状元之路高三物理一轮复习课件 第8章 磁场 81
高三物理一轮复习 第八章 磁场本章小结课件
场,已知OA=s,∠POQ=45°,负离子的质量为m,电荷量的绝对值为q,要使负
离子不从OP边界射出,负离子进入磁场中的速度最大不能超过
。
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6
解析 由题意可知临界圆弧便是与OP边相切的圆弧,画出如图所示的示 意图,由几何关系得:
r+s= 2r ①
r= s ②
2 1
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7
由圆周运动知识列方程
q
D.液滴电势能减少了mgd
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4
解析 由液滴的运动是直线运动可确定要考虑重力,而电场力也在竖直 方向上,所以可以肯定合外力必然为零,mg=qE,液滴斜向右上方做匀速直线 运动,电场力做正功,W电=qEd=mgd,故电势能减少了mgd,两板间电势差为 W 电 = m g d。
答案 ACD 三、临界条件 一个物理量变化范围的边界值实际上就是一种临界条件,因此可以将求物
浙江专用 物理
第八章 本章小结
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1
专题八 注重条件分析 解好电磁场习题
一、初始条件 许多物理题考查学生有无“初始条件”意识,解题中能否充分利用“初 始条件”是决定能否步入正确解题思路的关键。 典例1 匀强电场中有一个带电粒子只受电场力作用,它的运动情况可能 是( ) A.匀加速运动,轨迹是直线 B.匀加速运动,轨迹是曲线 C.变减速运动,轨迹是曲线 D.匀速直线运动
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5
三、临界条件
一个物理量变化范围的边界值实际上就是一种临界条件,因此可以将求物
理量区间范围的问题转化为求临界条件下的临界值问题,在解电磁场的习
题中应注意分析物理过程,寻找运动过程中的临界条件。
典例3 如图所示POQ区域内分布有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向
高三物理一轮复习 第八章 磁场课件
【例与练】有一小段通电导线，长为1 cm，电流强度 5 A，把它置于磁场中，受到的磁场力为0.1 N，则该 处的磁感应强度B一定是( C ) A.B=2T B.B≤2 T C.B≥2T D.以上情况均可能
【例与练】如图 所示，两个同心放置的金属圆
环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，通 过两圆环的磁通量Φa、 Φb 的关系为( A ) A．Φa＞Φb B．Φa ＜ Φb C．Φa ＝ Φb D．不能确定
c
ห้องสมุดไป่ตู้
b
B
mgtg B Il
mg sin B Il
通电导体（线圈）在安培力作用下运动方向的判断
1、电流元分析法：把整段电流分成很多小段直线电 流，其中每一小段就是一个电流元。先用左手定则判 断出其中每小段电流元受到的安培力的方向，再判断 整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方 向。
⑵几种电流周围的磁场分布 ①直线电流的磁场 特点：无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱 判定：安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
②通电螺线管的磁场 特点：与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁 场由S极指向N极，管外为非匀强磁场。 判定：安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
③环形电流的磁场 特点：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。 判定：安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
B I I B
3、安培力的方向 ⑴用左手定则判定：伸开左手，让拇指与其余四指垂 直，并与手掌在同一平面内．让磁感线垂直穿过手心， 四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电直 导线在磁场中的受力方向． ⑵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． 注意：安培力的方向垂直于磁感应 强度 B 和电流 I 所决定的平面，但 磁感应强度B与电流I不一定垂 直． B 与 I 垂直时产生的安培力最 大．
年《步步高》高三物理一轮复习课件(江苏专用)第八章 第1讲 磁场的描述及磁场对电流的作用
D．电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场
也越强 答案 CD
【知识存盘】
1．磁感线 (1)磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点 切线 方向跟这点的磁感应强度方向一致． 的_____ (2)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布(如图8－1－1所示)
图8－1－1
2．电流的磁场 通电直导线 安 培 定 则 立 体 图 通电螺线管 环形电流
垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心
电流的方向 ，这时拇指所指的方 进入，并使四指指向___________ 安培力的方向 ． 向就是通电导线在磁场中所受_____________
(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．
考点一
对磁感应强度的理解及叠加
误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向
相同，故C选项正确；a、c两点的磁感应强度方向相同，故D 选项错误． 答案 C
【变式跟踪1】 (单选)关于磁感应强度B，下列说法中正确的是 ( 度B与F成正比，与I成反比 B．磁感应强度B是标量，没有方向 C．磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反 D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不 同点的磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地方磁感 应强度B大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些 )．
答案
BD
【知识存盘】
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 强弱 和 (1)物理意义：描述磁场的 _____ 方向 ． _____ F (2)大小： B＝____ IL (通电导线垂直于 磁场)． N极 的指 (3)方向：小磁针静止时_____ 向． (4)单位：特斯拉(T)．
第八章-磁-场.
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1．(电流磁场及磁场性质的理解)(多选)下列所示各图中， 小磁针的指向正确的是( )
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[解析] 小磁针静止时的 N 极指向为该处磁场方向，由安 培定则可知 A 中螺线管内的磁场方向向左，A 正确；B 中赤道 处的磁场方向由南向北，B 正确；C 中小磁针所在处的磁场方 向向下，C 错误；D 中 U 形磁体间的磁场向右，D 正确．
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考点 2 通电导体在磁场中的受力与运动
1．安培力的大小 安培力常用公式 F＝BIL，要求两两垂直，应用时要满足： (1)B 与 L 垂直；
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(2)L 是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度． 如弯曲导线的有效长度 L 等于两端点所连直线的长度(如 图 8－1－4 所示)，相应的电流方向沿 L 由始端流向末端．因为 任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后 在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零．
[答案] C
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【高考通关】 1．磁场是客观存在的一种物质，磁感线不是客观存在的． 2．磁感应强度由磁场本身决定，与是否放入小磁针及电流 无关． 3．磁感应强度的方向与磁场方向、小磁针 N 极受力方向、 磁感线的切线方向相同． 4．公式 F＝BIL 是电流和磁场垂直的情况下使用，其方向 垂直于电流及磁场所确定的平面，由左手定则判断．
图 8－1－2
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状元之路高三物理一轮复习课件 第8章 磁场 83
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选修3-1 第八章 第3讲
高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
A．离子由加速器的中心附近进入加速器 B．离子由加速器的边缘进入加速器 C．离子从磁场中获得能量 D．离子从电场中获得能量
第24页
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选修3-1 第八章 第3讲
高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
解析：离子源在回旋加速器的中心附近，故 A 正确，B 错误；回旋加速器的两个 D 形盒间隙分布周期性变化的电场， 不断地给带电粒子加速使其获得能量，D 正确；而 D 形盒处 分布有恒定不变的磁场，具有一定速度的带电粒子在 D 形盒 内受到磁场的洛伦兹力提供的向心力而做圆周运动，洛伦兹 力不做功，故不能使离子获得能量，C 错误．
(2)匀速圆周运动：当带电粒子所受的重力与电场力大小
□3 相等 ，方向□4 相反 时，带电粒子在洛伦兹力的
作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动．
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选修3-1 第八章 第3讲
高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
(3)较复杂的曲线运动：当带电粒子所受合外力的大小和
方向均变化，且与初速度方向不在□5 同一条直线 上时，
特色一角 提技能
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选修3-1 第八章 第3讲
高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
回扣教材 抓基础
夯实基础 厚积薄-1 第八章 第3讲
高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
知识梳理 一、带电粒子在复合场中的运动 1．复合场与组合场
(1)复合场：电场、□1 磁场 、重力场共存，或其中某
图 8－3－2
第17页
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选修3-1 第八章 第3讲
【状元之路】高考物理一轮复习 8-2 磁场对运动电荷的作用课件 新人教版
(1)用左手定则判断出洛伦兹力的方向。 (2)滑块受到的滑动摩擦力大小与它对斜面的正压力成正比。 (3)滑块到达地面的动能与克服摩擦力做的功有关。
1
一个带正电的小球沿光滑绝缘的桌面 向右运动，速度方向垂直于一个水平 方向的匀强磁场，如图所示，小球飞 离桌面后落到地板上，设飞行时间为 t1，水平射程为s1，着地速度为v1，撤 去磁场，其余的条件不变，小球飞行时间为t2，水平射程 为s2，着地速度为v2，则下列论述正确的是( A B C ) A.s1>s2 B.t1>t2 C.v1和v2大小相等 D.v1和v2方向相同
(2)运动半径大小的确定 一般先作入射点、出射点对应的半径，并作出相应的辅助三角形，然 后利用三角函数求解出半径的大小。 (3)运动时间的确定 首先利用周期公式T=2m/(qB)，求出运动周期T，然后求出粒子运动 的圆弧所对应的圆心角，其运动时间t=T/(2)。 (4)圆心角的确定 ①带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方 向间的夹角叫偏向角。偏向角等于圆心角即=，如图所 示。 ②某段圆弧所对应的圆心角是这段圆弧弦切角的二倍， 即=2。
学案2 磁场对运动电伦兹力方向的理解 (1)洛伦兹力的方向与电荷运动的方向和磁场方向都垂 直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁 场方向确定的平面。 (2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随 之变化。 (3)用左手定则判定负电荷的磁场中运动所受的洛伦兹 力时，要注意将四指指向电荷运动的反方向。
典例四
洛伦兹力典型应用
【例4】［2009年高考江苏物理卷］1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋 加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于 高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的 时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面 垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为 m、电荷量为+q，在加速器中被 2 加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和 重力作用。 (1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比； (2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t； (3)实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某 一加速器磁感应强度和加 速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能 Ekm。
高考物理一轮复习 第八单元 磁场(含最新例题详解)课件
4.(2015 江苏高考)如图所示,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( )。
【答案】A
5.(2015 石家庄摸底)如图所示,长为 L 的通电直导体棒放在光滑水平绝 缘导轨上,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 x,棒处于静止状态。则( )。
第 1 讲 磁感应强度 安培力
1.(2015 新课标全国高考Ⅱ)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
A.导体棒中的电流方向从 b 流向 a B.导体棒中的电流大小为������������
������������
C.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
【解析】由于弹簧伸长,则安培力方向水平向右;由左手定则可得,
导体棒中的电流方向从 a 流向 b,故选项 A 错误;根据胡克定律和平衡条 件可得:kx=BIL,则有 I=������������ ,故 B 项正确;将磁场方向缓慢顺时针或逆时针
������������
转过一小角度,则安培力沿水平向右的分力一定减小,导致 x 变小,故 C、
D 项均错误。 【答案】B
第1题 教材中介绍了指南针及其应用,介绍了指南针能够指向南北的原因 是由于地球的磁场,介绍了奥斯特实验,在小磁针上方放置通电直导线, 小磁针发生偏转等,本题把小磁针改为指南针,考查奥斯特实验、地磁场 以及磁场方向的确定等知识点。 第2题 教材中详细介绍了直线电流磁场方向的判定定则——安培定则,同 时指出了磁感应强度既有大小、又有方向,是矢量,同时介绍了磁感应强 度的分解方法——遵循平行四边形定则。本题根据安培定则,判断磁场 方向,结合矢量合成与分解的平行四边形定则就可作出正确选择。 第3题 教材在《通电导线在磁场中受到的力》一节,详细介绍了安培力 的方向与导线方向、磁感应强度方向的关系,而且还画出了它们位置
2017年高考物理一轮复习 第8章 磁场课件 新人教版
6．洛伦兹力公式Ⅱ 考查居多。
最新考纲
考向瞭望
7．带电粒子在匀强磁场 5．带电粒子在分立的电磁场中连
中的运动Ⅱ
续运动和周期性运动也值得关注。
8．质谱仪和回旋加速器 此类问题常以非选择题形式考查。
Ⅰ
6．带电粒子在磁场和电场、磁场
说明：安培力的计算只限 和重力场以及磁场、电场、重力场
于电流与磁感应强度垂直 三场组成的复合场问题也是考查的
对于带电粒子在组合场中的运动问题首先要分析清楚其运 动特点和受力特点。当粒子从一个场进入另一场时，分析转折 点的速度往往成为解题的突破口。应用功能关系处理带电粒子 在组合场中的运动问题时需特别注意重力、电场力和洛伦兹力 做功的特点。
方向Ⅰ
问题，特别注意“边界问题”以及由周期性
3．安培力、安培力 的方向Ⅰ 4．匀强磁场中的安 培力Ⅱ
引起的“多解问题”。题型多见于计算题。 3．考查磁场中的基本概念，如磁感线、磁感 应强度、磁通量等，一般以选择题的形式出 现。
5．洛伦兹力、洛伦 4．通电直导线在磁场中受力、结合牛顿定
兹力的方向Ⅰ
律、运动学公式以及能量，以非选择题形式
走向高考 ·物理
人教版 ·高考总复习
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第八章 磁场
1 高考导航 2 名师点拨
高考导航
最新考纲
考向瞭望
1.磁场、磁感应强 1.安培定则、左手定则的使用属于基础知识，
度、磁感线Ⅰ
基本上是定性分析，题型多见于选择题。
2．通电直导线和通 2．带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动， 电线圈周围磁场的 确定其圆心、半径、运动轨迹、运动时间等
的情形
重点。这多见于带电粒子直线运动、匀速圆周运动
【夺冠之路】高三物理一轮复习 第8章1常见磁场磁感应强度课件 新人教版(安徽专用)
三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角 形的三个顶点，如图8-1-4所示，现使每条通电导线在斜边 中点O所产生的磁感应强度的大小为B.则该处的实际磁感应 强度的大小和方向如何？
Φ′=BScos60° =4×10-2×1.2×10-1× 0.5Wb =2.4×10-3Wb
点 评 ： 磁 通 量 F=B×S×sina(a 是 B 与 S 的 夹
角)，磁通量的变化DF=F2-F1.
注 意 ： (1) 如 果 用 公 式 F=B×S×sina 来 计 算 磁通量，只适合于匀强磁场．
点评：常见的磁场的磁感线的分布：(1)直线 电流的磁场：同心圆、非匀强、距导线越远处磁 场越弱．(2)通电螺线管的磁场：两端分别是N极 和S极，管内可看做匀强磁场，管外是非匀强磁 场．(3)环形电流的磁场：两侧是N极和S极，离圆 环中心越远，磁场越弱．(4)匀强磁场：磁感应强 度的大小处处相等、方向处处相同．匀强磁场中 的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线．
2．磁感线与磁感应强度 (2010安徽模拟) 如图813所示，为某种
用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O 点(图中白点)为坐标原点，沿z轴正方向磁感 应强度大小的变化最有可能为( )
图813
解析：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设 的曲线．其疏密程度反映磁场的强弱，磁感线越密的 地方磁场越强，沿z轴正方向磁感线由密到疏再到密， 即磁感应强度由大到小再到大，只有C正确．
比如粒子从匀强电场进入匀强磁场中的运动(或反之)， 特别是周期性的运动，它对考生的空间想象能力、分 析推理能力以及与其他知识的综合运用能力有较高的 要求，要掌握此类问题的解题思路和方法.这些问题在 高考中也屡有出现.命题素材较为新颖，往往与生产、 科技相联系.
【状元之路】高考物理一轮复习第八章 磁 场(有解析)新
第八章磁场一、选择题(每小题4分，共40分)1．磁场中某区域的磁感线，如图8－1所示，则()A.a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B bC．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处受力小解析：磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由题图知b处的磁感线疏密程度较a 处大，所以B a＜B b，A错，B对；导线放在磁场中的受力与导线放置的方向有关，而不仅与B或I的大小有关，C、D错．答案：B2．(·文登模拟)如图8－2所示，磁场方向竖直向下，通电直导线ab由图示位置1绕a 点在竖直平面内转到位置2，这个过程中通电直导线所受的安培力()图8－2A.数值变大，方向不变B．数值变小，方向改变C．数值不变，方向改变D．数值、方向均改变解析：通电直导线ab从位置1转到位置2，即从导线与磁场成一定角度到导线与磁场垂直，根据安培力F＝BIL cosθ，安培力数值增大，根据左手定则判断，安培力的方向仍垂直于纸面，即安培力的方向不变．答案：A3．如图8－3为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是()A.电磁铁的上端为N 极，小磁铁的下端为N 极 B ．电磁铁的上端为S 极，小磁铁的下端为S 极 C ．电磁铁的上端为N 极，小磁铁的下端为S 极 D ．电磁铁的上端为S 极，小磁铁的下端为N 极解析：当电流从a 端流入电磁铁时，据安培定则可判断出电磁铁的上端为S 极，此时能吸引小磁铁向下运动，说明小磁铁的下端为N 极，答案为D.答案：D4.如图8－4所示的OX 和MN 是匀强磁场中两条平行的边界线，速率不同的同种带电粒子从O 点沿OX 方向同时射向磁场，其中穿过a 点的粒子速度v 1方向与MN 垂直，穿过b 点的粒子速度v 2方向与MN 成60°角．设两粒子从O 点到MN 所需时间分别为t 1和t 2，则t 1∶t 2为( )A ．3∶2B ．4∶3C ．1∶1D ．1∶3解析：作出两粒子在磁场中的运动轨迹，可知t 1＝T 14，t 2＝T 26，且由T ＝2πmBq 知T 1＝T 2.所以t 1t 2＝32，选项A 正确．答案：A5．(·泰安模拟)如图8－5所示，从S 处发出的热电子经加速电压U 加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转，不考虑电子本身的重力．设两极板间电场强度为E ，磁感应强度为B .欲使电子沿直线从电场和磁场区域中通过，只采取下列措施，其中可行的是( )图8－5A.适当减小电场强度E B ．适当减小磁感应强度B C ．适当增大加速电场的宽度 D ．适当增大加速电压U解析：要想使电子沿直线通过，则必须有qvB ＝qE ，而电子经过加速电场加速时，qU ＝12mv 2，现在发现电子向上极板偏转，说明电场力大于洛伦兹力，因此需减小电场力或增大洛伦兹力，A 、D 选项正确．答案：AD6．如图8－6所示，空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A 点进入这个区域沿直线运动，从C 点离开区域；如果这个区域只有电场则粒子从B 点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D 点离开场区；设粒子在上述3种情况下，从A 到B 点、A 到C 点和A 到D 点所用的时间分别是t 1、t 2和t 3，比较t 1、t 2和t 3的大小，则有(粒子重力忽略不计)( )图8－6A.t 1＝t 2＝t 3 B ．t 2＜t 1＜t 3 C ．t 1＝t 2＜t 3 D ．t 1＝t 3＞t 2解析：只有电场时，粒子做类平抛运动，水平方向为匀速直线运动，故t 1＝t 2；只有磁场时做匀速圆周运动，速度大小不变，但沿AC 方向的分速度越来越小，故t 3＞t 2.综上所述可知，选项C 对．答案：C 7．(·镇江模拟)如图8－7所示，某一真空室内充满竖直向下的匀强电场E ，在竖直平面内建立坐标系xOy ，在y ＜0的空间里有与电场E 垂直的匀强磁场B ，在y ＞0的空间内，将一质量m 的带电液滴(可视为质点)自由释放，此液滴沿y 轴的负方向，以加速度a ＝2g (g 为重力加速度)做匀加速直线运动，当液滴运动到坐标原点时，瞬间被安置在原点的一个装置改变了带电性质(液滴所带电荷量和质量均不变)，随后液滴进入y ＜0的空间运动．液滴在y＜0的空间内的运动过程中( )图8－7A.重力势能一定不断减小 B ．电势能一定先减小后增大 C ．动能不断增大 D ．动能保持不变解析：带电液滴在y ＞0的空间内以加速度a ＝2g 做匀加速直线运动，可知液滴带正电且所受电场力等于重力，当液滴运动到坐标原点时变为负电荷，液滴进入y ＜0的空间内运动，电场力等于重力，液滴做匀速圆周运动，重力势能先减小后增大，电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，动能保持不变．答案：D8．平行金属板M 、N 的距离为d ，其中匀强磁场中的磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向外(如图8－8所示)，等离子群的速度为v ，沿图示方向射入，电容器电容为C ，则( )图8－8A.当S 断开时，电容器的带电荷量Q ≥BvdC B ．当S 闭合时，电容器的带电荷量Q ＝BvdC C ．当S 闭合时，电容器的带电荷量Q ＜BvdC D ．当S 闭合时，电容器的带电荷量Q ＞BvdC解析：当S 断开时，电容器极板间的电压等于平行金属板间的电压．等离子群做匀速直线运动时，电压达到稳定状态，由qvB ＝q Ud ，得U ＝Bvd ，此时电容器的带电荷量Q ＝BvdC ，S 闭合时，平行板上的电荷通过R 放电，电场力小于洛伦兹力，使等离子群不断向极板偏转，达到稳定电压，电容器两板间电压仍为U ，电容器的电荷量仍为BvdC .答案：B9.如图8－9所示，质量为m 、带正电荷量q 的粒子，垂直磁场方向从A 射入匀强磁场，磁感应强度为B ，途经P 点，已知AP 连线与入射方向成α角，则粒子从A 到P 经历的时间为( )A.mαqBB.2πmαqBC.mα2πqBD.2mαqB解析：正电荷从A 射入匀强磁场，立即受到洛伦兹力，其方向与v 垂直，充当圆周运动的向心力．粒子做匀速圆周运动，圆轨迹顺时针方向，洛伦兹力垂直于速度方向，据左手定则，匀强磁场一定是垂直纸面向外，圆心在O 处，OA ＝R ＝mvBq ，连接OP ，P 点的速率等于A 点的速率，且垂直于OP .因AP 连线与入射方向成α角，据几何知识，圆心角∠AOP ＝2α，又周期T ＝2πmBq 为匀速转动一周(2π)的时间，则设转2α角度所用时间为t ，有T 2π＝t 2α，所以t ＝απ·T ＝2πmαπqB ＝2mαqB .答案：D10．已知一质量为m 的带电液滴，经电压U 加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E 和匀强磁场B 中，液滴在此空间的竖直平面内做匀速圆周运动，如图8－10所示，则( )A.液滴在空间可能受4个力作用 B ．液滴一定带负电C ．液滴做圆周运动的半径r ＝1B2UEgD ．液滴在场中运动时总能量不变[解析：液滴受到重力、电场力和洛伦兹力的作用，所以选项A 错误．由于液滴做匀速圆周运动，所以电场力与重力为平衡力，电场力方向向上，可以判定液滴带负电，B 正确．根据qU ＝12mv 2，r ＝mv qB ，Eq ＝mg ，解得r ＝1B 2UEg，选项C 正确．整个过程能量守恒，选项D 正确．答案：BCD二、实验题(共16分)11.(8分)如图8－11所示，单匝线框abcd ，bc 边长为l ，线框的下半部处在匀强磁场中，弹簧的劲度系数为k ，磁感应强度大小为B ，方向与线框平面垂直，线框中通以电流I ，方向如图8－11所示．开始时线框处于平衡状态．令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B ，线框达到新的平衡．在此过程中线框位移的大小Δx ＝__________，方向__________．解析：设线框的质量为m ，当通以图示电流时，弹簧伸长为x 1，线框处于平衡状态，故 kx 1＋BIl ＝mg ①当磁场反向时，安培力向下，线框达到新的平衡，弹簧的伸长为x 2，由平衡条件得 kx 2＝mg ＋BIl ②由①②两式得x 2－x 1＝2BIlk ，即Δx ＝2BIlk.电流反向后，弹簧的伸长量x 2＞x 1，位移方向向下． 答案：2BIl k向下12.(8分)2007年10月我国发射的月球“嫦娥一号”空间探测卫星，运用最新科技手段对月球进行近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得最新成果．月球上的磁场极其微弱，探测器通过测量运动电子在月球磁场中轨迹来推算磁场强弱的分布，如图8－12所示是探测卫星通过月球a 、b 、c 、d 位置磁场时电子的轨迹(a 轨迹恰为一个半圆)．设电子速率相同，且与磁场方向垂直．据此可判断磁场最弱的是__________位置．所得照片是边长为20 cm 的正方形，电子比荷为1.8×1011 C/kg ，速率为90 m/s ，则a 点的磁感应强度为__________T.解析：由于电子速率相同，其轨道半径r＝mv/Bq，与B的强弱有关系．又因为r d＞r c ＞r b＞r a，所以d点磁感应强度最小(磁场最弱)．对a的圆周运动来说，必须满足条件Bqv ＝mv2/r，从而求得B＝mv/qr＝5.0×10－9 T.答案：d 5.0×10－9三、计算题(共44分)13．(8分)(·郑州模拟)图8－13所示，在同一个水平面上的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6 kg、有效长度为2 m的金属棒垂直放在导轨上，当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增加到8 A时，金属棒的加速度为2 m/s2，求磁场的磁感应强度．图8－13解析：在求解加速度问题中首要问题是受力分析并求解合力．此题中电流的方向对结果并不影响，可假设如图8－14所示为其侧面受力图：两种情况受力方向是相同的．初态时有F合＝F1－μmg＝0，末态时有F合′＝F2－μmg＝ma，且F1＝BI1L，F2＝BI2L，联立方程解得B＝1.2 T.答案：1.2 T14．(10分)如图8－15所示，质量为m、带电荷量为q的小球用长为l的绝缘细线悬挂于O点，处于垂直于纸面向里的磁感应强度为B1的匀强磁场中．将小球拉至悬线与竖直方向成θ角，由静止释放，小球运动到最低点A时，悬线断开，小球对水平面的压力恰好为零．小球沿光滑水平面向左运动进入正交的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B2，且做匀速直线运动．求：图8－15(1)小球所带电荷的电性； (2)磁感应强度B 1为多大？ (3)电场强度E 等于多少？解析：(1)根据小球在A 点对水平面的压力恰好为零，此时洛伦兹力方向向上，所以小球带负电．(2)小球由静止运动到最低点A 的过程中，机械能守恒，故有mgl (1－cos θ)＝12mv 2①在A 点：mg ＝qvB 1②解得B 1＝mg qv ＝mgq 2gl (1－cos θ).(3)小球在复合场中做匀速直线运动，则有mg ＝qE ＋qvB 2③ 解①③式得E ＝mgq－B 22gl (1－cos θ).[答案：(1)负电 (2)mg q 2gl (1－cos θ)[ (3)mgq －B 22gl (1－cos θ)15．(12分)(·潍坊模拟)在电脑显示器的真空示波管内，控制电子束扫描的偏转场是匀强磁场，磁场区域是宽度为3.0 c m 的矩形，右边界距荧光屏20.0 cm ，高度足够，某段时间内磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度B ＝4.55×10－3T 不变．电子初速度不计，经U ＝4 550 V 电压加速后沿中心线射入磁场，偏转后打在屏上产生亮点(若无磁场，亮点在屏中心)，已知电子质量m ＝0.91×10－30kg ，电荷量e ＝1.6×10－19C.图8－16(1)在图8－16中大致画出电子运动的轨迹； (2)求亮点偏离荧光屏中心的距离．解析：(1)电子运动的轨迹如图8－17所示．(2)电子经U 加速得到速度v 0， 由eU ＝12mv 20得v 0＝2eUm＝2×1.6×10－19×4 5500.91×10－30m/s ＝4×107 m/s. 由ev 0B ＝m v 20r得r ＝mv 0Be ＝0.91×10－30×4×1074.55×10－3×1.6×10－19m ＝0.05 m ＝5 cm.sin α＝35，cos α＝45，tan α＝34.亮点偏离屏中心的距离y ＝(r －r cos α)＋20.0tan α cm ＝5×(1－45)cm ＋20.0×34cm ＝16 cm.答案：(1)见图8－17 (2)16 cm16．(14分)(·重庆卷)如图8－18所示，离子源A 产生的初速度为零、带电荷量均为e 、质量不同的正离子被电压为U 0的加速电场加速后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电场，偏转后通过极板HM 上的小孔S 离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN 进入磁感应强度为B 的匀强磁场．已知HO ＝d ，HS ＝2d ，∠MNQ ＝90°.(忽略粒子所受重力)图8－18[(1)求偏转电场场强E 0的大小以及HM 与MN 的夹角φ； (2)求质量为m 的离子在磁场中做圆周运动的半径；(3)若质量为4m 的离子垂直打在NQ 的中点S 1处，质量为16m 的离子打在S 2处．求S 1和S 2之间的距离．解析：(1)正离子被电压为U 0的加速电场加速后速度设为v 1，应用动能定理有eU 0＝12mv 21，正离子垂直射入匀强偏转电场，做类平抛运动．受到电场力F ＝qE 0，产生的加速度为a ＝qE 0m ，垂直电场方向匀速运动，有2d ＝v 1t ，沿场强方向：d ＝12at 2，联立解得E 0＝U 0d ，又ta n φ＝v 1at ，解得φ＝45°.(2)正离子进入磁场时的速度大小为v 2＝v 21＋(at )2，正离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，qv 2B ＝mv 22R，解得离子在磁场中做圆周运动的半径R ＝2mU 0eB 2； (3)根据R ＝2mU 0eB 2可知， 质量为4 m 的离子在磁场中运动打在S 1处，运动半径为R 1＝2(4m )U 0eB 2， 质量为16 m 的离子在磁场中运动打在S 2处，运动半径为R 2＝2(16m )U 0eB 2， 又O ′N ＝R 2－R 1，由几何关系可知S 1和S 2之间的距离Δs ＝R 22－O ′N 2－R 1，联立解得Δs ＝4(3－1)mU 0eB 2.用心 爱心 专心11图8－19答案：(1)U 0d ，45° (2)2mU 0eB 2 (3)4(3－1)mU 0eB 2。
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选修3-1 第八章 第1讲
高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
解析： 图 8－1－9
根据左手定则可知：安培力的方向垂直于电流 I 和磁场 B 确定的平面，即安培力的方向既垂直于 B 又垂直于 I，选项 A 错误，B 正确；当电流 I 的方向平行于磁场 B 的方向时，直导 线受到的安培力为零，当电流 I 的方向垂直于磁场 B 的方向
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选修3-1 第八章 第1讲
高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
图 8－1－10 A．O 点处的磁感应强度为零 B．a、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C．c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D．a、c 两点处磁感应强度的方向不同
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选修3-1 第八章 第1讲
解析：分析题意得，因为磁场的磁感应强度是一个矢量， 根据安培定则得到两通电导线在直角顶点处的磁感应强度大 小相等，所以合磁感应强度的大小为 2B，方向沿水平方向向 右，即沿 x 轴的正方向，选项 C 正确．
答案：C
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选修3-1 第八章 第1讲
高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针偏转 方向也随着改变，又可知道被测电流的方向．
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选修3-1 第八章 第1讲
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考点自测
考点一 磁场及其描述 1．为了解释地球的磁性，19 世纪安培假设：地球的磁场 是由绕过地心的轴的环形电流 I 引起的．在下列四个图中，正 确表示安培假设中环形电流方向的是( )
图 8－1－5
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选修3-1 第八章 第1讲
高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
由于这种磁场的方向总沿着径向均匀地分布，在距轴线 等距离处的磁感应强度的大小总是相等的，这样不管线圈转
到什么位置，线圈平面总跟它所在位置的磁感线□22 平行 ， I 与指针偏角 θ 成□23 正比 ，I 越大指针偏转角度越大，因而 电流表可以量出电流 I 的大小，且刻度是□24 均匀 的，当线
答案：B
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图 8－1－8 3．如图 8－1－8 所示，两根平行的通电直导线通过等腰 直角三角形两个顶点，两根导线通入大小相等、方向垂直纸 面向里的电流，每根导线在直角顶点处产生的磁感应强度的 大小均为 B.则直角顶点处实际的磁感应强度的大小和方向为 ()
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高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
下，且产生的磁场的磁感应强度相等，由平行四边形定则可 知，c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，由平行 四边形定则可知，c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向 相同，选项 C 正确；a、c 两处磁感应强度的方向均竖直向下， 选项 D 错．
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图 8－1－2
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选修3-1 第八章 第1讲
高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
(2)地磁场 B 的水平分量(Bx)总是从地球□15 南 极指向 □16 北 极，而竖直分量(By)则南北相反，在南半球垂直地 面向□17 上 ，在北半球垂直地面向□18 下 ．
(3)在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感应强 度相等，且方向水平向北．
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选修3-1 第八章 第1讲
高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
A. 2B，沿 y 轴正方向 B. 2B，沿 y 轴负方向 C. 2B，与 x 轴正方向同向 D. 2B，与 x 轴正方向反向
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选修3-1 第八章 第1讲
高考进行时 一轮总复习 ·物理（新课标通用版）
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选修必考部分
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选修必考部分 选修3－1
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第八章
磁场
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思路分析 空间几个磁场叠加以后，在某一点的磁场方 向即该点的磁感应强度的方向只有一个，即合磁场方向，求 该点磁感应强度方向要应用平行四边形定则．
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解析：由安培定则可知，两导线在 O 点产生的磁场均竖 直向下，合磁感应强度一定不为零，选项 A 错；由安培定则， 两导线在 a、b 两处产生磁场方向均竖直向下，由于对称性， 电流 M 在 a 处产生磁场的磁感应强度等于电流 N 在 b 处产生 磁场的磁感应强度，同时电流 M 在 b 处产生磁场的磁感应强 度等于电流 N 在 a 处产生磁场的磁感应强度，所以 a、b 两处 磁感应强度大小相等方向相同，选项 B 错；根据安培定则， 两导线在 c、d 两处产生磁场垂直 c、d 两点与导线连线方向向
答案：B
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题型分类 学方法
考点分类 点点击破
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题型一
安培定则的应用和磁场的叠加
1.安培定则的应用：在运用安培定则判定直线电流和环形电
流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”.
原因(电流方向) 结果(磁场方向)
直线电流的磁场
大拇指
四指
环形电流及通电 螺线管的磁场
四指
大拇指
2.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．
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选修3-1 第八章 第1讲
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【例 1】 如图 8－1－10，两根相互平行的长直导线过 纸面上的 M、N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、 方向相反的电流．a、O、b 在 M、N 的连线上，O 为 MN 的 中点，c、d 位于 MN 的中垂线上，且 a、b、c、d 到 O 点的距 离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )
第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用
回扣教材 抓基础
题型分类 学方法
特色一角 提技能
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回扣教材 抓基础
夯实基础 厚积薄发
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知识梳理 一、磁场及其描述
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图 8－1－7 2．磁场中某区域的磁感线如图 8－1－7 所示，则( )
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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
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选修3-1 第八章 第1讲
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时，直导线受到的安培力最大，可见，安培力的大小与通电 直导线和磁场方向的夹角有关，选项 C 错误；如图 8－1－9 所示，电流 I 和磁场 B 垂直，直导线受到的安培力 F＝BIL， 将直导线从中点折成直角，分段研究导线受到的安培力，电 流 I 和磁场 B 垂直，根据平行四边形定则可得，导线受到的 安培力的合力为 F′＝ 22BIL，选项 D 错误．
方向．
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3．特点 安培力的方向总是垂直于 B 和 I 所决定的平面，即一定 既和 B 垂直又和 I 垂直，如图 8－1－3 所示．
图 8－1－3
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选修3-1 第八章 第1讲
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三、磁场对电流的作用——安培力 1．安培力的大小：F＝BILsinθ(θ 为 I 和 B 的夹角) (1)当 I⊥B 时(θ＝90°)，Fmax＝BIL； (2)当 I∥B 时(θ＝0°)，Fmin＝0.
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四、应用：电流表的工作原理 1．磁电式电流表的构造如图 8－1－4 所示．
图 8－1－4
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选修3-1 第八章 第1讲
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2．图中蹄形磁铁和铁芯间的磁场是□21 均匀辐向 分布
的． 3．磁电式电流表测电流的工作原理如图 8－1－5 所示．
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图 8－1－1
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