考点10 磁场
高中物理重要考点教你解决磁场难题
高中物理重要考点教你解决磁场难题
在整个高中物理中，磁场板块占高考总分的30%，也就是33分，那么如果你想拿高分，这个板块你必须得攻克。
今天物理哥就从核心考点和考试题型两个方面，帮助大家攻克这一难关！
一、核心考点：
1、磁感线与磁感应强度的理解
2、安培定则、左手定则的理解与应用
3、安培力作用下物体的运动与平衡问题
4、洛伦兹力的特点与应用
5、带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹分析
6、带电粒子在交变磁场中的运动轨迹分析
7、带电粒子在磁场中的临界问题
8、带电粒子在磁场中的多解问题
9、带电粒子在复合场中的运动轨迹分析
10、带电粒子实际中的应用模型（速度选择器、质谱仪与回旋加速器）
二、考试的题型：
1、选择题
例题：关于带电粒子在匀强磁场中运动，不考虑其他场力(重力)作用，下列说法正确的是( )
A.可能做匀速直线运动
B.可能做匀变速直线运动
C.可能做匀变速曲线运动
D.只能做匀速圆周运动
答案：A
解析：带电粒子在匀强磁场中运动时所受的洛伦兹力跟速度方向与磁场方向的夹角有关，当速度方向与磁场方向平行时，它不受洛伦兹力作用，又不受其他力作用，这时它将做匀速直线运动，故A项正确。
因洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，改变速度方向，因而同时也改变洛伦兹力的方向，故洛伦兹力是变力，粒子不可能做匀变速运动，故B、C两项错误。
只有当速度方向与磁场方向垂直时，带电粒子才做匀速圆周运动，故D项中“只能”是不对的。
2、计算题
例题：
解析：。
考点10电磁感应(原卷版)-2021届高三《新题速递·物理》1月刊(高考复习)
考点10电磁感应1．（2021·广东高三月考）如图所示，同一竖直面内的正方形导线框a 、b 的边长均为l ，电阻均为R ，质量分别为2m 和m 。
它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l 、磁感应强度大小为B 、方向垂直竖直面的匀强磁场区域。
开始时，线框b 的上边与匀强磁场的下边界重合，线框a 的下边到匀强磁场的上边界的距离为l 。
现将系统由静止释放，当线框b 全部进入磁场时，a 、b 两个线框开始做匀速运动。
不计摩擦和空气阻力，则下列说法错误的是（ ）A ．a 、b 两个线框匀速运动的速度大小为22mgRB lB ．线框a 从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间为223B l mgRC ．从开始运动到线框a 全部进入磁场的过程中，线框a 所产生的焦耳热为mglD ．从开始运动到线框a 全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做功为2mgl2．（2021·全国高二）弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变。
若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图所示，观察磁铁的振幅将会发现（ ）A ．S 闭合时振幅逐渐减小，S 断开时振幅不变B ．S 闭合时振幅逐渐增大，S 断开时振幅不变C ．S 闭合或断开，磁铁的振动幅度不变D ．S 闭合或断开，磁铁的振动幅度均发生变化3．（2021·武汉市洪山高级中学高三其他模拟）如图所示，金属棒ab 放置于倾角为θ的粗糙金属导体框架PQMN 上，框架下端接有一电阻R ，整个空间存在磁感应强度大小为B 的匀强磁场，其方向可调节。
从某一时刻开始，将磁场方向从水平向左顺时针缓慢调至竖直向上，金属棒ab 棒始终保持静止。
则在此过程中（ ）A ．穿过回路的磁通量先增大后减小B ．流过电阻R 的感应电流方向始终由M 到NC ．金属棒ab 所受的安培力方向始终不变D ．金属棒ab 所受的安培力大小始终不变4．（2021·沭阳县修远中学高三月考）如图所示，在光滑绝缘水平面上，一矩形线圈以一定的初速度穿越匀强磁场区域，已知磁场区域宽度大于线圈宽度，则线圈进、出磁场的两个过程中（ ）A ．感应电流的方向相同B ．受到的安培力相等C ．动能的变化量相等D ．速度的变化量相同5．（2021·全国高二）如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示。
全国版2022高考物理一轮复习专题十磁场2练习含解析
专题十磁场考点1 磁场的描述及安培力的应用1.下列关于磁场的相关判断和描述正确的是()A.图甲中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实B.图乙中表示条形磁铁的磁感线从N极出发,到S极终止C.图丙中导线通电后,其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实D.图丁中环形导线通电后,其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实2.如图所示,在一通有恒定电流的长直导线的右侧,有一带正电的粒子以初速度v0沿平行于导线的方向射出.若粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计,现用虚线表示粒子的运动轨迹,虚线上某点所画有向线段的长度和方向表示粒子经过该点时的速度大小和方向,下列选项可能正确的是()A B C D3.[2021安徽合肥高三调研]如图所示,两平行通电长直导线通入同向电流.若将电流I1在导线2处产生的磁感应强度记为B1,电流I2在导线1处产生的磁感应强度记为B2;电流I1对电流I2的安培力记为F1,电流I2对电流I1的安培力记为F2,则下列说法正确的是()A.若增大通电导线间距离,则F1和F2均增大B.若I1<I2,则F1<F2C.无论I1、I2如何变化,总有F1=-F2D.无论I1、I2如何变化,总有B1=-B24.[2021四川成都毕业班摸底]如图所示,金属导体的长度、宽度、厚度分别为a、b、d,导体处在方向垂直前后侧面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中.现给导体通以图示方向的恒定电流,稳定后,用电压表测得导体上、下表面间的电压大小为U.下列说法正确的是()A.上表面的电势高于下表面的电势B.导体单位体积内的自由电子数越多,电压表的示数越大C.导体中自由电子定向移动的速度大小为v=D.导体中自由电子定向移动的速度大小为v=5.[2021江西南昌高三摸底测试]如图所示,质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂在O、O'点,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,棒中通以某一方向的电流,静止时两细线与竖直方向的夹角均为θ,重力加速度为g,则()A.金属棒MN所受安培力的方向垂直于OMNO'平面向上B.金属棒中的电流方向由N指向MC.每条细线所受拉力大小为D.金属棒中的电流大小为6.如图所示,两带电小球用长为l的绝缘细线相连,置于光滑水平面上,磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直水平面向外,A小球固定,B小球可沿逆时针方向绕A做圆周运动,已知两小球质量均为m、带电荷量均为-q,若B小球的运动速率从零开始逐渐增大,则细线拉力的最小值为()A.0B.C.D.-7.[8分]如图所示,两根平行的光滑金属导轨固定在同一绝缘水平面内.两根导轨的间距为L,两导轨的左端连接一未充电的电容器和一个电源,电容器的电容为C,电源的电动势为E、内阻不计.一质量为m的金属棒ab,放在两导轨的最右端,且和两导轨垂直,金属棒ab的长度刚好和两导轨的间距相同,金属棒ab的两端分别用长度均为h的轻绳竖直悬挂在水平固定横梁上的O1、O2点,开始时,轻绳刚好拉直、且金属棒ab和两导轨接触良好.两导轨所在的平面处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中.先将单刀双掷开关S合在位置1,当电容器充电稳定后,再将单刀双掷开关S合在位置2,金属棒ab突然水平向右开始摆动,当连接金属棒ab的轻绳呈水平状态时,金属棒ab的速度为0.重力加速度大小为g.试求:(1)将单刀双掷开关S合在位置2的瞬间,通过金属棒ab横截面的电荷量;(2)将单刀双掷开关S合在位置2的瞬间,金属棒ab离开两导轨,电容器稳定后,电容器两端的电压.考点2 带电粒子在匀强磁场中的运动1.如图所示,三角形ABC内有垂直于三角形平面向外的匀强磁场,AB边长为L,∠A=30°,∠B=90°,D是AB边的中点.现在DB段上向磁场内射入速度大小相同、方向平行于BC的同种粒子(不考虑粒子间的相互作用和粒子重力),若从D点射入的粒子恰好能垂直AC边射出磁场,则AC边上有粒子射出的区域长度为()A.LB.LC.LD.L2.[2021湖北武汉高三质量检测,多选]如图所示,在矩形区域MNPE中有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,从M点沿MN方向发射两个α粒子,两粒子分别从P、Q射出.已知ME=PQ=QE,则两粒子()A.速率之比为5∶2B.速率之比为5∶3C.在磁场中的运动时间之比为53∶90D.在磁场中的运动时间之比为37∶903.[多选]如图,空间有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为2 T的匀强磁场,一质量为0.3 kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板右端无初速度放上一质量为0.4 kg、电荷量q=+0.2 C的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.45,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.t=0时对滑块施加方向水平向左,大小为2.1 N的恒力.g取10 m/s2,则()A.木板和滑块一直做加速度为3 m/s2的匀加速运动B.木板先做加速度为3 m/s2的匀加速运动,再做加速度减小的变加速运动,最后做匀速直线运动C.当木块的速度等于10 m/s时与木板恰好分离D.t=1 s时滑块和木板开始发生相对滑动4.[2019全国Ⅰ,24,12分]如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外.一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出.已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力.求:(1)带电粒子的比荷;(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间.5.[2021吉林长春高三质量监测,12分]如图所示,在正六边形ABCDEF的内切圆范围内存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小可以调节,正六边形的边长为l,O为正六边形的中心点,M、N分别为内切圆与正六边形AB边和BC边的切点.在M点安装一个粒子源,可向磁场区域内沿着垂直磁场的各个方向发射比荷为、速率为v的粒子,不计粒子重力.(1)若沿MO方向射入磁场的粒子恰能从N点离开磁场,求匀强磁场的磁感应强度B0的大小.(2)若匀强磁场的磁感应强度的大小调节为B'=,求粒子源发射的粒子在磁场中运动的最长时间.6.[2021安徽合肥高三调研,12分]如图所示,直角坐标系xOy所在空间的第一、二象限内分布着方向垂直坐标平面向外的匀强磁场(图中未画出).一带正电粒子从原点O以初速度v0沿x轴负方向射出,恰能通过第一象限内的P点,已知P点坐标为(a,a),带电粒子的比荷为k,不计重力.(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;(2)若仅将第一象限内的磁场换为平行于y轴的匀强电场,粒子也恰能经过P点,求该电场的电场强度E的大小及粒子从O到P所经历的时间t.考点3 带电粒子在复合场中的运动1.磁流体发电机的结构简图如图所示.把平行金属板A、B和电阻R连接,A、B之间有很强的磁场,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)以速度v喷入磁场,A、B 两板间便产生电压,成为电源的两个电极.下列推断正确的是()A.A板为电源的正极B.电阻R两端电压等于电源的电动势C.若减小两极板的距离,则电源的电动势会减小D.若增加两极板的正对面积,则电源的电动势会增加2.[2020全国Ⅱ,17,6分]CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测.图(a)是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示.图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示);将电子束打到靶上的点记为P点.则()图(a) 图(b)A.M处的电势高于N处的电势B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移3.[生产生活实践问题情境——微波炉磁控管][8分]如图所示是一微波炉磁控管的横截面示意图,管内有平行于管轴线的匀强磁场,磁感应强度大小为B.假设一群电子在垂直于管的某截面内做匀速圆周运动,这群电子时而接近电极1,时而接近电极2,从而使电极附近的电势差发生周期性变化,电极1、2到圆心的距离相等.这群电子散布的范围很小,可以看作集中在一点上,共有N个电子,每个电子的电荷量均为e、质量均为m,设这群电子做匀速圆周运动的轨迹直径为D,电子群离电极1和电极2的最短距离均为r1,已知点电荷q在距其为r的空间任一点处产生的电势为φ=,k为静电力常量.(1)若将这群电子的运动等效为一环形电流,求电流的大小;(2)求电极间电压的最大值.4.[2021江苏南京高三调研,12分]如图甲所示,真空中有一个半径r=0.5 m的圆形磁场区域,与x轴相切于O点,磁场的磁感应强度大小B=2×10-4T,方向垂直于纸面向外,在x=1 m处的竖直线的右侧有一水平放置的正对平行金属板M、N,板间距离d=0.5 m,板长L=0.6 m,平行板中线O2O3的延长线恰好过磁场圆的圆心O1.若在O点处有一粒子源,能向磁场中不同方向源源不断地均匀发射出速率相同、比荷=1×108 C/kg且带正电的粒子,粒子的运动轨迹在纸面内,一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子,恰能从O2点沿直线O2O3方向射入平行板间.不计粒子的重力、阻力以及粒子间的相互作用力.(1)求沿y轴正方向射入的粒子进入平行板间时的速度v0和粒子在磁场中的运动时间t0;(2)求从M、N板左端射入平行板间的粒子数与从O点射入磁场的粒子数之比;(3)若在平行板的左端装上一挡板(图中未画出,挡板正中间O2处有一小孔,恰能让单个粒子通过),并且在两板间加上如图乙所示的电压(周期T0=6×10-5s),N板比M板电势高时电压值为正,在靠近M、N板右侧竖直安装一块足够大的荧光屏(图中未画出),求荧光屏上亮线的长度l.一、选择题(共9小题,54分)1.如图所示,完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置,甲的圆心为O1,乙的圆心为O2,在两环圆心的连线上有a、b、c三点,其中aO1=O1b=bO2=O2c,此时a点的磁感应强度大小为B1,b 点的磁感应强度大小为B2.当把环形电流乙撤去后,c点的磁感应强度大小为()A.B1-B.B2-C.B2-B1D.2.如图所示为回旋加速器示意图,利用同一台回旋加速器分别加速H和He两种粒子,不计粒子在两盒间缝隙的运动时间,则下列说法正确的是 ()A.两种粒子被加速的最大动能相等B.两种粒子被加速次数不同C.两种粒子在加速器中运动的时间相同D.两种粒子所用交变电流的频率不同3.[2021贵州贵阳高三摸底]两个回路中的电流大小均为I,方向如图所示.已知圆弧导线中的电流在其圆心处产生的磁感应强度与其半径成反比,直导线中的电流在其延长线上产生的磁感应强度为零.则关于图中a、b两点的磁感应强度B a、B b的大小关系和方向的判断正确的是()A.B a>B b,a点磁感应强度的方向垂直纸面向里B.B a<B b,a点磁感应强度的方向垂直纸面向外C.B a<B b,b点磁感应强度的方向垂直纸面向里D.B a>B b,b点磁感应强度的方向垂直纸面向外4.[2020江西七校第一次联考]如图所示,OO'为圆柱筒的轴线,磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁感线平行于轴线方向向左,在圆筒壁上布满许多小孔,对于任意一小孔,总能找到另一小孔与其关于轴线OO'对称.有许多比荷为的带正电粒子,以不同的速度、不同的入射角(与竖直方向的夹角)射入各小孔,且均从关于OO'轴线与该孔对称的小孔中射出,已知入射角为30°的粒子的速度大小为×103 m/s,则入射角为45°的粒子的速度大小为()A.1×103 m/sB.1.5×103 m/sC.2×103 m/sD.4×103 m/s5.[2020吉林长春质量监测]如图所示,在光滑绝缘的水平面上有三根相互平行且等长的直导线1、2、3,导线1、3固定,导线2可以自由移动,水平面内的虚线OO'到导线1、3的距离相等.若三根导线中通入图示方向大小相等的恒定电流,导线2从图示位置由静止释放,下列说法正确的是( )A.导线2可能碰到导线3B.导线2有可能离开水平面C.导线2对水平面的压力不断变化D.导线2通过OO'时加速度最小,速度最大6.[多选]实验室常用的电流表是磁电式仪表,其结构示意图如图甲所示,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀地辐向分布,如图乙所示.当线圈通以如图乙所示的电流时(a端电流方向为垂直纸面向外),下列说法不正确()A.根据指针偏转角度的大小,可以知道被测电流的大小B.线圈在转动过程中,它的磁通量在发生变化C.线圈中电流增大时,螺旋弹簧被扭紧,阻碍线圈转动D.当线圈转到如图乙所示的位置时,安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动7.[2021广东惠州高三第一次调研,多选]如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是( )A.ab中的感应电流方向由a到bB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小8.[多选]如图所示,半径为R的圆形区域内存在一垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,S为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率v经过S点,在纸面内沿不同的方向射入磁场.出射点分布在四分之一圆周SP上.不计粒子重力及粒子之间的相互作用.则()A.粒子带正电B.粒子的比荷为C.从P点射出的粒子在磁场中运动的时间为D.若入射粒子的速率为2v,出射点将分布在OS下方的二分之一圆周上9.[多选]如图,有一截面为矩形有界匀强磁场区域ABCD,AB=3L,BC=2L在边界AB的中点上有一个粒子源,沿边界AB并指向A点方向发射各种不同速率的同种正粒子,不计粒子重力,当粒子速率为v0时,粒子轨迹恰好与AD边界相切,则()A.速率小于v0的粒子全部从CD边界射出B.当粒子速度满足<v<v0时,从CD边界射出C.在CD边界上只有上半部分有粒子通过D.当粒子速度小于时,粒子从BC边界射出二、非选择题(共4小题,56分)10.[8分]在高能物理实验研究中,经常要通过磁场对粒子进行控制,使其能够按照要求运动.如图所示,在垂直纸面向里、磁感应强度B=2.0 T的匀强磁场中,有一长度L=4.0 m的细杆,其一端固定在O点且可绕该点旋转,另一端有一粒子源S,能连续不断地相对于粒子源沿杆方向向外发射速度为v0=500 m/s的带正电粒子.已知带电粒子的电荷量q=2.5×10-6C,质量m=3×10-8 kg,不计粒子间的相互作用及粒子的重力,打在杆上的粒子均被吸收.(1)若细杆不动,试求粒子离O点的最近距离.(2)若细杆绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动,要求发射出的粒子均能打中O点,试求细杆角速度ω的大小.11.[材料信息题][10分]通过测量质子在磁场中的运动轨迹和打到探测板上的计数率(即打到探测板上质子数与衰变产生总质子数N的比值),可研究中子n)的β衰变.中子衰变后转化成质子和电子,同时放出质量可视为零的反中微子.如图所示,位于P点的静止中子经衰变可形成一个质子源,该质子源在纸面内各向均匀地发射N个质子.在P点下方放置有长度L=1.2 m 以O为中点的探测板,P点离探测板的垂直距离OP为a.在探测板的上方存在方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场.已知电子质量m e=9.1×10-31 kg=0.51 MeV/c2,中子质量m n=939.57 MeV/c2,质子质量m p=938.27 MeV/c2(c为光速,不考虑粒子之间的相互作用).若质子的动量p=4.8×10-21 kg·m·s-1=3×10-8 MeV·s·m-1,则(1)写出中子衰变的核反应式,求电子和反中微子的总动能(以MeV为能量单位);(2)当a=0.15 m,B=0.1 T时,求计数率;(3)若a取不同的值,可通过调节B的大小获得与(2)问中同样的计数率,求B与a的关系并给出B的取值范围.12.[18分]如图所示,在xOy平面的第一、第四象限有方向垂直于纸面向里的匀强磁场;在第二象限有一匀强电场,电场强度的方向沿y轴负方向.原点O处有一粒子源,可在xOy平面内向y 轴右侧各个方向连续发射大量速度大小在0~v0之间,质量为m,电荷量为+q的同种粒子.在y轴正半轴垂直于xOy平面放置着一块足够长的薄板,薄板上有粒子轰击的区域的长度为L0.已知电场强度的大小为E=,不考虑粒子间的相互作用,不计粒子的重力.(1)求匀强磁场磁感应强度的大小B;(2)在薄板上y=处开一个小孔,粒子源发射的部分粒子穿过小孔进入左侧电场区域,求粒子经过x轴负半轴的最远点的横坐标;(3)若仅向第四象限各个方向发射粒子:t=0时,粒子初速度为v0.随着时间推移,发射的粒子初速度逐渐减小,变为时,就不再发射.不考虑粒子之间可能的碰撞,若穿过薄板上y=处的小孔进入电场的粒子排列成一条与y轴平行的线段,求t时刻从粒子源发射的粒子初速度大小v(t)的表达式.13.[2018全国Ⅱ,25,20分]一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在xOy平面内的截面如图所示:中间是磁场区域,其边界与y轴垂直,宽度为l,磁感应强度的大小为B,方向垂直于xOy平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为l',电场强度的大小均为E,方向均沿x轴正方向;M、N为条状区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行.一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出.不计重力.(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹;(2)求该粒子从M点入射时速度的大小;(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为,求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间.答案专题十磁场考点1 磁场的描述及安培力的应用1.C根据安培定则,同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,故A错误;磁感线是闭合曲线,在磁体内部从S极指向N极,故B错误;根据右手螺旋定则,图中直导线下方有垂直纸面向里的磁场,N极向纸面内转动,故C正确;根据右手螺旋定则,图中环形导线内部有垂直纸面向外的磁场,N极向纸面外转动,故D错误.2.B通过右手螺旋定则可以判断出导线右侧的磁场方向是垂直纸面向里的,再由左手定则可以判断出初始时粒子受到的洛伦兹力的方向是水平向左的,故粒子会向左偏转,选项C、D错误;又因为洛伦兹力不能改变粒子运动的速度大小,只会改变粒子运动的方向,故粒子的运动速率不变,选项B正确,A错误.3.C若增大通电导线间的距离,则B1、B2均减小,又F1=B1I2L,F2=B2I1L,故F1、F2均减小,A错误.可以把F1、F2理解为两通电直导线之间的一对作用力与反作用力,则无论I1、I2如何变化,总有F1=-F2,选项C正确,B错误.当I1>I2时,B1>B2,选项D错误.4.C 金属导体中导电粒子为自由电子,由左手定则可知,形成电流的带电粒子受到向上的洛伦兹力作用,所以上表面带负电,电势较低,A项错误;稳定后,自由电子所受电场力与洛伦兹力平衡,则有q=qvB,解得v=,C项正确,D项错误;而U=Bdv,与导体单位体积内的自由电子数无关,B项错误.5.C设每条细线所受拉力大小为F,可画出金属棒MN的受力分析图,如图所示.由左手定则可判断出金属棒所受的安培力方向垂直于磁场方向,与OMNO'平面的夹角为90°-θ,金属棒中的电流方向由M指向N,选项A、B错误.对金属棒MN由平衡条件可得2F cos θ=mg,解得F=,选项C正确.设金属棒中的电流大小为I,则有tan θ=,解得I=,选项D错误.6.D B小球在水平面内受库仑力F、洛伦兹力F洛和细线的拉力T,它们的合力提供向心力,即T+F洛-F=,则T=F+-F洛=+-Bqv,式中m、l、B、q、k均为常数,所以T为v的二次函数,当v=时,T min=-,D正确.7.(1)(2)E-解析:单刀双掷开关S合在位置1且电容器充电稳定时,设电容器两端电压为U0,电容器所充的电荷量为Q0,有U0=E(1分)由电容器的定义式得C=(1分)单刀双掷开关S合在位置2的瞬间:设在该瞬间Δt时间内,通过金属棒ab横截面的电荷量为ΔQ,电流为i,金属棒ab离开导轨时的速度为v,电容器稳定后,电容器两端的电压为U,对金属棒ab,由动量定理得BiLΔt=mv(1分)由电流定义式得i=(1分)由电容器的定义式得C=(1分)金属棒ab离开导轨摆动过程中,对金属棒ab,由机械能守恒定律得mgh=mv2(1分)以上联合求解得ΔQ=(1分)U=E-(1分).考点2 带电粒子在匀强磁场中的运动1.C从D点射入和B点射入的粒子的运动轨迹如图所示,设两个粒子在AC边上的出射点分别为E、F点,由于从D点射出的粒子恰好能垂直AC边射出磁场,所以A点为该粒子做圆周运动的圆心,则粒子做圆周运动的半径为R=L,则有AE=L,因为D点是AB的中点,所以D点是从B 点射出的粒子做圆周运动的圆心,所以有AD=DF,则根据几何知识有AF=2×L·cos 30°=,所以有粒子射出的区域为EF=AF-AE=L,故A、B、D错误,C正确.2.AC根据题述情境,可画出两个α粒子在矩形匀强磁场区域中的运动轨迹,如图所示.设ME=a,则r2=a,对从P点射出的粒子,由几何关系有=(2a)2+(r1-a)2,解得r1=2.5a.粒子在匀强磁场中运动,由洛伦兹力提供向心力有qvB=,可得v=,两粒子的速率之比为v1∶v2=r1∶r2=2.5∶1=5∶2,选项A正确,B错误.从P点射出的粒子在磁场中的运动轨迹所对的圆心角的正弦值sinθ1==0.8,即θ1=,在匀强磁场中的运动时间t1==;从Q点射出的粒子在磁场中的运动轨迹所对的圆心角θ2=,在匀强磁场中的运动时间t2==.故在磁场中的运动时间之比为t1∶t2=∶=53∶90,选项C正确,D错误.3.BC由于动摩擦因数为0.45,在静摩擦力的作用下,木板的最大加速度为a max=m/s2=4.5 m/s2,所以当2.1 N的恒力作用于滑块时,系统开始一起以加速度a运动,a==m/s2=3 m/s2,当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力,滑块对木板的压力减小,摩擦力减小,木板的加速度减小,所以木板做的是加速度减小的加速运动,当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零,此时有qvB=mg,代入数据得v=10 m/s,此时摩擦力消失,木板做匀速运动,而滑块在水平方向上受到恒力作用,速度增加,洛伦兹力增大,滑块将离开木板向上做曲线运动,故A错误,B、C正确;当滑块和木板开始发生相对滑动时,木板的加速度恰好还为共同的加速度3 m/s2,对木板有f=Ma=0.3×3 N=0.9 N,再根据f=μ(mg-qvB),解得v=5 m/s,根据v=at可得运动的时间为t= s,故D错误.4.(1)(2)(+)解析:(1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,加速后的速度大小为v.由动能定理有qU=mv2①(2分)设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,粒子运动轨迹如图所示,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有qvB=m②(1分)由几何关系知d=r ③(2分)联立①②③式得=④(2分).(2)由几何关系知,带电粒子射入磁场后运动到x轴所经过的路程为s=+r tan 30°⑤(2分)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间为t=⑥(1分)联立②④⑤⑥式得t=(+)(2分).5.(1)(2)解析:(1)粒子以速率v沿MO方向射入磁场,恰能从N点离开磁场,其运动轨迹如图1中的实线。
2022年高三总复习物理课件 磁场的描述 磁场对电流的作用
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3．[匀强磁场与两直线电流磁场的叠加] 如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场
中，两长直导线P和Q 垂直于纸面固定放
置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于
纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的
2．[教科版选修3－1 P83T3](多选)通电螺线管如图所示。A为 返回 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 解析：根据安培定则可知，A、B两处磁场方向向左，C处磁 场方向向右；根据通电螺线管周围的磁感线分布情况可知， B处磁感线最密，C处磁感线最疏。故选项B、C正确。 答案：BC
(√)
(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)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。
(√)
二、选择题
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1．[粤教版选修3－1 P84T1]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
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3．匀强磁场 (1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁 场称为匀强磁场。 (2)特点：磁感线疏密程度相同、方向相同。 4．地磁场 (1)地磁场的 N 极在地理_南__极___附近，S 极在地理_北__极___ 附近。[注2] (2)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点的磁感应 强度大小__相__等__，且方向水平__向__北__。[注3]
正确的是
()
A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同
2020年高中物理讲义(第10章)-磁场(附详解)
.内容要求要点解读磁场、磁感应强度、磁感线Ⅰ新课标卷高考近几年未直接考查，而是结合安培力、洛伦兹力、电磁感应等内容间接考查。
高考要求知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用。
通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ常考点，多以选择题考查安培定则的应用，要求考生会分项多条通电导线周围磁场的叠加。
安培力、安培力的方向Ⅰ常考点，往往结合平衡条件、牛顿运动定律和电磁感应问题综合考查。
匀强磁场中的安培力Ⅱ常考点，选择题或计算题均有可能，特别是安培力作用下的平衡或运动问题，并且常结合电磁感应问题综合考查。
洛伦兹力、洛伦兹力的方向Ⅰ热点。
要求考生会用左手定则判断洛伦兹力的方向，知道安培力是洛伦兹力的宏观表现。
洛伦兹力公式Ⅱ高频点或热点。
要求考查能熟练运用洛伦兹力公式，常结合带电粒子在磁场中的运动综合考查。
带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ热点也是难点。
考查形式有选择题，也有压轴计算题，多涉及有界磁场，还会考查电、磁复合场，对考生各种能力要求较高。
复习时要注意多研究一些以最新科技成果为背景的题目，注意将实际问题模型化能力的培养。
质谱仪和回旋加速器Ⅰ熟悉其工作原理，多注意其他类似元件的工作原理，例如速度选择题、电磁流量计、磁流体发电机、霍尔元件等。
带电粒子在组合场、叠加场中的运动Ⅱ重力场、电场、磁场的组合或叠加，这部分内容涵盖了力、电、磁的核心内容，是高考的重点和难点，综合度高，难度大。
10 磁场§10-1 磁场性质一、磁场1．力的角度——磁感应强度：把一段检验电流放在磁场中时，用它受到的最大安培力与其电流强度和长度的乘积之比来描述该点的磁感应强度大小，即FBIL 。
2．“形”的角度——磁感线：磁感线的疏密反映磁场的强弱（磁感应强度的大小），切线方向是磁场方向。
3．磁场的叠加：由于磁感应强度是矢量，故磁场叠加时合磁场的磁感应强度可以由平行四边形定则计算。
二、安培定则和左手定则使用手使用范围安培定则右手环形电流→磁场、直线电流→环形磁场左手定则左手电（流）+磁→（安培）力判断通电导线在磁场中的运动方向：1．把弯曲导线分成很多直线电流元，先用左手定则判断各电流元受力方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线的运动方向。
高中物理电磁学磁场问题解析
高中物理电磁学磁场问题解析磁场问题在高中物理中是一个重要且常见的考点。
理解和掌握磁场的概念、性质以及应用，对于学生来说是非常关键的。
在本文中，我们将通过几个具体的题目来说明磁场问题的考点，并给出解题技巧和指导。
1. 题目：一根长直导线通有电流I，求导线周围的磁场强度。
这是一个经典的磁场问题，考察了安培环路定理的应用。
根据安培环路定理，沿着一个闭合回路的磁场强度的积分等于通过该回路的总电流。
对于一根长直导线，可以选择一个圆形回路，其半径与导线的距离相等。
根据安培环路定理，磁场强度H乘以回路的周长等于导线的电流I。
因此，我们可以得到磁场强度H等于I除以2πr，其中r是回路的半径。
这个题目的考点是通过安培环路定理计算磁场强度。
类似的问题还有求解长直导线的磁场分布、两根平行导线之间的磁场强度等。
通过理解安培环路定理的原理和应用，学生可以更好地解决这类问题。
2. 题目：一根长直导线通有电流I，求导线上某点的磁场强度。
这个题目考察了比奥-萨伐尔定律的应用。
根据比奥-萨伐尔定律，导线上某点的磁场强度与电流的大小、导线到该点的距离以及导线与该点的夹角有关。
具体地，磁场强度H等于导线上的电流I乘以一个常数μ0除以4π乘以导线到该点的距离r再乘以sinθ，其中θ是导线与该点的夹角。
这个题目的考点是根据比奥-萨伐尔定律计算导线上某点的磁场强度。
类似的问题还有求解长直导线上不同点的磁场强度、螺线管的磁场分布等。
理解比奥-萨伐尔定律的原理和应用，对于解决这类问题非常重要。
3. 题目：一根长直导线通有电流I，求导线附近某点的磁感应强度。
这个题目考察了洛伦兹力的应用。
根据洛伦兹力的原理，磁感应强度B等于磁场强度H乘以导线上的电流I。
因此，我们可以得到磁感应强度B等于μ0乘以I除以2πr，其中μ0是真空中的磁导率。
这个题目的考点是根据洛伦兹力计算导线附近某点的磁感应强度。
类似的问题还有求解长直导线附近不同点的磁感应强度、螺线管附近的磁感应强度等。
高中物理磁场知识点总结
高中物理磁场知识点总结
磁场的基本概念：磁场是指物体周围存在的一种物理现象，具有磁性的物体会在其周围形成磁场。
磁场的表示：磁场可以用磁力线来表示，磁力线是从磁南极指向磁北极的曲线。
磁场的性质：
磁场是无源的，即不存在磁单极子。
磁场是有方向的，磁力线的方向表示磁场的方向。
磁场是矢量量，具有大小和方向。
磁场的产生：
电流产生磁场：通过电流流过导线时，会在导线周围产生磁场，其方向由右手螺旋定则确定。
磁化产生磁场：某些物质在外磁场的作用下可以磁化，形成磁体，产生磁场。
磁场的力学效应：
洛伦兹力：磁场中的带电粒子受到洛伦兹力的作用，其大小和方向由洛伦兹力公式确定。
磁场对导线的作用力：当导线中有电流通过时，会受到磁场的作用力，其大小和方向由洛伦兹力公式确定。
磁场的应用：
电磁感应：磁场的变化可以引起电磁感应现象，如发电机、变压器等。
磁共振：磁场的作用可以使原子核发生共振现象，应用于核磁共振成像（MRI）等医学技术。
磁力对物体的作用：磁场可以对磁性物体产生吸引或排斥力，应用于电磁铁、磁悬浮等技术。
2022年高考物理一轮复习(新高考版2(粤冀渝湘)适用) 第10章 第1讲 磁场及其对电流的作用
方法三(结论法) 环形电流I1、I2不平行，则一定有相对转动，直到两 环形电流同向平行为止.据此可得，从左向右看，线圈L1将顺时针转动.
跟进训练
2.(通电导线的有效长度)(八省联考·湖南·5)如图11，力传感器固定在天花板上，
边长为L的正方形匀质导线框abcd用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器
棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线
框顶点M、N与直流电源两端相接.已知导体棒MN受到的安培力大小为F，
则线框LMN受到的安培力的大小为
A.2F
√B.1.5F
C.0.5F
D.0
图9
解析 设三角形边长为 l，通过导体棒 MN 的电流大小为 I，则根据并联电
路的规律可知通过导体棒 ML 和 LN 的电流大小为2I，如图所示，依题意有 F＝BlI，则导体棒 ML 和 LN 所受安培力的合力大小为 F1＝12BlI＝12F，方 向与 F 的方向相同，所以线框 LMN 受到的安培力大小为 F＋F1＝1.5F， 选项 B 正确.
(2)滑动变阻器接入电路中的阻值范围. 答案 0≤R≤30 Ω
解析 因磁场与金属棒垂直，所以金属棒受到的安培力为 F＝BIL，因此
动势为E＝12 V，内阻r＝1.0 Ω，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑动
变阻器的阻值符合要求，其他电阻不计，取g＝10 m/s2，
sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.现要保持金属棒在导轨上静
止不动，求：
图14
(1)金属棒所受安培力大小的取值范围；
答案
8 11
N≤F≤8 N
解析 当金属棒刚好达到向上运动的临界状态时，金属棒受到的摩擦力 为最大静摩擦力，方向平行斜面向下，对金属棒受力分析，如图甲所示，
高考物理必背考点：磁场公式归纳
2019高考物理必背考点：磁场公式归纳
高三物理公式：磁场公式总结
1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量，单位T),1T=1N/Am
2.安培力F=BIL；(注：L⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培力
(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B)；质谱仪〔见第二册P155〕{f:洛仑兹力(N)，q:带电粒子电量(C)，V:带电粒子速度(m/s)｝
4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种)：
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB；r=mV/qB；T=2πm/qB；(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关, 洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下)；(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。
注：
(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定，只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负；
(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握〔见图及第二册P144〕；(3)其它相关内容：地磁场/磁电式电表原
理〔见第二册P150〕/回旋加速器〔见第二册P156〕/磁性材料。
2007-2013七年高考新课标全国卷(物理)分类全解全析 考点10磁场 Word版含解析( 2014高考)
考点10 磁场1 .（2007·新课标全国卷·T24）（17分）在半径为R 的半圆形区域中有一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度为B 。
一质量为m ，带有电量q 的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD 方向经P 点（AP =d ）射入磁场（不计重力影响）。
（1）如果粒子恰好从A 点射出磁场，求入射粒子的速度。
（2）如果粒子经纸面内Q 点从磁场中射出，出射方向与半圆在Q 点切线的夹角为φ（如图）。
求入射粒子的速度。
【解析】⑪由于粒子在P 点垂直射入磁场，故圆弧轨道的圆心在AP 上，AP 是直径。
设入射粒子的速度为v 1211/2v mqBv d = 解得：12qBdv m=⑫设O /是粒子在磁场中圆弧轨道的圆心，连接O /Q ，设O /Q ＝R /。
由几何关系得： /OQO ϕ∠=//OO R R d =+-由余弦定理得：2/22//()2cos OO R R RR ϕ=+- 解得：[]/(2)2(1cos )d R d R R d ϕ-=+-设入射粒子的速度为v ，由2/v m qvB R=解出：[](2)2(1cos )qBd R d v m R d ϕ-=+-【答案】（1）12qBdv m =（2）[](2)2(1cos )qBd R d v m R d ϕ-=+- 2 .（2008·新课标全国卷·T14）（6分）在等边三角形的三个顶点a 、b 、c 处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图．过c 点的导线所受安培力的方向 （ ）A ．与ab 边平行，竖直向上B ．与ab 边平行，竖直向下C ．与ab 边垂直，指向左边D ．与ab 边垂直，指向右边【解析】本题考查了左手定则的应用。
导线a 在c 处产生的磁场方向由安培定则可判断，即垂直ac 向左，同理导线b 在c 处产生的磁场方向垂直bc 向下，则由平行四边形定则，过c 点的合场方向平行于ab ，根据左手定则可判断导线c 受到的安培力垂直ab 边，指向左边。
物理一轮复习专题十磁场1练习
专题十磁场考点1磁场的描述及安培力的应用高考帮·揭秘热点考向1.[2019全国Ⅰ,17，6分］如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接.已知导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为（)A。
2F B.1.5F C.0.5F D。
02.[2020浙江7月选考,9,3分]特高压直流输电是国家重点能源工程。
如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2,I1>I2.a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点,a、c两点与b点距离相等,d点位于b点正下方.不考虑地磁场的影响,则()A.b点处的磁感应强度大小为0B.d点处的磁感应强度大小为0C.a点处的磁感应强度方向竖直向下D。
c点处的磁感应强度方向竖直向下拓展变式1.［2018全国Ⅱ,20,6分,多选]如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。
整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外.已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0,方向也垂直于纸面向外。
则（)A。
流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0C。
流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0D。
流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B02.[2017全国Ⅰ,19，6分，多选］如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反.下列说法正确的是（)A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶∶13.[2019江苏,7,4分，多选］如图所示，在光滑的水平桌面上,a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等。
高中物理电磁学磁场考点题型与解题方法
(每日一练)高中物理电磁学磁场考点题型与解题方法单选题1、K−介子方程为K−→π−+π0，其中K−介子和π−介子是带负电的基元电荷，π0介子不带电。
一个K−介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π−介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径R K−与Rπ−之比为2∶1，如图所示，π0介子的轨迹未画出，由此可知π−介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为（）A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶6答案：C解析：因为R K−=m1v1Be ，Rπ−=m2v2Be，它们的半径R K−与Rπ−之比为2:1，所以P K−Pπ−=21，K−介子在P点发生衰变，衰变后π−介子的运动方向与K−介子相反，衰变过程根据动量守恒定律有：P K−=−Pπ−+Pπ0解得Pπ0=P K−+Pπ−=3Pπ−所以有Pπ−Pπ0= 1 3A.π−介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为1∶1，与分析不一致，故A错误；B.π−介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为1∶2，与分析不一致，故B错误；C.π−介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为1∶3，与分析相一致，故C正确；D.π−介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为1∶6，与分析不一致，故D错误。
故选C.2、如图所示，L1和L2为平行线，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L2线上，带电粒子从A点以初速度v与L2线成θ＝30°角斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不计粒子重力，下列说法中不正确的是（）A．带电粒子一定带正电B．带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点的速度相同C．若将带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变）它仍能经过B点D．若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与L2线成60°角斜向上，它就不再经过B点答案：A解析：A．画出带电粒子运动的两种可能轨迹，如图所示，对应正、负电荷，故A错误；B．带电粒子经过B点的速度跟在A点时的速度大小相等、方向相同，故B正确；C．根据轨迹，粒子经过边界L1时入射点到出射点间的距离与经过边界L2时入射点到出射点间的距离相同，与速度大小无关，所以当初速度变大但保持方向不变，它仍能经过B点，故C正确；D．设L1与L2之间的距离为d，由几何知识得A到B的距离为x＝2dtanθ所以，若将带电粒子在A点时初速度方向改为与L2线成60°角斜向上，它就不再经过B点，故D正确。
2023版高考物理一轮总复习专题10电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流课件
例1 (2021年广东卷)(多选)如图所示，水平放置足够长光滑金属导
轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇
形Obc内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的O端与e点用导线相接，P
端 与 圆 弧 bc 接 触 良 好 ， 初 始 时 ， 可 滑 动 的 金 属 杆 MN 静 止 在 平 行 导 轨
AB、CD相距l＝0.50 m，AC间接一电阻R＝0.20 Ω，MN到AC的距离L＝
0.40 m，整个装置放在方向垂直于导轨平面的磁场中．导体棒MN垂直
放在导轨上，既能固定也能无摩Fra bibliotek地沿导轨滑动，导轨的电阻均可忽略
不计，导体棒的电阻也为0.20 Ω，则有 A．若导体棒向右滑动，则N端电势高
()
B．若磁场是B＝0.40 T的匀强磁场，则当
4．[自感]如图所示电路，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自 感系数相当大的线圈，其直流电阻与R相同，由于存在自感现象，在开
关S接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的先后顺序是 A．接通时D1灯先达最亮，断开时D1灯后暗 B．接通时D2灯先达最亮，断开时D2灯后暗 C．接通时D1灯先达最亮，断开时D1灯先暗 D．接通时D2灯先达最亮，断开时D2灯先暗 【答案】A
()
A．在 0～t0 和 t0～2t0 内，导体棒受到导轨的摩擦力方向相同 B．在 t0～2t0 内，通过电阻 R 的电流方向为 P→Q C．在 0～t0 内，通过电阻 R 的电流大小为2RBt00S D．在 0～2t0 内，通过电阻 R 的电荷量为BR0S
【答案】D
【解析】由图乙可知，0～t0 内磁感应强度减小，穿过回路的磁通量 减小，由楞次定律可知为阻碍磁通量的减少，导体棒应具有向右的运动 趋势，导体棒受到向左的摩擦力；在 t0～2t0 内，穿过回路的磁通量增加， 为了阻碍磁通量的增加，导体棒有向左的运动趋势，导体棒受到向右的 摩擦力，在两段时间内摩擦力方向相反，故 A 错误．由图乙所示图像， 可知在 t0～2t0 内磁感应强度增大，穿过闭合回路的磁通量增大．
2019年高考真题物理专题10 磁场
2016年—2018年高考试题精编版分项解析专题10 磁场1．某空间存在匀强磁场和匀强电场。
一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是A. 磁场和电场的方向B. 磁场和电场的强弱C. 粒子的电性和电量D. 粒子入射时的速度【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 C点睛：本题考查了带电粒子在复合场中的运动，实际上是考查了速度选择器的相关知识，注意当粒子的速度与磁场不平行时，才会受到洛伦兹力的作用，所以对电场和磁场的方向有要求的。
2．（多选）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。
整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。
已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂直于纸面向外。
则（）A. 流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B. 流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为C. 流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为D. 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 AC可解得： ;故AC正确；故选AC点睛：磁场强度是矢量，对于此题来说ab两点的磁场强度是由三个磁场的叠加形成，先根据右手定则判断导线在ab两点产生的磁场方向，在利用矢量叠加来求解即可。
3．（多选）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。
将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。
下列说法正确的是（）A. 开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【答案】 AD【解析】本题考查电磁感应、安培定则及其相关的知识点。
中考物理作图题必考10种类型学考练专题10磁现象的作图题含解析
专题10 磁现象的作图题抓住考点学1.安培定则：用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
2.安培定则考法:（1）已知螺线管的导线绕法和电流方向,标出螺线管两端的N、S极；（2）已知螺线管的导线绕法和螺线管两端的N、S极,标出电流方向；（3）已知电流方向、螺线管两端的N、S极,画出螺线管的导线绕法。
3.抓住"右手螺旋定则"三个要点：①伸出右手；②四指与电流方向一致；③大拇指所指为N极方向。
根据考点考【例题1】（2020山东泰安）如图所示,根据小磁针静止时的指向,在通电螺线管的电路中标出螺线管的N极和电源的正极。
【答案】【解析】小磁针的左端是N极,由异名磁极相互吸引可知螺线管的右端是S极,左端是N极,由安培定则可知电源的右端是正极,左端是负极。
【例题2】（2019四川内江）请在通电螺线管两端的括号内标出N,S极,并画出磁感线的方向【答案】如图所示。
【解析】用右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指的方向是通电螺线管的N极,所以右端是N极,左端是S极,磁体周围的磁感线从N极出发回到S极,则磁体外部的磁感线方向向左。
【例题3】（2020四川达州）如图所示是一电磁铁和条形磁铁相互作用时的磁场分布,请根据图中静止的小磁针的N、S极标出条形磁铁左端的磁极、电源的正极（电源的正极用“+”表示）和A点磁感应线的方向。
【答案】如图所示。
【解析】根据图中静止的小磁针的N、S极,由磁极间的相互作用可知,条形磁铁左端为N极；由磁感线的形状可知,通电螺线管的右端和条形磁铁左端为同名磁极,所以通电螺线管的右端为N极,结合安培定则可知,电流从电源的左端流出,所以电源的左端为正极；根据以上分析,结合磁感线分布的特点得出A点的磁感线方向为向下。
结合考点练1．（2019贵州省黔东南州）将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内添加电源和滑动变阻器）,使得小磁针静止时如图所示,且向右移动滑动变阻器滑片时,电磁铁的磁性变弱。
磁场基础知识总结
第八章磁场【知识网络】【考点扫描】【必备知识及规律】一.磁现象的电本质二.磁场或小磁针静止时北极的指向好该处磁场的方向.地磁场和条形磁铁的磁场相似，其特点地磁场的N极在地球地理南极附近，S极在地球地理北极附近，磁感线分布如图所示：地磁场B的水平分量（xB）总是从地球地理南极指向地球地理北极（地球外部）；而竖直分量（yB），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，磁感应强度度相等，且方向水平向北.磁感线定义在磁场中画一些有向曲线，曲线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向.要点强化⒈磁感受线是形象描述磁场的磁感应强度分布情况的一组曲线，不是真实存在的曲线.⒉磁感受是闭合的，如通电螺线管，每条磁感线在管外都是从N极发出再加到S极，在管内从S极指向N极而闭合.在管内磁感线是互相平行、等间距的.（注意与电场线的区别，电场线不闭合，它是从正电荷或无穷远发出终止于负电荷或无穷远.）⒊任何两条磁感线都不相交.⒋磁感受线上某一处切线方向表示该处磁感应强度的方向.⒌磁感线疏密程度表示磁感应强度的大小.磁感线密的地方磁感应强度大.四.安培定则⒈内容对直线电流的安培定则用右手握住导线，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对通电螺线管的安培定则用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方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.⒉要点强化：特点立体图截面图直线电流的磁场无磁极、非匀强距导线越远处磁场越弱.通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的磁场环形电流的两侧是N极和S 极且离圆环中必越远，磁场越弱五.磁感应强度六.安培力匀强磁场，但它应该是L 所在处的磁感应强度. 如图甲所示，折线abc 中通入电流I ，ab=bc=L ，折线所在平面与匀强磁场磁感应强度B 垂直.abc 受安培力等效于ac （通有a →c 的电流I ）所受的安培力,即L BI F2•=，方向同样由等效电流ac 判断为在纸面内垂直于ac 斜向上。
专题10 重力场、电场和磁场中动量守恒定律的应用(解析版)
2022届高三物理二轮高频考点专题突破专题10 重力场、电场和磁场中动量守恒定律的应用专练目标专练内容目标1 重力场中的应用动量守恒定律（1T—6T ） 目标2 电场中的应用动量守恒定律（7T—11T ） 目标3 磁场中的应用动量守恒定律（12T—16T ）一、重力场中的应用动量守恒定律1．2014年12月3日，世界台联宣布中国斯诺克球手丁俊晖已确定在新的世界排名榜上跃居世界第一，他也成为台联有史以来第11位世界第一，同时也是首位登上世界第一的亚洲球员，丁俊晖为台球运动在中国的推广和发展做出了突出贡献。
按照国际标准，每颗球的标准质量为154.5g ，但是由于不同广商生产水平的不同，所以生产出来的球的质量会有一些差异。
如图所示，假设光滑水平面一条直线上依次放n 个质量均为15的静止的弹性红球（相邻两个红球之间有微小的间腺），另有一颗质量为1758的弹性白球以初速度v 0与n 号红球发生弹性正碰，则k 号红球最终的速度大小为（已知1<k <n ）（ ）A ．03533vB ．1035233k kv -⨯C ．D ．035233⨯kkv【答案】B【详解】光滑水平面一条直线上依次放n 个质量为2m 的弹性红球，质量为1m 的白球以初速度为0v 与n 号红球发生弹性正碰，根据一动碰一静的弹性碰撞特点可知，每碰撞一次白球的速度变为原来的1212m m m m -+而n 号球每次将速度传给右侧球，故白球与n 号球碰撞1次后，白球速度10233v v =红球的速度1001223533m v v m m =+最终传给1号球，白球与n 号碰撞2次后，白球速度220233v v ⎛⎫= ⎪⎝⎭红球的速度1101223523333m v v m m ⎛⎫= ⎪+⎝⎭最终传给2号球，白球与n 号球碰撞3次，白球速度330233v v ⎛⎫= ⎪⎝⎭红球的速度21201223523333m v v m m ⎛⎫= ⎪+⎝⎭最终传给3号球，k 号红球最终的速度大小为103523333k v -⎛⎫⎪⎝⎭故选B 。
2020年高考物理一轮复习考点归纳专题电磁感应含答案
2020年高考一轮复习知识考点专题10 《电磁感应》第一节电磁感应现象楞次定律【基本概念、规律】一、磁通量1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积．2．公式：Φ＝B·S.3．单位：1 Wb＝1_T·m2.4．标矢性：磁通量是标量，但有正、负．二、电磁感应1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象．2．产生感应电流的条件(1)电路闭合；(2)磁通量变化．3．能量转化发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能．特别提醒：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生．三、感应电流方向的判断1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．(2)适用情况：所有的电磁感应现象．2．右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．(2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流．【重要考点归纳】考点一电磁感应现象的判断1.判断电路中能否产生感应电流的一般流程：2.判断能否产生电磁感应现象，关键是看回路的磁通量是否发生了变化．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种形式，主要有：(1)S、θ不变，B改变，这时ΔΦ＝ΔB·S sin θ；(2)B、θ不变，S改变，这时ΔΦ＝ΔS·B sin θ；(3)B、S不变，θ改变，这时ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1)．考点二楞次定律的理解及应用1．楞次定律中“阻碍”的含义2．应用楞次定律判断感应电流方向的步骤考点三“一定律三定则”的综合应用1．“三个定则与一个定律”的比较2.无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是涉及磁力都用左手判断．“电生磁”或“磁生电”均用右手判断．【思想方法与技巧】楞次定律推论的应用楞次定律中“阻碍”的含义可以理解为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因，推论如下：(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”第二节法拉第电磁感应定律自感涡流【基本概念、规律】一、法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I＝ER＋r.2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．(2)公式：E＝n ΔΦΔt，n为线圈匝数．3．导体切割磁感线的情形(1)若B、l、v相互垂直，则E＝Blv.(2)若B⊥l，l⊥v，v与B夹角为θ，则E＝Blv sin_θ.二、自感与涡流1．自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势．(2)表达式：E＝L ΔI Δt.(3)自感系数L的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关．2．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生像水的旋涡状的感应电流．(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，使导体受到安培力作用，安培力使导体运动起来．交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的．【重要考点归纳】考点一公式E＝nΔΦ/Δt的应用1．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．(2)当ΔΦ仅由B引起时，则E＝n SΔBΔt；当ΔΦ仅由S引起时，则E＝nBΔSΔt.2．磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ－t图象上某点切线的斜率．3.应用电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式E＝n ΔΦΔt求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值．(2)利用公式E＝nS ΔBΔt求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积．(3)通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关．推导如下：q＝IΔt＝nΔΦΔtRΔt＝nΔΦR.考点二公式E＝Blv的应用1．使用条件本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需B、l、v三者相互垂直．实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算，公式可为E＝Blv sin θ，θ为B与v 方向间的夹角．2．使用范围导体平动切割磁感线时，若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即E＝Bl v.若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势．3．有效性公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度．例如，求下图中MN两点间的电动势时，有效长度分别为甲图：l＝cd sin β.乙图：沿v1方向运动时，l＝MN；沿v2方向运动时，l＝0.丙图：沿v1方向运动时，l＝2R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R.4．相对性E＝Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系．5.感应电动势两个公式的比较考点三自感现象的分析1．自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加．(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小．2．自感现象的四个特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化．(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体．(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．3．自感现象中的能量转化通电自感中，电能转化为磁场能；断电自感中，磁场能转化为电能．4.分析自感现象的两点注意(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程，线圈中电流逐渐变大，断电过程，线圈中电流逐渐变小，方向不变．此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路．(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭．第三节电磁感应中的电路和图象问题【基本概念、规律】一、电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电阻．2．电源电动势和路端电压(1)电动势：E＝Blv或E＝n ΔΦΔt.(2)路端电压：U＝IR＝ER＋r·R.二、电磁感应中的图象问题1．图象类型(1)随时间t变化的图象如B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和i－t图象．(2)随位移x变化的图象如E－x图象和i－x图象．2．问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象．(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．(3)利用给出的图象判断或画出新的图象．【重要考点归纳】考点一电磁感应中的电路问题1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体就是电源，如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等．这种电源将其他形式的能转化为电能．2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．3．解决电磁感应中电路问题的一般思路：(1)确定等效电源，利用E＝n ΔΦΔt或E＝Blv sin θ求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向．(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图．(3)利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解．4.(1)对等效于电源的导体或线圈，两端的电压一般不等于感应电动势，只有在其电阻不计时才相等．(2)沿等效电源中感应电流的方向，电势逐渐升高．考点二电磁感应中的图象问题1．题型特点一般可把图象问题分为三类：(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量；(3)根据图象定量计算．2．解题关键弄清初始条件，正负方向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进、出磁场的转折点是解决问题的关键．3．解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者是E－t图象、I－t图象等；(2)分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式；(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等；(6)画出图象或判断图象．4.解决图象类选择题的最简方法——分类排除法．首先对题中给出的四个图象根据大小或方向变化特点分类，然后定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是用物理量的方向，排除错误选项，此法最简捷、最有效．【思想方法与技巧】电磁感应电路与图象的综合问题解决电路与图象综合问题的思路(1)电路分析弄清电路结构，画出等效电路图，明确计算电动势的公式．(2)图象分析①弄清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系；②挖掘图象中的隐含条件，明确有关图线所包围的面积、图线的斜率(或其绝对值)、截距所表示的物理意义．(3)定量计算运用有关物理概念、公式、定理和定律列式计算．第四节电磁感应中的动力学和能量问题【基本概念、规律】一、电磁感应现象中的动力学问题1．安培力的大小⎭⎬⎫安培力公式：F ＝BIl 感应电动势：E ＝Blv 感应电流：I ＝E R⇒F ＝B 2l 2v R 2．安培力的方向(1)先用右手定则判定感应电流方向，再用左手定则判定安培力方向． (2)根据楞次定律，安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向相反． 二、电磁感应中的能量转化 1．过程分析(1)电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．(2)感应电流在磁场中受安培力，若安培力做负功，则其他形式的能转化为电能；若安培力做正功，则电能转化为其他形式的能．(3)当感应电流通过用电器时，电能转化为其他形式的能． 2．安培力做功和电能变化的对应关系“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；安培力做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．【重要考点归纳】考点一 电磁感应中的动力学问题分析1．导体的平衡态——静止状态或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件(合外力等于零)列式分析． 2．导体的非平衡态——加速度不为零．处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析． 3.分析电磁感应中的动力学问题的一般思路(1)先进行“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E 和r ； (2)再进行“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力；(3)然后是“力”的分析——分析研究对象(常是金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；(4)最后进行“运动”状态的分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型．考点二 电磁感应中的能量问题1．电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外力克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程．2．能量转化及焦耳热的求法 (1)能量转化(2)求解焦耳热Q的三种方法3.在解决电磁感应中的能量问题时，首先进行受力分析，判断各力做功和能量转化情况，再利用功能关系或能量守恒定律列式求解．【思想方法与技巧】电磁感应中的“双杆”模型1．模型分类“双杆”模型分为两类：一类是“一动一静”，甲杆静止不动，乙杆运动，其实质是单杆问题，不过要注意问题包含着一个条件：甲杆静止、受力平衡．另一种情况是两杆都在运动，对于这种情况，要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减．2．分析方法通过受力分析，确定运动状态，一般会有收尾状态．对于收尾状态则有恒定的速度或者加速度等，再结合运动学规律、牛顿运动定律和能量观点分析求解．3.分析“双杆”模型问题时，要注意双杆之间的制约关系，即“动杆”与“被动杆”之间的关系，需要注意的是，最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的关键．电磁感应中的含容电路分析一、电磁感应回路中只有电容器元件1.这类问题的特点是电容器两端电压等于感应电动势，充电电流等于感应电流．2.(1)电容器的充电电流用I＝ΔQΔt＝CΔUΔt表示．(2)由本例可以看出：导体棒在恒定外力作用下，产生的电动势均匀增大，电流不变，所受安培阻力不变，导体棒做匀加速直线运动．二、电磁感应回路中电容器与电阻并联问题1.这一类问题的特点是电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压，充电过程中的电流只是感应电流的一支流．稳定后，充电电流为零．2.在这类问题中，导体棒在恒定外力作用下做变加速运动，最后做匀速运动．。
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考点10 磁场一、选择题1. (2013·安徽高考)图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。
一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是()A.向上B.向下C.向左D.向右【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)先判定通电直导线周围的磁场分布;(2)再根据平行四边形定则,确定在正方形中心O处的磁场方向;(3)最后利用左手定则,判断带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力方向。
【解析】选B。
由右手螺旋定则可以判断出a、b、c、d四根长直导线在正方形中心O处产生的磁感应强度如图所示:四个磁感应强度按矢量的平行四边形定则合成,可得合磁场为水平向左。
利用左手定则判断洛伦兹力的方向,可得洛伦兹力竖直向下,故B项正确。
2. (2013·广东高考)如图,两个初速度大小相同的同种离子a和b,从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打到屏P上。
不计重力。
下列说法正确的有()A.a、b均带正电B.a在磁场中飞行的时间比b的短C.a在磁场中飞行的路程比b的短D.a在P上的落点与O点的距离比b的近【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:(1)由左手定则判断离子的电性。
(2)画出离子做圆周运动的轨迹。
(3)由牛顿第二定律结合几何知识判断离子飞行时间和落点位置。
【解析】选A、D。
要使离子打在屏上,由左手定则,可判出a、b均带正电,A正确;由牛顿第二定律qvB=m2vr ,得r=mvqB,离子运动轨迹如图所示,又T=2rvπ,t=2απT,知a比b飞行时间长,a比b飞行路程长,B、C错误;又a、b在P上落点距O点的距离分别为2rcosθ、2r,故D正确。
3. (2013·新课标全国卷Ⅰ)如图,半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域,射入点与ab的距离为R2,已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力) ()A.qBR2m B. qBRmC. 3qBR2mD. 2qBRm【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)先由对称性画出带电粒子在圆形区域磁场中运动的轨迹;(2)再根据几何关系求出带电粒子做圆周运动的半径即可求出粒子的速率。
【解析】选B。
根据对称性,带电粒子射入圆形区域磁场时速度方向与半径的夹角总是与带电粒子射出磁场时其速度方向与半径的夹角相等,画出带电粒子在磁场中运动的轨迹如图所示,根据图找几何关系可得带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r=R,再由qvB=m2vr ,得r=mvqB,解得v=qBRm,故选项B正确。
4. (2013·新课标全国卷Ⅱ)空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R,磁场方向垂直于横截面。
一质量为m 、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v 0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。
不计重力,该磁场的磁感应强度大小为 ( ) A. qR mv 330 B. qR m v 0 C. qRmv 03 D.qR m v 03 【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)理解速度方向偏离入射方向60°的含义,画出几何图形,确定粒子的运动轨迹的圆半径;(2)根据洛伦兹力提供向心力和几何关系建立方程求解。
【解析】选A 。
粒子进入磁场后做匀速圆周运动,如图所示,根据几何关系可知,粒子做圆周运动的半径由r v m qvB 2 可得,B=qRmv 330,选项A 正确。
5. (2013·浙江高考)在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P +和P 3+,经电压为U 的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示。
已知离子P +在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出。
在电场和磁场中运动时,离子P +和P 3+( )A.在电场中的加速度之比为1∶1B.1C.在磁场中转过的角度之比为1∶2D.离开电场区域时的动能之比为1∶3【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)正离子在电场中,由于电场力的作用做加速运动;(2)正离子在磁场中,洛伦兹力提供向心力,做圆周运动。
【解析】选B、C、D。
磷离子P+和P3+的质量相等,在电场中所受的电场力为1∶3,所以加速度之比为1∶3,A项错误;离开电场区域时的动能之比为1∶3,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,由动能定理可得,离开电场区域时的动能之比为它们的带电量之比,即1∶3,D项正确;在磁场中做圆周运动时洛伦兹力提供向心力qvB=m2vr ,可得r=mvqB,12rr=1122mvq Bmvq B,B项正确;设P+2R,而P3+的半径为R,由几何知识可得P3+在磁场中转过的角度为60°,P+在磁场中转过的角度为30°,所以磷离子P+和P3+在磁场中转过的角度之比为1∶2,C项正确。
6. (2013·上海高考)如图,足够长的直线ab靠近通电螺线管,与螺线管平行。
用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B,在计算机屏幕上显示的大致图像是()【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点:(1)离电流越远,磁感应强度越弱;(2)通电螺线管两端磁性最强,中间最弱。
【解析】选C。
通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小,两端磁感应强度最大,沿两端往外磁感应强度减小,所以用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B,在计算机屏幕上显示的大致图像是C。
7.(2013·海南高考)三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线搭成一等边三角形。
在导线中通过的电流均为I,电流方向如图所示。
a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上,且到相应顶点的距离相等。
将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3。
下列说法正确的是()A.B1=B2<B3B.B1=B2=B3C.a和b处磁场方向垂直于纸面向外,c处磁场方向垂直于纸面向里D.a处磁场方向垂直于纸面向外,b和c处磁场方向垂直于纸面向里【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点:(1)直线电流的磁场方向用右手螺旋定则判定。
(2)磁感应强度的叠加可以用等效补偿法来分析。
【解析】选A、C。
靠近a点的两根导线产生的磁场叠加后,磁感应强度为零,a点磁感应强度由离a最远的导线决定,b点的磁感应强度大小与a点相同,对于c 点,靠近c的两根导线的磁感应强度方向相同,叠加后的磁感应强度最大,选项A正确,选项B错误;由右手螺旋定则和磁感应强度的矢量叠加可得,C正确,D错误。
二、计算题8.(2013·安徽高考)如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴正方向;在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,正三角形边长为L,且ab边与y轴平行。
一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限,又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限,且速度与y轴负方向成45°角,不计粒子所受的重力。
求:(1)电场强度E的大小;(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值。
【解题指南】解答本题时应注意理解以下三点:(1)带电粒子在电场中做类平抛运动;(2)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动;(3)两个运动过程的连接点,速度大小和方向不变。
【解析】(1)设粒子在电场中的运动时间为t,则有x=v 0t=2h y=21at 2=h qE=ma联立以上三式可得 qh mv E 220= (2)粒子到达a 点时,沿负y 方向的分速度v y =at=v 0粒子到达a 点时速度的大小0222v v v v y x =+=,方向指向第Ⅳ象限,与x 轴正方向成45°角。
(3)粒子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力2v qvB m r=当粒子从b 点射出时,磁场的磁感应强度为最小值,此时有L , 所以磁感应强度B 的最小值qLmv qr mv B 02== 【答案】(1) qh mv 220 (2) 02v 方向指向第Ⅳ象限,与x 轴正方向成45°角(3)qLm v 02 9. (2013·山东高考)如图所示,在坐标系xOy 的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场,磁场方向垂直于xOy 平面向里;第四象限内有沿y 轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E 。
一带电量为+q 、质量为m 的粒子,自y 轴上的P 点沿x 轴正方向射入第四象限,经x 轴上的Q 点进入第一象限,随即撤去电场,以后仅保留磁场。
已知OP=d,OQ=2d 。
不计粒子重力。
(1)求粒子过Q 点时速度的大小和方向。
(2)若磁感应强度的大小为一确定值B 0,粒子将以垂直y 轴的方向进入第二象限,求B 0。
(3)若磁感应强度的大小为另一确定值,经过一段时间后粒子将再次经过Q 点,且速度与第一次过Q 点时相同,求该粒子相邻两次经过Q 点所用的时间。
【解题指南】解答本题时应从以下三个方面进行分析:(1)粒子在匀强磁场中做类平抛运动;(2)根据速度方向确定粒子做匀速圆周运动的圆心和半径;(3)应用对称性规律和周期性规律求解粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间和在第二、四象限内做匀速直线运动的时间。
【解析】(1)根据牛顿第二定律可知,qE=ma ①带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,则d=12at 2 ②2d=v 0t ③粒子到达Q 点时沿y 轴方向的速度v y =at ④则粒子到达Q 点的速度与x 轴正方向成夹角α斜向上,且tan α=y0v v =1,α=45°⑥(2)粒子以垂直y 轴的方向进入第二象限,因此,其圆周运动的圆心必在y 轴上,过Q 点作速度v 的垂线,垂线与y 轴的交点O'就是粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆心。
轨迹如图所示。
由几何知识可得,运动半径为R=2d cos 45︒2 ⑦洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动所需要的向心力,则qvB 0=m 2v R⑧ 联立⑦⑧两式解得:B 0=⑨ (3)粒子在第一、三象限做匀速圆周运动,发生偏转,在第二、四象限做匀速直线运动,不偏转。
一、三象限的磁场完全相同,粒子经过一段时间后能再次经过Q 点,且速度与第一次经过时相同,说明粒子在磁场中偏转了2π弧度圆心角,也就是说,粒子在第一、三象限恰好各做了半个圆周运动。