高考综合复习——磁场专题复习一

高考综合复习——磁场专题复习一

磁场、磁场对电流及运动电荷的作用

总体感知

知识网络

考纲要求

内容要求

磁场、磁感应强度、磁感线

通电直导线和通电线圈周围磁场的方向I I

安培力、安培力的方向

匀强磁场中的安培力

洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力公式

带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和回旋加速器I II I II II I

命题规律

1．从近几年的高考试题可以看出，考查热点主要集中在：①安培力的应用和带电粒子在磁场中的运动；②带电粒子在复合场中的运动。

2．纵观近几年高考题可以看出题型包括选择、填空和计算题；选择和填空侧重考查磁场的基本概念，安培力的简单应用，带电粒子在磁场中的运动；计算题则侧重考查带电粒子在复合场中的运动，与电磁感应相结合的问题。

通过对近几年高考试题的分析可以看出，由于复合场问题综合性较强，覆盖考点较多，预计今后的高考中仍将是一个热点。

复习策略

1．熟悉六大磁场分布

要熟悉那些常见的磁场的磁感线的分布情况（不仅熟悉它们的平面分布情况，也要熟悉它们的立体分布情况），达到“心中有图”的程度，只有这样，才能为该部分内容的学习打好基础。

2．处理相关安培力问题时要注意图形的变换

安培力的方向总是垂直于电流方向和磁场方向决定的平面，即一定垂直于B和I，但B和I 不一定垂直。有关安培力的力电综合题往往涉及到三维立体空间问题，如果我们变三维为二维便可变难为易，迅速解题。

3．判断安培力作用下通电导体和通电线圈运动方向的方法

①电流元法：即把整段电流等效为多段直流电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向。

②特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向。

③等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。

④结论法：

结论一，两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；

结论二，两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。

4．带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题

当带电粒子垂直进入匀强磁场，且仅受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动时，此时洛伦兹力充当向心力，即。复习时要注意三点：

（1）圆心的确定：因为，只要画出轨迹中的任意两点（一般是射出与射入有界磁场的两点）的洛伦兹力方向，其延长线的交点即为圆心；或者任意两点连线的中垂线与某切线的垂线的交点就是圆心；

（2）半径的计算：一般是利用几何知识（大多用勾股定理），解直角三角形；

（3）带电粒子在磁场中运动时间的计算：先求出运动轨迹所对应的圆心角，然后根据公式（T为运动周期）就可求得运动时间。

5．带电粒子在复合场中运动问题的处理方法

（1）要弄清是一个怎样的复合场，是磁场与电场的复合，还是磁场与重力场的复合，还是磁场、电场、重力场的复合；

（2）要正确地对带电粒子进行受力分析和运动过程分析，在进行受力分析时要注意洛伦兹力方向的判定方法—－左手定则，在运动过程分析时，要特别注意洛伦兹力特点—－始终和运动方向垂直，不做功；

（3）选择合适的动力学方程进行求解。

第一部分磁场磁感应强度

知识要点梳理

知识点一——磁场

▲知识梳理

1．磁场的存在

磁场是一种特殊的物质，存在于磁极和电流周围。

2．磁场的特点

磁场对放入磁场中的磁极和电流有力的作用。

同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁体之间、磁体与电流（或运动电荷）之间、电流（或运动电荷）与电流（或运动电荷）之间的相互作用都是通过磁场发生的。

3．磁场的方向

规定磁场中任意一点的小磁针静止时N极的指向（小磁针N极受力方向）。

▲疑难导析

一、地磁场的主要特点

地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：

1．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。

2．地磁场B的水平分量()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()，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。

3．在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北。特别提醒：地球的地理两极和地磁两极不重合，因此形成了磁偏角。

二、如何认识磁场的方向

在磁场中的任一点，小磁针N极受磁场力的方向就是该点的磁场方向（与电场相比，在电场中正电荷受电场力的方向，就是该点电场的方向）。而电流所受磁场力的方向与该点磁场方向垂直。

小磁针在磁场中静止时，N极所指的方向就是该点磁场的方向。

磁感线上每一点的切线方向，就是该点磁场的方向。某点磁感应强度B的方向，就是该点

磁场的方向。

：关于磁场的方向，下列叙述中不正确的是（）

A．磁感线上每一点的切线方向B．磁场N极到S极的方向

C．小磁针静止时北极所指的方向D．小磁针北极受力的方向

答案：B

解析：磁场方向规定为小磁针北极的受力方向或静止时小磁针北极的指向，用磁感线表示则是磁感线的切线方向即为该点的磁场方向。

知识点二——磁感应强度

▲知识梳理

一、磁感应强度

磁感应强度是描述磁场大小和方向的物理量，用“B”表示，是矢量。

1．B的大小：磁场中某点的磁感应强度的大小等于放置于该点并垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力F与通过该导线的电流强度和导线长度乘积IL的比值。

定义式

2．B的方向：磁场中该处的磁场方向。

3．B的单位：特斯拉。1T=1 N/ ( A·m)。

特别提醒：