高三物理第一轮复习磁场辅导材料
(统考版)2023版高考物理一轮复习 第九章 磁场 第1讲 磁场及其对电流的作用学生用书
第1讲磁场及其对电流的作用一、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________的作用．(2)方向：小磁针的________所受磁场力的方向．2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的________和________．(2)大小：B＝________(通电导线垂直于磁场放置)．(3)方向：小磁针静止时________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________、方向________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．磁感线及特点(1)磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的____________的方向一致．(2)特点①磁感线上某点的________方向就是该点的磁场方向．②磁感线的________定性地表示磁场的强弱．③磁感线是________曲线，没有起点和终点．④磁感线是假想的曲线，客观上________．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F＝ILB sin θ(其中θ为B与I之间的夹角)(1)磁场和电流垂直时：F＝________．(2)磁场和电流平行时：F＝________．2．安培力的方向左手定则判断：(1)伸出左手，让拇指与其余四指________，并且都在同一个平面内．(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向________方向．(3)________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．,教材拓展1.[人教版选修3－1P94T1改编]下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是( )2．[人教版选修3－1P90T1改编]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，但不一定跟电流方向垂直C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D．安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直3．[人教版选修3－1P90T3改编](多选)通电螺线管如图所示．A为螺线管外一点，B、C 两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是( )A．磁感线最密处为A处，最疏处为B处B．磁感线最密处为B处，最疏处为C处C．小磁针在B处和A处N极都指向左方D．小磁针在B处和C处N极都指向右方考点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的磁场时应分清“因”和“果”．2.磁场的叠加：(1)磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，遵守平行四边形定则，可以用正交分解法进行合成与分解．(2)两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的．3．磁场叠加问题的一般解题思路：(1)确定磁场场源，如通电导线．(2)定位空间中需求解磁场的磁感应强度的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的磁感应强度．如图所示为M、N在c点产生的磁场的磁感应强度．(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁感应强度．例1. [2021·全国甲卷，16]两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与O′Q在一条直线上，PO′与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示．若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为( )A．B、0 B．0、2BC．2B、2B D．B、B跟进训练1.[2021·浙江1月，8]如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图．若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是( )A．电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场B．螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场C．螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场D．磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场2．[2022·山东泰安统考]已知通电的长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流大小成正比，与该位置到长直导线的距离成反比．如图所示，现有通有电流大小相同的两根长直导线分别固定在正方体的两条棱dh和hg上，彼此绝缘，电流方向分别由d 流向h、由h流向g，则顶点e和a两处的磁感应强度大小之比为( )A.2∶√3 B．1∶√3C．2∶√2 D．1∶1考点二安培力及安培力作用下导体的平衡问题角度1安培力的分析与计算1.用公式F＝BIL计算安培力大小时应注意(1)B与I垂直．(2)L是有效长度．①公式F＝BIL中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时，F最大，F＝BIL；当B与I 平行时，F＝0.②弯曲导线的有效长度L等于在垂直磁场平面内的投影两端点所连线段的长度(如图所示)，相应的电流方向沿L由始端流向末端．③闭合线圈通电后，在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零．2．安培力方向的判断(1)判断方法：左手定则．(2)方向特点：F既垂直于B，也垂直于I，所以安培力方向一定垂直于B与I决定的平面．例2. [2021·浙江6月，15] (多选)如图所示，有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b，分别通以80 A和100 A流向相同的电流，两导线构成的平面内有一点p，到两导线的距离相等．下列说法正确的是( )A．两导线受到的安培力F b＝1.25F aB．导线所受的安培力可以用F＝ILB计算C．移走导线b前后，p点的磁感应强度方向改变角度2安培力作用下导体的平衡问题例3. 某兴趣小组制作了一个可以测量电流的仪器，其主要原理如图所示．有一金属棒PQ放在两金属导轨上，导轨间距L＝0.5 m，处在同一水平面上，轨道置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝2 T．棒中点两侧分别固定有劲度系数k＝100 N/m的相同弹簧．闭合开关S前，两弹簧为原长，P端的指针对准刻度尺的“0”处；闭合开关S后，金属棒PQ 向右移动，静止时指针对准刻度尺1.5 cm处．下列判断正确的是( )A ．电源N 端为正极B ．闭合开关S 后，电路中电流为1.5 AC ．闭合开关S 后，电路中电流为3 AD ．闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片向右移动，金属棒PQ 将继续向右移动[思维方法]解决安培力作用下平衡问题的两条主线(1)遵循平衡条件 基本解题思路如下：(2)遵循电磁学规律，受力分析时，要注意准确判断安培力的方向．跟进训练3．一个各边电阻相同、边长均为L 的正六边形金属框abcdef 放置在磁感应强度大小为B 、方向垂直金属框所在平面向外的匀强磁场中．若从a 、b 两端点通以如图所示方向的电流，电流大小为I ，则关于金属框abcdef 受到的安培力的判断正确的是( )A ．大小为BIL ，方向垂直ab 边向左B ．大小为BIL ，方向垂直ab 边向右C ．大小为2BIL ，方向垂直ab 边向左D ．大小为2BIL ，方向垂直ab 边向右4．[2022·河北保定调研]如图所示，空间有与竖直平面夹角为θ的匀强磁场，在磁场中用两根等长轻细金属丝将质量为m 的金属棒ab 悬挂在天花板的C 、D 两处，通电后导体棒静止时金属丝与磁场方向平行．已知磁场的磁感应强度大小为B ，接入电路的金属棒长度为l ，重力加速度为g ，以下关于导体棒中电流的方向和大小正确的是( )A ．由b 到a ，mg tan θBlB ．由a 到b ，mgBlC ．由a 到b ，mg sin θBlD ．由b 到a ，mg sin θBl考点三 安培力作用下导体运动趋势及运动情况的判断例 4. [2021·广东卷，5]截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线．若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I 2，I 1≫I 2，电流方向如图所示．下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是( )命题分析跟进训练5．一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( ) A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动 D．在纸面内平动6．[2022·贵阳中学月考]如图所示，一平行于光滑斜面的轻弹簧一端固定于斜面上，一端拉住条形磁铁，条形磁铁处于静止状态，磁铁中垂面上放置一通电导线，导线中电流方向垂直纸面向里且缓慢增大，下列说法正确的是( )A．弹簧弹力逐渐变小B．弹簧弹力先减小后增大C．磁铁对斜面的压力逐渐变小D．磁铁对斜面的压力逐渐变大考点四与安培力相关的STSE问题素养提升情境1 磁式电流表(多选)实验室经常使用的电流表是磁电式电流表，这种电流表的构造如图甲所示，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的．若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法中正确的是( )A．在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线平行B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上D．当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动情境2 电子天平(多选)某电子天平原理如图甲所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一总电阻为R的均匀导线绕成的正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后线圈两端C、D与外电路接通对线圈供电，使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流可确定重物的质量．为了确定该天平的性能，某同学把该天平与电压可调的直流电源(如图乙)相接，经测量发现，当质量为M的重物放在秤盘上时，直流电源输出电压为U即可使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，重力加速度为g.则下列说法正确的是( )A．当线圈两端C、D与外电路接通对线圈供电时，线圈的C端应与外电路中的H端相接，D端应与G端相接B．线圈的匝数为MgR2BLUC．当质量为2M的重物放在秤盘上时，直流电源输出电压为2UD．若增加线圈的匝数，则能增大电子天平能称量的最大质量情境3 “电磁炮”“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快、效率高等优点．如图是“电磁炮”的原理结构示意图．光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L＝0.2 m；在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1×102 T；“电磁炮”弹体总质量m＝0.2 kg，其中弹体在轨道间的电阻R＝0.4 Ω；可控电源的内阻r＝0.6 Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射；在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I＝4×103 A，不计空气阻力．求：(1)弹体所受安培力大小；(2)弹体从静止加速到4 km/s，轨道至少要多长？(3)弹体从静止加速到4 km/s过程中，该系统消耗的总能量．第九章磁场第1讲磁场及其对电流的作用必备知识·自主排查一、1．(1)磁场力(2)N极(3)N极2．(1)强弱方向(2)FIL3．(1)处处相等处处相同二、1．(1)磁感应强度(2)切线疏密闭合不存在三、1．(1)BIL(2)02．(1)垂直(2)电流(3)拇指教材拓展1．答案：C2．答案：D3．答案：BC关键能力·分层突破例1 解析：两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在M处的磁感应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故M处的磁感应强度为零；两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，故N处的磁感应强度为2B，B正确．答案：B1．解析：根据螺线管内部的磁感线分布可知，在螺线管的内部，越接近中心位置，磁感线分布越均匀，越接近两端，磁感线越不均匀，可知螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场．故B正确，A、C、D错误．答案：B2．解析：设正方体棱长为L ，其中一根长直导线的电流在e 点产生的磁感应强度为B 0，则e 点的磁感应强度大小为B e ＝√B 02+B 02＝√2B0处于ℎg 边的长直导线到a 点的距离为√2L ，在a 点产生的磁感应强度大小为√2 2B 0；处于dh 边的长直导线到a 点的距离为L ，在a点产生的磁感应强度大小为B 0，所以a 点的磁感应强度大小为B a ＝√(√22B 0)2+B 02＝√6 2B 0，B e ∶B a ＝2∶√3，A 项正确．答案：A例2 解析：两导线受到的安培力是相互作用力，大小相等，A 错误；导线所受的安培力可以用F ＝ILB 计算，因为磁场与导线垂直，B 正确；移走导线b 前，b 的电流较大，则p 点磁场方向与b 产生磁场方向同向，向里，移走b 后，p 点磁场方向与a 产生磁场方向相同，向外，C 正确；在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，两导线在任意点产生的磁场均不在同一条直线上，故不存在磁感应强度为零的位置，D 正确．答案：BCD例3 解析：闭合开关S 后，金属棒PQ 向右移动，根据左手定则可知，电流方向为从P 到Q ，电源的M 端为正极，选项A 错误；静止时，则2k ·Δx ＝BIL ，解得I ＝2k Δx BL ＝3 A ，选项B 错误，C 正确；闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片向右移动，则电路中电阻增大，电流减小，金属棒PQ 所受安培力减小，将向左移动，故选项D 错误．答案：C3．解析：电流从a 点流入金属框后，可认为金属框的ab 与afedcb 部分并联，设ab 边的电阻为R ，则afedcb 部分的电阻为5R ，则通过ab 边的电流为5I 6，通过afedcb 部分的电流为I 6，可将afedcb 部分等效为长度为L 、方向与ab 相同的导线，根据左手定则可知，两部分所受安培力大小分别为5BIL 6、BIL 6，方向均垂直ab 边向左，故金属框受到的安培力为BIL ，方向垂直ab 边向左，选项A 正确，B 、C 、D 错误．答案：A4．解析：对导体棒进行受力分析，导体棒静止，则其受力如图所示．根据左手定则可知，导体棒中的电流方向为由a 到b ，根据平衡条件可知安培力的大小为：F ＝BIl ＝mg sin θ，所以感应电流的大小为：I ＝mg sin θBl ，故A 、B 、D 错误，C 正确．答案：C例4 解析：根据“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”的作用规律可知，左、右两导线与长管中心的长直导线相互吸引，上、下两导线与长管中心的长直导线相互排斥，C 正确．答案：C5．解析：方法一(电流元法) 把线圈L 1沿水平转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成由无数段直线电流元组成，电流元处在I 2产生的磁场中，根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向，由左手定则可得，上半部分电流元所受安培力均指向纸外，下半部分电流元所受安培力均指向纸内，因此从左向右看，线圈L 1将顺时针转动．方法二(等效法) 把线圈L 1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I 2的中心，小磁针的N 极应指向该点环形电流I 2的磁场方向，由安培定则知I 2产生的磁场方向在其中心处竖直向上，而L 1等效成小磁针后，转动前，N 极指向纸内，因此小磁针的N 极应由指向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L 1将顺时针转动．方法三(结论法) 环形电流I 1、I 2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止．据此可得，从左向右看，线圈L 1将顺时针转动．答案：B6.解析：本题考查安培力作用下的动态平衡问题．磁铁外部的磁感线从N 极出发回到S 极，则此时在导线处磁感线平行于斜面向下，如图所示，根据左手定则可以判断导线受到的安培力方向垂直斜面向上，因电流增大，所以安培力增大，安培力与斜面垂直，根据牛顿第三定律与受力平衡可知磁铁对斜面的压力逐渐变大，弹簧弹力不变，选项A 、B 、C 错误，D 正确．答案：D情境1 解析：指针在量程内线圈一定处于磁场之中，由于线圈与铁芯共轴，线圈平面总是与磁感线平行，故A 正确．电表的调零使得当指针处于“0”刻线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以无论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故B 正确．由左手定则知，b 端受到的安培力方向向下，a 端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，故C 错误，D 正确．答案：ABD情境2 解析：线圈两端C 、D 与外电路接通对线圈供电，使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，说明线圈受到的安培力向上，根据左手定则可知，电流应该从D 端流入线圈，故线圈的D 端应与外电路电源的正极(H 端)相接，C 端应与外电路中的G 端(负极)相接，故选项A 错误；设线圈的匝数为n ，外电路接通使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止时根据平衡条件得：Mg ＝2nBIL ，其中I ＝U R ，联立上述两式得Mg ＝2nB U RL ，解得n ＝MgR 2BLU ，故选项B 正确；根据Mg ＝2nB U R L 知，当质量为2M 的重物放在秤盘上时，直流电源输出电压为2U ，选项C 正确；设线圈电阻的电阻率为ρ，导线的横截面积为S ，则R ＝ρ4nL S ，可得M＝BUS 2ρg ，可见增加线圈的匝数，无法增大电子天平能称量的最大质量，故选项D 错误． 答案：BC情境3 解析：(1)由安培力公式F ＝IBL ＝8×104 Nmv2(2)方法一由动能定理Fx＝12弹体从静止加速到4 km/s，代入数值得x＝20 m 方法二由牛顿第二定律F＝ma得加速度a＝4×105 m/s2由v2−v02＝2asv＝4 km/s代入数值得x＝20 m(3)根据F＝ma，v＝at知发射弹体用时t＝mv＝1×10－2 sF发射弹体过程产生的焦耳热Q＝I2(R＋r)t＝1.6×105 J弹体的动能mv2＝1.6×106 JE k＝12系统消耗的总能量E＝E k＋Q＝1.76×106 J答案：(1)8×104 N (2)20 m (3)1.76×106 J。
高三物理一轮复习 第八章 磁场 第2讲 磁场对通电直导线的作用力
2．安培力的方向 左手定则：“如果 B 与 I 相互垂直，判安培力方向用左手定 则，将左手伸直，四指指电流方向，磁感线垂直穿过手心，大拇 指所指方向为所受安培力方向”． 左手定则拓展：如果 B 与 I 不垂直，判安培力方向用拓展的 左手定则，将左手伸直，四指指电流方向，让磁感应强度 B 在垂 直电流方向的分量 B⊥，垂直穿过手心，大拇指所指方向为所受 安培力方向．
基础随堂训练 1．(2014·新课标全国Ⅰ)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导线和磁场方向的夹角无关 D．将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的
一半
解析 根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的 平面垂直，即与电流和磁场方向都垂直，A 项错误，B 项正确； 磁场与电流不垂直时，安培力的大小为 F＝BIlsinθ，则安培力 的大小与通电导线和磁场方向的夹角有关，C 项错误；将直导线 从中折成直角，安培力的大小与导线放置有关，若垂直磁场放置，
A．该磁场是匀强磁场 B．该线圈的磁通量为 Bl2 C．a 导线受到的安培力方向向下 D．b 导线受到的安培力大小为 BIl
解析 A 项，该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一 系列平行的磁感线，方向相同，故 A 项错误；B 项，线圈与磁感 线平行，故磁通量为零，故 B 项错误；C 项，a 导线电流向外， 磁场向右，根据左手定则，安培力向上，故 C 项错误；D 项，导 线 b 始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小一直为 BIl，故 D 项正确；故选 D 项．
答案 AB
4.如图所示，金属棒 MN 两端由等长的轻 质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场 中，棒中通以由 M 向 N 的电流．平衡时两悬 线与竖直方向夹角均为 θ.如果仅改变下列某 一个条件，θ的相应变化情况是( )
高三物理一轮复习(通用)第八章磁场
第八章⎪⎪⎪磁场[备考指南]第1节磁场的描述__磁场对电流的作用(1)磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情况无关。
(√)(2)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致。
(×)(3)垂直磁场放置的线圈面积减小时，穿过线圈的磁通量可能增大。
(√)(4)小磁针N极所指的方向就是该处磁场的方向。
(×)(5)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强。
(√)(6)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零。
(×)(7)安培力可能做正功，也可能做负功。
(√)1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应。
要点一对磁感应强度的理解1．理解磁感应强度的三点注意事项(1)磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式B＝FIL认为B与F成正比，与IL成反比。
(2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入，如果平行磁场放入，则所受安培力为零，但不能说该点的磁感应强度为零。
(3)磁感应强度是矢量，其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向，也是自由转动的小磁针静止时N极的指向。
2．磁感应强度B与电场强度E的比较3地磁场的特点(1)在地理两极附近磁场最强，赤道处磁场最弱。
(2)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。
(3)在赤道平面(地磁场的中性面)附近，距离地球表面相等的各点，地磁场的强弱程度相同，且方向水平。
[多角练通]下列关于磁场或电场的说法正确的是_______。
①通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大②通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大③放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同④磁感应强度的大小跟放在磁场中的通电导线受力的大小无关⑤电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零⑥一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零⑦检验电荷在电场中某点受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值表征该点电场的强弱⑧通电导线在磁场中某点受到的磁场力与导线长度和电流乘积的比值表征该点磁场的强弱⑨地磁场在地球表面附近大小是不变的⑩地磁场的方向与地球表面平行答案：④⑤⑦要点二安培定则的应用与磁场的叠加1．常见磁体的磁感线图8-1-12．电流的磁场及安培定则磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则。
高三物理第一轮复习磁场基本性质;磁场对电流的作用
准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第一轮复习：磁场根本性质；磁场对电流的作用【本讲信息】一. 教学内容：1. 磁场根本性质2. 磁场对电流的作用【要点扫描】磁场根本性质〔一〕磁场1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的根本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用．2、磁现象的电本质：所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．〔二〕磁感线为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线．1、疏密表示磁场的强弱．2、每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感强度的方向．3、是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。
4、匀强磁场的磁感线平行且距离相．没有画出磁感线的地方不一没有磁场．5、安培那么：拇指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个圆，每点磁场方向是在该点的切线方向。
*熟记常用的几种磁场的磁感线：〔三〕磁感强度1、磁场的最根本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。
2、在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感强度．①表示磁场强弱的物理量．是矢量．②大小：ILFB 〔电流方向与磁感线垂直时的公式〕．③方向：左手那么：是磁感线的切线方向；是小磁针N极受力方向；是小磁针静止时N极的指向．不是导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向．④单位：牛/安米，也叫特斯拉，单位制单位符号T．⑤点B：就是说磁场中某一点了，那么该处磁感强度的大小与方向都是值．⑥匀强磁场的磁感强度处处相．⑦磁场的叠加：空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场，那么该点的磁感强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感强度的矢量和，满足矢量运算法那么。
〔四〕磁通量与磁通密度1、磁通量Φ：穿过某一面积磁力线条数，是标量．2、磁通密度B：垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数，即磁感强度，是矢量．3、二者关系：B＝Φ/S〔当B与面垂直时〕，Φ＝BScosθ，Scosθ为面积垂直于B方向上的投影，θ是B与S法线的夹角．磁场对电流的作用〔一〕安培力1、安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力．说明：磁场对通电导线中向移动的电荷有力的作用，磁场对这些向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力．2、安培力的计算公式：F＝BILsinθ〔θ是I与B的夹角〕；通电导线与磁场方向垂直时，即θ＝90°，此时安培力有最大值；通电导线与磁场方向平行时，即θ＝0°，此时安培力有最小值，F=0N；0°＜B＜90°时，安培力F介于0和最大值之间。
高三物理一轮复习资料【带电粒子在匀强磁场中的运动】
高三物理一轮复习资料【带电粒子在匀强磁场中的运动】 [考点分析]1．命题特点：带电粒子在匀强磁场中的运动是等级考命题的热点问题，对此部分内容的考查以带电粒子在各类有界匀强磁场中的运动为主，题型有选择也有计算，难度中等偏上．2．思想方法：对称法、图解法、模型法等．[知能必备]1．单边界磁场问题的对称性带电粒子在单边界匀强磁场中的运动一般都具有对称性，可总结为：单边进出(即从同一直线边界进出)，等角进出，如图所示．2．缩放圆法的应用技巧当带电粒子以任一速度沿特定方向射入匀强磁场时，它们的速度v0越大，在磁场中做圆周运动的轨道半径也越大，它们运动轨迹的圆心在垂直速度方向的直线PP′上，此时可以用“缩放圆法”分析——以入射点为定点，圆心位于直线PP′上，将半径缩放作粒子的运动轨迹，从而探索出临界条件．3．带电粒子在磁场中运动产生多解的原因[真题再练]1. (多选)如图所示，在Oxy 平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B 的匀强磁场．一带电粒子从y 轴上的M 点射入磁场，速度方向与y 轴正方向的夹角θ＝45°.粒子经过磁场偏转后在N 点(图中未画出)垂直穿过x 轴．已知OM ＝a ，粒子电荷量为q ，质量为m ，重力不计．则( )A ．粒子带负电荷B ．粒子速度大小为qBamC ．粒子在磁场中运动的轨道半径为aD ．N 与O 点相距(2＋1)a解析：AD 由左手定则，分析粒子在M 点受的洛伦兹力，可知粒子带负电，选项A 正确；粒子的运动轨迹如图所示，O ′为粒子做匀速圆周运动的圆心，其轨道半径R ＝2a ，选项C 错误；由q v B ＝m v 2R ，可求出v ＝2qBa m ，选项B 错误；由图可知，ON ＝a ＋2a ＝(2＋1)a ，选项D 正确．2.如图，在0≤x ≤h ，－∞<y <＋∞区域中存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B 的大小可调，方向不变．一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子以速度v 0从磁场区域左侧沿x 轴进入磁场，不计重力．(1)若粒子经磁场偏转后穿过y 轴正半轴离开磁场，分析说明磁场的方向，并求在这种情况下磁感应强度的最小值B m ；(2)如果磁感应强度大小为B m2，粒子将通过虚线所示边界上的一点离开磁场．求粒子在该点的运动方向与x 轴正方向的夹角及该点到x 轴的距离．解析：(1)由题意，粒子刚进入磁场时应受到方向向上的洛伦兹力，因此磁场方向垂直于纸面向里．设粒子进入磁场中做圆周运动的半径为R ，根据洛伦兹力公式和圆周运动规律，有q v 0B ＝m v 20R①由此可得R ＝m v 0qB②粒子穿过y 轴正半轴离开磁场，其在磁场中做圆周运动的圆心在y 轴正半轴上，半径应满足R ≤h ③由题意，当磁感应强度大小为B m 时，粒子的运动半径最大，由此得B m ＝m v 0qh④ (2)若磁感应强度大小为B m2，粒子做圆周运动的圆心仍在y 轴正半轴上，由②④式可得，此时圆弧半径为R ′ ＝2h ⑤粒子会穿过图中P 点离开磁场，运动轨迹如图所示．设粒子在P 点的运动方向与x 轴正方向的夹角为α，由几何关系sin α＝h 2h ＝12⑥即α＝π6⑦由几何关系可得，P 点与x 轴的距离为 y ＝2h (1－cos α)⑧联立⑦⑧式得y ＝ (2－3)h ⑨ 答案：(1)磁场方向垂直于纸面向里 m v 0qh(2)π6(2－3)h带电粒子在匀强磁场中运动问题的解题流程[精选模拟]视角1：带电粒子在匀强磁场中运动的临界、极值问题1．(多选)如图所示，S 处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN 垂直于纸面，在纸面内的长度L ＝9.1 cm ，中点O 与S 间的距离d ＝4.55 cm ，MN 与SO 直线的夹角为θ，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B ＝2.0×10－4 T ，电子质量m ＝9.1×10－31kg ，电荷量e ＝1.6×10－19C ，不计电子重力，电子源发射速度v ＝1.6×106 m/s 的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l ，则( )A ．θ＝90°时，l ＝9.1 cmB ．θ＝60°时，l ＝9.1 cmC ．θ＝45°时，l ＝4.55 cmD ．θ＝30°时，l ＝4.55 cm解析：AD 电子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力：e v B ＝m v 2R ，R ＝m v Be＝4.55×10－2 m ＝4.55 cm ＝L2，θ＝90°时，击中板的范围如图甲，l ＝2R ＝9.1 cm ，选项A 正确；θ＝60°时，击中板的范围如图乙所示，l ＜2R ＝9.1 cm ，选项B 错误；θ＝30°，如图丙所示，l ＝R ＝4.55 cm ，当θ＝45°时，击中板的范围如图丁所示，l ＞R (R ＝4.55 cm)，故选项D 正确，选项C 错误．2.如图所示，竖直线MN ∥PQ ，MN 与PQ 间距离为a ，其间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，O 是MN 上一点，O 处有一粒子源，某时刻放出大量速率均为v (方向均垂直磁场方向)、比荷一定的带负电粒子(粒子重力及粒子间的相互作用力不计)，已知沿图中与MN 成θ＝60°角射入的粒子恰好垂直PQ 射出磁场，则粒子在磁场中运动的最长时间为( )A.πa3v B ．23πa 3vC.4πa 3vD ．2πa v解析：C 当θ＝60°时，粒子的运动轨迹如图甲所示，则a ＝R sin 30°，即R ＝2a .设带电粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为α，则其在磁场中运行的时间为t ＝α2πT ，即α越大，粒子在磁场中运行时间越长，α最大时粒子的运行轨迹恰好与磁场的右边界相切，如图乙所示，因R ＝2a ，此时圆心角αm 为120°，即最长运行时间为T 3，而T ＝2πR v ＝4πav ，所以粒子在磁场中运动的最长时间为4πa3v，C 正确．3．如图是某屏蔽高能粒子辐射的装置，铅盒左侧面中心O 有一放射源可通过铅盒右侧面的狭缝MQ 向外辐射α粒子，铅盒右侧有一左右边界平行的匀强磁场区域．过O 的截面MNPQ 位于垂直磁场的平面内，OH 垂直于MQ .已知∠MOH ＝∠QOH ＝53°.α粒子质量m ＝6.64×10－27kg ，电量q ＝3.20×10－19C ，速率v ＝1.28×107m/s ；磁场的磁感应强度B＝0.664 T ，方向垂直于纸面向里；粒子重力不计，忽略粒子间的相互作用及相对论效应，sin 53°＝0.80，cos 53°＝0.60.(1)求垂直于磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间t ；(2)若所有粒子均不能从磁场右边界穿出，达到屏蔽作用，求磁场区域的最小宽度d . 解析：(1)粒子在磁场内做匀速圆周运动，则T ＝2πmqB垂直于磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为：t ＝T2代入数据解得：t ＝π32×10－6 s ≈9.81×10－8 s.(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，q v B ＝m v 2R沿OQ 方向进入磁场的粒子运动轨迹与磁场右边界相切，则所有粒子均不能从磁场的右边界射出，如图所示，由几何关系可得：d ＝R ＋R sin 53° 代入数据可得：d ＝0.72 m. 答案：(1)9.81×10－8 s (2)0.72 m视角2：带电粒子在匀强磁场中运动的多解问题4．(多选)长为l 的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B ，板间距离也为l ，板不带电，现有质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是( )A ．使粒子的速度v ＜Bql4mB ．使粒子的速度v ＞5Bql4mC ．使粒子的速度v ＞BqlmD ．使粒子的速度v 满足Bql 4m ＜v ＜5Bql4m解析：AB 带电粒子刚好打在极板右边缘，有r 21＝⎝⎛⎭⎫r 1－l 22＋l 2，又因r 1＝m v 1Bq ，解得v 1＝5Bql 4m ；粒子刚好打在极板左边缘，有r 2＝l 4＝m v 2Bq ，解得v 2＝Bql4m，故A 、B 正确．。
高考物理一轮总复习第10章磁场第1节磁场的描述磁吃电流的作用课件
B=k (式中k为常数,I为电流的大小,r为该点距导线的距离)。现有垂直于
纸面放置的三根通电直导线分别位于a、b、c处,其中三点间的距离之比
为ab∶bc∶ca=5∶3∶4。已知a、b处导线在c处产生的磁感应强度方向平
行于a、b的连线。设a、b处导线通入的电流之比为n,则(
16
A.a、b 处的电流同向,n= 9
形的顶点上,O为正六边形的中心,A点、B点分别为Oa、Od的中点。已知
通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比,与到导线的距
离成反比。6条输电导线中通有垂直于纸面向外、大小相等的电流,其中a
导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F,则( C )
A.A点和B点的磁感应强度相同
B.其中b导线所受安培力大小为F
√3
F'= 3 F,e
导线对
b 导线的安培力大小为2 ,则根据平行四边形定则对矢量进行合成可得,b 导线
所受安培力大小为 Fb=2Fsin
√3
30°+2× sin
3
60°+ ,解得
2
5
Fb= ,故
2
B 错误。
根据安培定则可得,a、
d 两条导线在 O 点的磁感应强度大小相等、
方向相反;b、
e 两条导线在 O 点的磁感应强度大小相等、方向相反,故 a、b、c、d、e 五
BIL
。
(2)磁场和电流平行时:F=0。
2.安培力的方向
垂直于电流与磁场方向决定的平面
左手定则判断:
垂直 ,并且都在同一个平面内。
(2)让磁感线从掌心进入,并使四指指向 电流 方向。
(3) 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。
高三物理第一轮总复习：磁场PPT优秀课件
三、磁感应强度、磁通量
1、磁感应强度（矢量）
②面积S的含义： S不一定是某个线圈的真正面积，而 是线圈在磁场范围内的面积．如图所 示，S应为线圈面积的一半．
③多匝线圈的磁通量：多匝线圈内磁通量的大小与线 圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁 感线条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小．
④合磁通量求法 若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在，当 计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通 量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁 通量的代数和等于这个平面内的合磁通量．
高三物理第一轮总复习
（2016届）
第八章 磁 场
第一课时 磁场及其描述
一、磁场 1.磁场：一种看不见、摸不着、存在于电流或磁体周围 的物质，它传递着磁相互作用．(客观存在）
2.基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷 有力的作用．
3.磁场的方向：小磁针N极所受磁场力的方向，或小磁 针静止时N极所指的方向．
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：与小磁针相似，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
【例与练】如图所示，带负电的金属环绕轴 OO′以角 速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡 的位置是（ C） A．N 极竖直向上 B．N 极竖直向下 C．N 极沿轴线向左 D．N 极沿轴线向右
高三物理磁场复习资料
高三物理磁场复习资料篇一：高三物理磁场复习一磁场复习一一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共42分)1．关于磁场、磁感应强度和磁感线的描述，下列叙述正确的是()A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，在磁场中是客观存在的B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的C．磁感线总是从磁体的N极指向S极D．不论通电导体在磁场中如何放置，都能够检测磁场的存在2．根据安培的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此可断定地球应该()A．带负电B．带正电C．不带电D．无法确定3．带电粒子不计重力，在匀强磁场中的运动状态不可能的是()A．静止B．匀速运动C．匀加速运动D．匀速圆周运动4．如图所示为两根互相平行的通电导线a﹑b的横截面图，a﹑b的电流方向已在图中标出．那么导线a中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向应分别是()A．磁感线顺时针方向，磁场力向左B．磁感线顺时针方向，磁场力向右C．磁感线逆时针方向，磁场力向左D．磁感线逆时针方向，磁场力向右5．(双选)质量为m的通电细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上．如图所示的A、B、C、D四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是()6．如图所示，一束粒子从左到右射入匀强磁场B1和匀强电场E共存的区域，发现有些粒子没有偏转，若将这些粒子引入另一匀强磁场B2中发现它们又分成几束，粒子束再次分开的原因一定是它们的()A．质量不同B．电量不同C．速度不同D．电量与质量的比不同7．如图所示，匀强电场E方向竖直向下，水平匀强磁场B垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷．已知a静止，b、c在纸面内均做匀速圆周运动(轨迹未画出)．以下说法正确的是()A．a的质量最大，c的质量最小，b、c都沿逆时针方向运动B．b的质量最大，a的质量最小，b、c都沿顺时针方向运动C．三个油滴质量相等，b沿顺时针方向运动，c沿逆时针方向运动D．三个油滴质量相等，b、c都沿顺时针方向运动二、填空题(本大题共2个小题，共12分)8．(8分)如图所示，放在蹄形磁铁两极之间的导体棒ab，当通有自b到a的电流时受到向右的安培力作用，则磁铁的上端是_________________极．若磁铁上端是S极，导体棒中的电流方向自a到b，则导体棒受到的安培力方向向_________________．9．(4分)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，在科学研究中具有重要应用．如图所示是质谱仪工作原理简图，电容器两极板相距为d，两端电压为U，板间匀强磁场磁感应强度为B1，一束带电量均为q的正电荷粒子从图示方向射入，沿直线穿过电容器后进入另一匀强磁场B2，结果分别打在a、b两点，测得两点间的距离为ΔR，由此可知，打在两点的粒子质量差为Δm＝________。
高三物理一轮复习讲义磁场
第8章磁场课标导航课程内容标准：1.列举磁现象在生活和生产中的应用。
了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。
关注与磁相关的现代技术发展。
2.了解磁场，知道磁感应强度和磁通量，会用磁感线描述磁场。
3.会判断通电直导线和通电螺线管周围磁场的方向。
4.通过实验，认识安培力，会判断安培力的方向。
会计算匀强磁场中安培力的大小。
5.通过实验，认识洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力大小。
了解电子束的磁偏转原理及其在科学技术中的应用。
6.认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。
复习导航本章在电磁学乃至整个高中物理中都占据重要地位，它是电磁感应的基础，更是近几年高考命题的重点。
在复习时要注意把握以下几点：1. 重视并加强对基本概念、基本规律的学习，注意将磁场与电场对比，注意它们的区别。
2. 熟练掌握几种常见的磁体（电流）周围磁感线的空间分布特点，会用有关图形表示，善于画俯视图、仰视图、侧视图等。
3. 通电导线在磁场中手安培力的分析与计算，首先掌握左手定则，会判断安培力的方向，其次熟练掌握受力分析方法，应用有关知识解决安培力参与的平衡、加速等问题。
特别注意安培力、电流（导线）、磁场方向三者的空间方位关系。
4. 带电粒子在磁场中的匀速圆周运动，要掌握基本法（找圆心、求半径、画轨迹），利用几何知识、求半径及圆心角是关键5. 带电粒子在复合场中的运动是近几年高考重点和热点，准确分析受力和运动情况，并由几何知识画出轨迹是关键。
两种基本模型：速度选择器（电磁场正交）和回旋加速器（电磁场相邻）第1课时磁场、磁场对电流的作用1、高考解读真题品析知识：安培力的大小与方向例1. （09年全国卷Ⅰ）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0135abc bcd ∠=∠=。
流经导线的电流为 I ，方向如图中箭头所示。
高考物理一轮复习课件磁场
01
磁场的基本性质
磁场是一种特殊物质，具有方向性，对放入其中的磁体或 电流有力的作用。
02
磁感线
描述磁场分布的一系列闭合曲线，其疏密程度表示磁场的 强弱，切线方向表示磁场的方向。
03
安培定则
判断通电导线在磁场中受力方向的定则，即伸开右手，使 拇指与其余四指垂直且在同一平面内，让磁感线从掌心进 入，四指指向电流方向，则拇指所指的方向就是通电导线 在磁场中的受力方向。
典型例题解析与思路拓展
例题
一质子以速度$v$垂直射入磁感强度为$B$的匀强磁场中，经过时间$t$，质子的速度方向 与磁场方向间的夹角为$theta$，求质子在磁场中运动的轨道半径和周期。
解析
根据洛伦兹力公式和牛顿第二定律可求得质子在磁场中运动的轨道半径为$r = frac{mv}{qB}$，周期为$T = frac{2pi m}{qB}$。通过速度方向与磁场方向间的夹角和时 间关系，可进一步求解质子的速度、位移等物理量。
05
交变电流产生、描述及应 用举例
正弦式交变电流产生过程演示
演示实验
通过线圈在匀强磁场中的匀速转 动，引导学生观察电流表的指针 摆动，理解交变电流的产生过程
。
原理讲解
详细解析线圈转动过程中磁通量 的周期性变化，以及由此产生的 感应电动势和感应电流的变化规
律。
图像表示
利用图像展示正弦式交变电流的 产生过程，包括感应电动势、感 应电流随时间变化的图像，帮助
点电荷产生的磁场
点电荷产生的磁场是以点电荷为中心，向四周发散的磁场 。其特点是离点电荷越近的地方磁场越强，越远则越弱。
通电直导线产生的磁场
通电直导线产生的磁场是以导线为中心的一系列同心圆。 其特点是离导线越近的地方磁场越强，越远则越弱；且磁 场方向与电流方向有关。
08 名校高三物理一轮复习资料——磁场、带电粒子
高三物理一轮复习资料——磁场、带电粒子第一节磁场及对运动电荷的作用一、知识点讲解一、磁1、磁现象：磁性：物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质的性质叫磁性。
磁体：具有磁性的物体，叫做磁体。
磁体的分类：①形状：条形磁体、蹄形磁体、针形磁体;②来源：天然磁体(磁铁矿石)、人造磁体;③保持磁性的时间长短：硬磁体(永磁体)、软磁体。
磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。
磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱。
磁体的指向性：可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针，静止后总是一个磁极指南(叫南极，用S表示)，另一个磁极指北(叫北极，用N表示)。
磁极间的相互作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
无论磁体被摔碎成几块，每一块都有两个磁极。
磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
钢和软铁都能被磁化：软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料;钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。
所以钢是制造永磁体的好材料。
2、磁场：磁场：磁体周围的空间存在着一种看不见、摸不着的物质，我们把它叫做磁场。
磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用。
磁场的方向：物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场的方向。
磁感线：在磁场中画一些有方向的曲线，方便形象的描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。
对磁感线的认识：①磁感线是假想的曲线，本身并不存在;②磁感线切线方向就是磁场方向，就是小磁针静止时N极指向;③在磁体外部，磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。
在磁体内部正好相反。
④磁感线的疏密可以反应磁场的强弱，磁性越强的地方，磁感线越密;3、地磁场：地磁场：地球本身是一个巨大的磁体，在地球周围的空间存在着磁场，叫做地磁场。
指南针：小磁针指南的叫南极(S)，指北的叫北极(N)，小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。
地磁场的北极在地理南极附近;地磁场的南极在地理北极附近。
地磁偏角：地理的两极和地磁的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有偏离(地磁偏角)。
高三物理第一轮复习磁场辅导材料
高三物理第一轮复习磁场辅导材料1．如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M 和N ，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M 、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab ，则通电导线ab 在安培力作用下运动的情形是 A.沿纸面逆时针转动 B.沿纸面顺时针转动C.a 端转向纸外，b 端转向纸里D.a 端转向纸里，b 端转向纸外 D2．将长1 m 的导线ac 从中点b 折成如图中所示的形状，放于B =0.08 T 的匀强磁场中，abc 平面与磁场垂直.若在导线abc 中通入25 A 的直流电，则整个导线所受安培力的大小为 A.2 N B.1 N C.3 ND.3/2 N解析：依照左手定则可知ab 段、bc 段所受安培力方向成60°角，再依照F =BIL 及力的合成求解.答案：C3．如图所示，两相切圆表示一个静止的原子核发生衰变后的生成物在匀强磁场中的运动轨迹.由此可推知A.原子核发生了α衰变B.原子核发生了β衰变C.原子核同时发生了α、β衰变D.该原子核放出一个中子解析：原子核发生衰变的过程中动量守恒，因原子核衰变前静止，因此衰变后的生成物具有等大反向的动量.如图相切点即为原子核衰变前的位置，又由图可知新核与粒子尽管速度反向，但所受洛伦兹力方向相同，在磁场中运动轨迹弯曲方向一致，故粒子与新核带异种电荷.答案：B4．如图所示，长方形区域存在磁感应强度为B 的匀强磁场，一束速度不同的电子从O 处沿与磁场垂直方向进入磁场，磁场方向垂直于边界.若从a 、b 、c 、d 四处射出的电子在磁场中运动时刻分别为t a 、t b 、t c 、t d ，则 A.t a =t b =t c =t d B.t a ＞t b ＞t c =t d C.t a =t b ＞t c ＞t dD.t a ＜t b ＜t c ＜t d 解析：因为不同速度的电子m /q 相同，在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期相同，角速度相同；因不同电子速度不同，故圆周运动的半径不同，作弦Oa 、Ob 、Oc 、Od 的垂直平分线与Ob 及其延长线的交点，是对应圆弧的圆心.画出各圆弧： 、 、 、 可知， 、 对应的圆心角相同,均为π, 、 所对圆心角小于π，由t =θ/ω即可判定. 答案：C5．如图所示，某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和磁场力作用下，从静止开始沿曲线acb 运动，到达b 点时速度为零，c 为运动的最低点.则Oa Ob Oc OdOd Oa ObOcA.离子必带负电B.a 、b 两点位于同一高度C.离子在c 点速度最大D.离子到达b 点后将沿原曲线返回解析：由题意知离子只受电场力F 电和洛伦兹力F 洛，依照F 电与F 洛产生的条件，静止离子只受电场力，产生向下的加速度，进而获得速度；由于速度方向垂直于磁场，将受到洛伦兹力F 洛作用，依照轨迹弯曲方向及左手定则可知离子带正电.洛伦兹力永久不做功，电场力做功与路径无关，故到达c 点时，因a 、b 两点电势差最大，因此离子动能最大；到达b 点速度为零，说明a 、b 在同一高度.离子到达b 点的受力及运动状态与a 点相同，故其将向右下方开始做一轨迹与acb 相同形状的运动.答案：BC6．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，液滴在此空间竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示.则 A.液滴在空间可能受4个力作用 B.液滴一定带负电 C.液滴的轨道半径r =gUEB 21D.液滴在场中运动时总机械能不变解析：此液滴只受三个力作用：重力、电场力、洛伦兹力，且重力与电场力平稳.由洛伦兹力提供向心力使液滴在竖直面内做匀速圆周运动,依照电场力方向与E 方向相反知液滴带负电.在加速电压下，qU =21mv 2，在竖直方向受力平稳：mg =Eq ,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动：qvB =mv 2/r ，解得r =gUEB 21.液滴在复合场中运动时电场力做功,机械能变化.答案：BC7．带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O 点在匀强磁场中摆动（C ）A ．摆球每次通过最低点时受到的磁场力相同B ．摆球每次通过最低点时摆球的动能、动量相同C ．向右摆动通过A 点时悬线的拉力大于向左摆动通过A 点时悬线的拉力D ．若磁场突然消逝，小球摆动的周期将有所变化 8．如图，空间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 点进入那个区域沿直线运动，从C 点离开区域；假如那个区域只有电场，则粒子从B 点离开场区；假如那个区域只有磁场，则粒子从D 点离开场区；设粒子在上述三种情形下，从A 到B 点、A 到C 点和A 到D 点所用的时刻分别是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) A.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 C9．如图所示是一种自动跳闸的闸刀开关，O 是固定转动轴，A 是绝缘手柄，C 是闸刀卡口，M 、N 是通电的电极，闸刀处在垂直纸面向里、磁感应强度B =1 T 的匀强磁场中,CO 间距离是10 cm,C 处最大静摩擦力是0.1 N.今通以图示方向的电流,要使闸刀能自动跳闸,CO 间所通电流至少为_________ A.A CB D Oa解析:由于安培力要克服摩擦力,故有F ·2CO=F f ·CO ,即F =BIL =2F f ,故I =BL F f 2=2 A.答案:210．长为l 的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，板间距离也为l ，板不带电，现有质量为m,电量为q 的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直于磁场方向以速度v 水平射入磁场，欲使粒子不打到极板上，v 应满足______________11．一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子（11H ）加速到v ，使它获得动能为E k ，则能使α粒子（42He ）加速到的速度为______,能使α粒子获得的动能为_________.解析：（1）设加速器D 形盒半径为R ，磁场磁感应强度为B . 由R =qB mv 得v =mqBR, p αv v =p αq q ×αp m m =12×41=21 因此粒子获得的速度v α=v /2. (2)由动能E k =21mv 2得 k p k αE E =(pαv v )2×p αm m =14×(21)2=1 因此粒子获得的动能也为E k . 答案：v /2 E k12．如图所示，以MN 为界的两匀强磁场，磁感应强度122B B =，方向垂直纸面向里。
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高三物理第一轮复习磁场辅导材料1．如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M 和N ，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M 、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab ，则通电导线ab 在安培力作用下运动的情况是 A.沿纸面逆时针转动 B.沿纸面顺时针转动C.a 端转向纸外，b 端转向纸里D.a 端转向纸里，b 端转向纸外 D2．将长1 m 的导线ac 从中点b 折成如图中所示的形状，放于B =0.08 T 的匀强磁场中，abc 平面与磁场垂直.若在导线abc 中通入25 A 的直流电，则整个导线所受安培力的大小为 A.2 N B.1 N C.3 ND.3/2 N解析：根据左手定则可知ab 段、bc 段所受安培力方向成60°角，再根据F =BIL 及力的合成求解.答案：C3．如图所示，两相切圆表示一个静止的原子核发生衰变后的生成物在匀强磁场中的运动轨迹.由此可推知A.原子核发生了α衰变B.原子核发生了β衰变C.原子核同时发生了α、β衰变D.该原子核放出一个中子解析：原子核发生衰变的过程中动量守恒，因原子核衰变前静止，所以衰变后的生成物具有等大反向的动量.如图相切点即为原子核衰变前的位置，又由图可知新核与粒子尽管速度反向，但所受洛伦兹力方向相同，在磁场中运动轨迹弯曲方向一致，故粒子与新核带异种电荷.答案：B4．如图所示，长方形区域存在磁感应强度为B 的匀强磁场，一束速度不同的电子从O 处沿与磁场垂直方向进入磁场，磁场方向垂直于边界.若从a 、b 、c 、d 四处射出的电子在磁场中运动时间分别为t a 、t b 、t c 、t d ，则 A.t a =t b =t c =t d B.t a ＞t b ＞t c =t d C.t a =t b ＞t c ＞t dD.t a ＜t b ＜t c ＜t d 解析：因为不同速度的电子m /q 相同，在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期相同，角速度相同；因不同电子速度不同，故圆周运动的半径不同，作弦Oa 、Ob 、Oc 、Od 的垂直平分线与Ob 及其延长线的交点，是对应圆弧的圆心.画出各圆弧： 、 、 、 可知， 、 对应的圆心角相同,均为π, 、 所对圆心角小于π，由t =θ/ω即可判断. 答案：C5．如图所示，某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和磁场力作用下，从静止开始沿曲线acb 运动，到达b 点时速度为零，c 为运动的最低点.则Oa Ob Oc OdOd Oa ObOcA.离子必带负电B.a 、b 两点位于同一高度C.离子在c 点速度最大D.离子到达b 点后将沿原曲线返回解析：由题意知离子只受电场力F 电和洛伦兹力F 洛，根据F 电与F 洛产生的条件，静止离子只受电场力，产生向下的加速度，进而获得速度；由于速度方向垂直于磁场，将受到洛伦兹力F 洛作用，根据轨迹弯曲方向及左手定则可知离子带正电.洛伦兹力永远不做功，电场力做功与路径无关，故到达c 点时，因a 、b 两点电势差最大，所以离子动能最大；到达b 点速度为零，表明a 、b 在同一高度.离子到达b 点的受力及运动状态与a 点相同，故其将向右下方开始做一轨迹与acb 相同形状的运动.答案：BC6．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，液滴在此空间竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示.则 A.液滴在空间可能受4个力作用 B.液滴一定带负电 C.液滴的轨道半径r =gUEB 21D.液滴在场中运动时总机械能不变解析：此液滴只受三个力作用：重力、电场力、洛伦兹力，且重力与电场力平衡.由洛伦兹力提供向心力使液滴在竖直面内做匀速圆周运动,根据电场力方向与E 方向相反知液滴带负电.在加速电压下，qU =21mv 2，在竖直方向受力平衡：mg =Eq ,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动：qvB =mv 2/r ，解得r =gUEB 21.液滴在复合场中运动时电场力做功,机械能变化.答案：BC7．带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O 点在匀强磁场中摆动（C ）A ．摆球每次经过最低点时受到的磁场力相同B ．摆球每次经过最低点时摆球的动能、动量相同C ．向右摆动通过A 点时悬线的拉力大于向左摆动通过A 点时悬线的拉力D ．若磁场突然消失，小球摆动的周期将有所变化 8．如图，空间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；设粒子在上述三种情况下，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) A.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 C9．如图所示是一种自动跳闸的闸刀开关，O 是固定转动轴，A 是绝缘手柄，C 是闸刀卡口，M 、N 是通电的电极，闸刀处在垂直纸面向里、磁感应强度B =1 T 的匀强磁场中,CO 间距离是10 cm,C 处最大静摩擦力是0.1 N.今通以图示方向的电流,要使闸刀能自动跳闸,CO 间所通电流至少为_________ A.A CB D Oa解析:由于安培力要克服摩擦力,故有F ·2CO=F f ·CO ,即F =BIL =2F f ,故I =BL F f 2=2 A.答案:210．长为l 的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，板间距离也为l ，板不带电，现有质量为m,电量为q 的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直于磁场方向以速度v 水平射入磁场，欲使粒子不打到极板上，v 应满足______________11．一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子（11H ）加速到v ，使它获得动能为E k ，则能使α粒子（42He ）加速到的速度为______,能使α粒子获得的动能为_________.解析：（1）设加速器D 形盒半径为R ，磁场磁感应强度为B . 由R =qB mv 得v =mqBR, p αv v =p αq q ×αp m m =12×41=21 所以粒子获得的速度v α=v /2. (2)由动能E k =21mv 2得 k p k αE E =(pαv v )2×p αm m =14×(21)2=1 所以粒子获得的动能也为E k . 答案：v /2 E k12．如图所示，以MN 为界的两匀强磁场，磁感应强度122B B =，方向垂直纸面向里。
现有一质量为m 、带电量为q 的正粒子，从O 点沿图示方向进入1B 中。
（1）试画出粒子的运动轨迹；（2）求经过多长时间粒子重新回到O 点？22qB mπ13．如图所示，在光滑的绝缘水平桌面上，有直径相同的两个金属球a 和b ，质量分别为m A =2m ，m b =m 。
b 球带正电荷2q ，静止在磁感强度为B 的匀强磁场中。
a 球不带电，以速度V 0进入磁场与b 球发生正碰。
若碰后b 球对桌面压力恰好为零，2B1B Ov求a 球对桌面压力是多大？（两球都不离开桌面，并且不考虑两球间的静电力）解：根据B 球对桌面压力为零可知碰后重力与洛伦兹力平衡mg B qv B =，得qBmgv B =再根据碰撞过程动量守恒B A mv mv mv +=220，得qBmg v v v v B A 2200-=-= 讨论：（1）若qB mg v 20>，则A 球碰后继续向右，B qv mg B qv mg N A 0252-=-=，向上 （2）若qB mgv 20=，则A 球碰后静止，mg N 2=，向上（3）qB mg v 20<，则A 球碰后向左，B qv mg B qv mg N A 0232+=+=，向上以上三种情况根据牛三定律，A 对桌面压力大小与N 相同，方向相反，向下 14．如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。
左侧匀强电场的场强大小为E 、方向水平向右，电场宽度为L ；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里。
一个质量为m 、电量为q 、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O 点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O 点，然后重复上述运动过程。
求： （1）中间磁场区域的宽度d ;（2）带电粒子从O 点开始运动到第一次回到O 点所用时间t.解析：（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得：221mV qEL =带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得：RV m BqV 2=由以上两式，可得qmELB R 21=。
可见在两磁场区粒子运动半径相同，如图13所示，三段圆弧的圆心组成的三角形ΔO 1O 2O 3是等边三角形，其边长为2R 。
所以中间磁场区域的宽度为qmELB R d 62160sin 0==（2）在电场中qEmLqE mV a V t 22221===， 在中间磁场中运动时间qBmT t 3232π==BB图13在右侧磁场中运动时间qBm T t 35653π==， 则粒子第一次回到O 点的所用时间为qBmqE mL t t t t 3722321π+=++=。