2022年山西省高考物理总复习：磁场

2022年山西省高考物理总复习：磁场

1.如图所示，一段长为L的导体水平放置，若导体单位体积内有n个自由电子，电子的电

荷量为e,定向移动速度为v、导体横截面积为S。下面说法不正确的是()

尸安

A.导体中电流为I=neSvL

B.导体中自由电子个数为N=nSL

C.导体放置在垂直纸面向里磁场强度为B的感场中，导线所受安培力F=B(neSv)L

D.导体放置在垂直纸面向里磁场强度为B的磁场中导线中每个电子所受洛伦兹力f=evB

【分析】取一时间段3求得相应移动长度l=vt,体积为为Svt.总电量为nesvt,再除以

时间，求得表达式。用总长度所对应的安培力除以总数求得洛伦兹力的表达式。

【解答】解：A、根据电流强度的定义，可得导体中电流为I=?=^"=neSu,故A

错误；

B、导体中自由电子个数为N=nV=nSL,故B正确；

C、导体放置在垂直纸面向里磁场强度为B的感场中，导线所受安培力F=BIL=B(neSv)

L,故C正确；

D、导体放置在垂直纸面向里磁场强度为B的磁场中导线中，根据洛伦兹力的定义可知

每个电子所受洛伦兹力£=€丫8,故D正确。

本题选择不正确的选项

故选：Ao

【点评】注意建立模型，选取一小时间段t,作为一求解对象利用定义进行求解，安培力

是洛伦兹力的宏观体现，同时注意洛伦兹力的计算方式。

2.如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2,沿水平方向从同一点垂直射入匀强

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磁场中，磁场方向垂直纸面向里.当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分

别为90°、60°,则它们在磁场中运动的（）

A.轨迹半径之比为2：1B.速度之比为2：1

C.时间之比为2：3D.周期之比为1：1

【分析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可确定粒子的半径，根据半径

公式可确定初速度；根据粒子的运动的轨迹和粒子做圆周运动的周期公式可以判断粒子

的运动的时间。

【解答】解：A、设粒子的入射点到磁场下边界的磁场宽度为d,画出粒子轨迹过程图,

如图所示，

由几何关系可知：

第一个粒子的圆心为01，由几何关系可知：Ri-d；

第二个粒子的圆心为02；由几何关系可知：R2sin30°+d=R2,解得：R2=2d；

故各粒子在磁场中运动的轨道半径之比为：Ri：R2=l：2,故A错误；

B、由口=等可知v与R成正比，故速度之比也为：1：2,故B错误；

CD、粒子在磁场中运动的周期的公式为T=鬻由此可知，粒子的运动的周期与粒子的

qB

速度的大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同；

由粒子的运动的轨迹可知，三种速度的粒子的偏转角分别为90。、60°,

TT

所以偏转角为90°的粒子的运动的时间为:，偏转角为60°的粒子的运动的时间为:，所

46

T

-3

4

以有，-

=T=-

-2故C错误，D正确。

6

故选：Do

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【点评】本题考查带电粒子在磁场中的运动，要注意根据几何关系确定粒子的半径，再

由洛伦兹力充当向心力来确定半径与初速度的关系，利用周期公式结合粒子转过的圆心

角求解粒子在磁场中运动的时间。

3.如图所示，甲、乙两个质量不等的金属圆环相互靠近放在绝缘水平面上，给两个圆环分

别通入沿顺时针方向、大小不等的恒定电流，两圆环始终处于静止状态，下列说法正确

的是（）

A.甲受到的安培力与乙受到的安培力大小不等

B.甲受到的摩擦力与乙受到的摩擦力大小不等

C.乙环有向右运动趋势

D.乙环对桌面的压力大于乙环的重力

【分析】（1）根据左手定则进行电流间的安培力方向的判断：（2）力的平衡与牛顿第三

定律的结合应用。

【解答】解：A、根据牛顿第三定律可知，甲受到的安培力与乙受到的安培力大小相等，

故A错误；

B、根据力的平衡结合牛顿笫三定律可知，甲受到的摩擦力与乙受到的摩擦力大小相等。

故B错误；

CD、甲环产生的磁场在乙环处为垂直水平面向上，根据左手定则可以判断，磁场对乙环

各部分的安培力平行于桌面，因为越靠近甲环磁场越强，所以对乙环来说各部分所受安

培力的合力为水平向右，因此乙环有向右运动趋势，并且乙环对桌面的压力等于乙环的

重力。故C正确；D错误。

故选：Co

【点评】本题考查电流间的安培力作用，涉及左手定则、牛顿第三定律和共点力平衡等

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问题。属于跨章节的小综合。

4.如图所示，两根相互平行的长直导线A和B通有大小和方向都相同的电流，一带电粒子

以一定的初速度平行纸面从A导线附近的a点开始运动，经过一段时间运动到图示的b

点，此粒子由a点运动到b点的过程中，粒子的运动轨迹曲线可以分成很多小段，每小

段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替，圆

半径即为曲率半径。不计阻力和带电粒子的重力，下列说法中正确的是（）

A.该粒子运动轨迹曲线的曲率半径逐渐变大，加速度逐渐变小

B.该粒子运动轨迹曲线的曲率半径逐渐变大，加速度逐渐变大

C.该粒子运动轨迹曲线的曲率半径逐渐变小，加速度逐渐变小

D.该粒子运动轨迹曲线的曲率半径逐渐变小，加速度逐渐变大

【分析】两个通电导线在其周围产生环形磁场，根据磁场的叠加可知，由a到b的过程

中，磁场逐渐减小，粒子在磁场运动中洛伦兹力不做功，速度不变，根据洛伦兹力提供

向心力可判断加速度变化，曲率半径的变化。

【解答】解：

两个通电导线在其周围产生环形磁场，根据磁场的叠加可知，由a到b的过程中，磁场

逐渐减小，带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力始终与电子运动方向垂直，只改变粒子的

运动方向不改变速度大小，故粒子运动速度的大小不变，

由qvB=嗒

zsmv

得：口D=而

由a到b的过程中，由于B逐渐减小，故曲率半径逐渐增大；

由qvB=ma得：a=喈可知由a到b的过程中，由于B逐渐减小，