小为。则血流速度的近似值和电极 a、 b 的正负为（ A） m/s， a 正、 b 负 B./s，a 正、 b 负 c /s， a 负、 b 正 D./s， a 负、 b 正 【考点精题精练】 1 下列关于电场和磁场的说法中正确的是（）（ A）电场线和磁感线都是封闭曲线（ B）电场线和磁感线都是不封闭曲线（ c）通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用（ D）电荷在电场中一定受到电场力的作用 答案： D2如图所示，在长直导线中有稳恒 电流 I 通过，导线正下方电子以初速度 v 平行于电流的方向射入，则电子将 (）A沿路径 a 运动，轨迹半径是圆 B沿路径 a 运动，轨迹半径越来越大 c沿路径 a 运动，轨迹半径越来越小 D沿路径 b 运动，轨迹半径越来越小 答案： B3关于电场和磁场的概念，以下说法正确的是 ()A电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内的电场不一定是匀强电场 B放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零 c电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度一定为零 D一小段通电 导体在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度一定为零 答案： B4匀强磁场中放入一通电导线，长 10cm，电流为 5A，所受安培力为，则磁感应强度大小可能为（） 10 / 10 A 1TB 2T 答案： AD5如图所示为一个质量为 m、带电量为 +q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中。现给圆环向右初速度 v0，在以后的运动过程中，圆环克服摩擦力所做的功可能为：A 0B c D无法确定 答案： ABc6 如右图所示，在一匀强磁场中一 U 型导体 框 abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直， R 为一电阻， ef为垂直于 ab的一根导体杆，它可以在 ab、 cd上无