2021年高考物理专题复习：磁场
【高三】2021届高考物理考点重点磁场复习
【高三】2021届高考物理考点重点磁场复习第六课时单元知识整合本章的知识结构1．磁场的基本的性质从本质上看是对处于磁场中的运动电荷有力的作用。
2.磁场中某一点的磁场方向可以描述为① 小磁针静止时的北极方向；② 磁感应强度的方向；③ 通过该点的磁感应线的切线方向。
3．磁感线不是真实存在的曲线，而是为了形象描绘磁场而假想的。
磁感线的疏密表示磁场的强弱；磁感线的切线方向表示磁场的方向；磁感线是闭合的曲线。
地磁场的磁感线大体从地理南极附近出发到达地理北极附近，而内部又大体从地理北极到地理南极。
4.如果电流方向与磁场方向垂直，则磁感应强度的定义公式为b=。
5．通电螺线管的磁感线分布与条形磁铁的磁感线分布类似，直线电流的磁场的磁感线分布特点是内密外疏的一组同心圆，电流的磁场方向用安培定则来判断。
6.安培力是电流在磁场中的力。
当电流方向与磁场方向垂直时，电流的安培力最大，F=；当电流方向与磁场方向平行时，电流所受的安培力最小，F=；安培力的方向由左手定律决定。
其特点是安培力的方向始终垂直于由电流和磁场方向确定的平面。
7．洛伦兹力是运动电荷在磁场中的受力。
当电荷的运动方向和磁场方向垂直时，电荷受到的洛伦兹力最大，且f洛＝；当电荷的运动方向和磁场方向平行时，电荷受到的洛伦兹力最小，且f洛＝；由于洛伦兹力的方向始终与电荷的运动方向垂直，因此洛伦兹力对电荷不做功。
8.当带电粒子垂直进入磁场时，它们在洛伦兹力的作用下会作匀速圆周运动。
轨道半径r=，周期T=。
1．类比与迁移：通过电场与磁场，电场线与磁感线，电场强度与磁感应强度，电场力与洛伦兹力等相关知识和概念的类比，找出异同点，促进正向迁移，克服负迁移，深化新旧知识的学习。
2.空间想象与转换：由于安培力（或洛伦兹力）的方向与磁场和电流的方向（或移动电荷的方向）之间存在复杂的空间定向关系，我们应该注意空间想象能力的培养，并善于选择合理的角度将立体图转换为平面图进行分析。
3．几何知识的灵活应用：粒子在有界磁场中的圆周运动问题中圆心的确定，圆心角、半径的确定往往都要用到几何知识，然后根据物理知识求解相关物理量，体现着数理知识的有机结合。
2021年广东高考物理复习课件：专题十 磁场
2.常见电流的磁场
通电直导线 安培定则 示意图
立体图
通电螺线管
环形电流
横截 面图
三、磁感线与电场线的比较
意义 方向
疏密 特点
磁感线
电场线
为形象地描述磁场方 向和相对强弱而假想 的线
为形象地描述电场方 向和相对强弱而假想 的线
线上各点的切线方向 即该点的磁场方向,是 小磁针N极受力方向
线上各点的切线方向 即该点的电场方向,是 正电荷受电场力的方 向
1.组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠,或在同一区域,电 场、磁场分时间段或分区域交替出现。 2.带电粒子在组合场中的运动,实际上是几个典型运动过程的组合(如:电 场中的加速直线运动、类平抛运动;磁场中的匀速圆周运动),因此解决此 类问题要分段处理,找出各段之间的衔接点和相关物理量。 3.带电粒子在匀强电场和匀强磁场中偏转的比较
物理 方法
(1)利用临界条件求极值;(2)利 用边界条件求极值;(3)利用矢量 图求极值
数学 方法
(1)用三角函数求极值;(2)用二 次方程的判别式求极值;(3)用不 等式的性质求极值;(4)图像法等
从关 键词 找突 破口
许多临界问题,题干中常用“恰好”“最大”“至少”“不相 撞”“不脱离”等词语对临界状态给以暗示,审题时,一定要抓住 这些特定的词语挖掘其隐藏的规律,找出临界条件
图c中t= θ T= 2θm
π Bq
(2)平行边界,粒子进出磁场通常存在临界条件
图a中t1= θm ,t2=T = πm
Bq 2 Bq
图b中t= θm
Bq
图c中t=1-
θ π
T=1-
θ π
2πm Bq
图d中t= θ T= 2θm
2021年江西省高考物理专题复习：磁场
2021年江西省高考物理专题复习：磁场解析版1．．在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r=944m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点，GH与水平面的夹角θ＝37°．过G点，垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B＝1.25T；过D点，垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场电场方向水平向右，电场强度E＝1×104N/C．小物体P1质量m＝2×10﹣3kg、电荷量q＝+8×10﹣6C，受到水平向右的推力F＝9.98×10﹣3N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D点后撤去推力．当P1到达倾斜轨道底端G点时，不带电的小物体P2在GH顶端静止释放，经过时间t＝0.1s与P1相遇．P1和P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为μ＝0.5，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力．求：（1）小物体P2在倾斜轨道HG上运动的加速度大小；（2）小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小；（3）倾斜轨道GH的长度s．【解答】解：（1）设P2质量为m2，在GH上运动的加速度为a2，则有：m2gsinθ﹣μm2gcosθ＝m2a2…①，代入数据解得：a2＝2m/s2…②；（2）设小物体P1在运匀强磁场中运动的速度为v，受到向上的洛伦兹力为F1，受到的摩擦力为f，则：洛伦兹力：F1＝qvB…③摩擦力：f＝μ（mg﹣F1）…④由题意可得水平方向合力为零，有：F﹣f＝0…⑤，联立③④⑤式，并代入数据得：v＝4m/s…⑥（3）设P1在G点的速度大小为v G，由于洛伦兹力不做功，根据动能定理有：qErsinθ﹣mgr（1﹣cosθ）=12mv G2−12mv2…⑦第1 页共88 页。
2021年广东省新高考物理专题复习：磁场(含答案解析)
2021年广东省新高考物理专题复习：磁场1．如图所示，一矩形区域abcd内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场和竖直向下的匀强电场、大小为E，现从矩形区域ad边的中点O处沿纸面与ad边夹角为30°方向发射一个带电微粒（微粒的速度未知），微粒恰好在复合场中做圆周运动。
已知ab、cd边足够长，ad边长为L，微粒质量为m，重力加速度为g。
则：（1）微粒带何种电？电荷量大小为多少？（2）若微粒能从cd边射出，求可能从cd边射出的区域的长度x。
2．如图所示，xOy 为竖直面内的直角坐标系，在y 轴两侧存在电场强度大小相等的匀强电场，y 轴右侧电场方向竖直向下，y 轴左侧电场方向竖直向上。
y 轴左侧还存在一个方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场（图中未画出），磁场边界与y 轴相切于O 点。
现有一个质量为m 、带电荷量为+q 的小球，用长为l 、不可伸长的绝缘细线悬挂在P 点的钉子上，P 点与坐标原点O 的距离亦为l ，将小球拉至细线绷直且与y 轴负方向成α＝60°角无初速释放，小球摆至O 点还未进入磁场瞬间细线恰好被拉断。
小球在y 轴左侧运动一段时间后刚好击中P 点的钉子，此时速度方向与y 轴正方向的夹角为β＝37°，已知细线能承受的最大张力F ＝4mg ，小球可视为质点，重力加速度为g ，sin37°＝0.6，不计阻力。
求：（1）电场强度的大小：（2）磁感应强度的大小和磁场区域的面积。
3．如图，一半径为R 的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）。
在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m 、电荷量为q 的粒子从直线ac 与圆的交点a 正对圆心射入柱形区域，而后从圆上的b 点离开该区域，bo 连线与直线垂直。
圆心O 到直线的垂直距离为12R ，现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线ac 的匀强电场，同一粒子以同样速率在a 点沿直线ac 射入柱形区域，也在b 点离开该区域。
2021年北京市高考物理专题复习：磁场
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2021年北京市高考物理专题复习：磁场解析版
1．如图所示，竖直平面内存在水平向右的匀强电场，及垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应
强度B ＝1T ．竖直放入一光滑且绝缘的四分之一圆弧轨道MN ，圆心为O ，ON 沿竖直方向，OM 沿电场方向，半径R ＝0.8．一质量m ＝2×10﹣4kg ，电荷量q ＝5×10﹣
5C 的小球恰能静止在P 点，且OP 与ON 夹角θ＝37°．（重力加速度g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：
（1）电场强度的大小；
（2）将小球从M 点无初速度释放，小球滑到N 点的速度大小及对轨道的压力大小。
【解答】解：（1）小球能静止在P 点，小球在P 点受力分析如图所示：
根据平衡得：
qE ＝mgtan θ
解得：E =mgtanθq =2×10−4
×10×0.755×10−5N/C ＝30N/C …① （2）将小球从M 点无初速度释放到达N 点过程，
对小球根据动能定理得：
﹣qER+mgR =12mv 2…②
N 点对小球由牛顿第二定律得：。
2021年天津市高考物理专题复习：磁场
2021年天津市高考物理专题复习：磁场解析版
1．如图所示，半径r＝0.06m的半圆形无场区的圆心在坐标原点O处，半径R＝0.1m，磁感应强度B＝0.075T的圆形有界磁场区的圆心坐标为O1（0，0.08m），平行金属板的板长L ＝0.3m，间距d＝0.1m，极板间所加电压U＝6.4×102V，其中MN极板上收集的粒子全部中和吸收。
一位于O处的粒子源向第I、II象限均匀地发射速度大小υ＝6.0×105m/s 的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从第I象限出射的粒子速度方向均沿x轴正方向，
若粒子重力不计、比荷q
m
=1.0×108C/kg，不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求：
（1）打到下极板右端点N的粒子进入电场时的纵坐标值；
（2）打到N点粒子进入磁场时与x轴正方向的夹角。
【解答】解：（1）如图所示，
恰能从下极板右端射出的粒子的竖直坐标为y，
粒子在电场中的加速度a=qU md
粒子穿过平行金属板的时间为t=L v
粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，
有：y=1
2
at2
联立三式得：y=qUL2
2
代入数据得y＝0.08m
y＜d＝0.1m，说明粒子能射入极板间，射入点的坐标为y＝0.08m （2）粒子从A点进入磁场，从点P（0.1m，0.08m）射出磁场。
粒子做圆周运动的半径为r0，
有：qvB=mv2 r0
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2021版《大高考》高考物理总复习课件：专题九 磁场
(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向； (2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率。
解析 (1)对线圈前后两边所受安培力的合力为零，线圈所受的 安培力即为右边所受的安培力，由安培力公式得 F＝nBIL① 由左手定则知方向水平向右 (2)安培力的功率为P＝F·v② 联立①②式解得P＝nBILv③ 答案 (1)nBIL 方向水平向右 (2)nBILv
技巧秘诀 安培力做功与动能定理结合解题，其步骤如下： (1)选取研究对象，明确它的运动过程； (2)分析研究对象的受力情况(若是立体图就改画成平面图)和各个 力做功情况，特别是分析安培力大小和方向，看安培力做正功 还是负功，然后求各力做功的代数和； (3)明确初、末状态的动能； (4)列出动能定理的方程，以及其他必要的解题方程进行求解。
解析 对金属棒受力分析如图所示。由三力平衡的特点得 tan θ ＝BmIgL，故 A 正确，C、D 错误；悬线的长度对 θ 角没有影响，B 错误。
答案 A
技巧秘诀 具体思维流程如下
安培力与功、动能定理的综合应用 【解题方略】 安培力是磁场中出现的重要概念，安培力具有力的共性，能产 生加速度、能对通电导体做功。 【例3】 (2015·重庆理综，7，15分)音圈电机是一种应用于硬 盘、光驱等系统的特殊电动机，如图是某音圈电机的原理示意 图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边 长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线 圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计。线圈左边 始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度 始终相等，某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I。
3.带电粒子在有界磁场中运动的对称性 (1)直线边界的对称性：从同一直线边界射入的粒子，又从同 一直线边界射出时，速度与边界的夹角相等，如图甲。
新高考物理 磁场9-1 磁场的描述 磁场对电流的作用
立体 图
三、安培力 1．安培力的大小 (1)磁场方向和电流方向垂直时：F＝_B__I_L_。 (2)磁场方向和电流方向平行时：F＝0。 2．安培力的方向 —— 左手定则判断 (1)伸开左手，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。 (2)让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向_电__流___的方向。 (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。
3．[安培力的叠加问题]
(2019·全国卷Ⅰ) 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
答案：B
[要点自悟明] 1．磁场的基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用。 2．磁感应强度的理解 (1)描述磁场的强弱和方向。 (2)B＝IFL成立的条件为：通电导线垂直于磁场。 (3)磁场方向：小磁针 N 极受力的方向。
3．磁感线的特点 (1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。 (2)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。 (3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。 (4)磁感线是假想的曲线，客观上不存在。 4．磁通量 (1)大小：当S⊥B时，Φ＝BS，标量。 (2)理解为穿过线圈平面的磁感线条数。
B．与运动电荷所受磁场力的方向一致
C．与小磁针N极所受磁场力的方向一致
D．与小磁针S极所受磁场力的方向一致
解析：磁场中某一点磁感应强度的方向，与小磁针N极受力方向一致，C正确，
A、B、D错误。
答案：C
2．[磁感应强度的大小] (多选)一小段长为 L 的通电直导线放在磁感应强度为 B 的磁场中，当通过它的 电流为 I 时，所受安培力为 F。以下关于磁感应强度 B 的说法正确的是 ( ) A．磁感应强度 B 一定等于IFL B．磁感应强度 B 可能大于或等于IFL C．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大 D．在磁场中通电直导线也可以不受安培力
03磁场(2021年高考物理真题按知识模块分类汇编)
【解析】A．两导线受到的安培力是相互作用力，大小相等，故A错误；
B．导线所受的安培力可以用 计算，因为磁场与导线垂直，故B正确；
C．移走导线b前，b 电流较大，则p点磁场方向与b产生磁场方向同向，向里，移走后，p点磁场方向与a产生磁场方向相同，向外，故C正确；
D．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。故D正确。
A. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，
B. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，
C. 导轨处磁场 方向垂直导轨平面向上，
D. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，
【答案】B
【解析】
等离子体垂直于磁场喷入板间时，根据左手定则可得金属板Q带正电荷，金属板P带负电荷，则电流方向由金属棒a端流向b端。等离子体穿过金属板P、Q时产生的电动势 满足
故选BCD。
4.（河北卷5，4分）.如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为 ，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为 ，导轨平面与水平面夹角为 ，两导轨分别与P、Q相连，质量为m、电阻为R的金属棒 垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（ ）
【答案】（1） ；（2） ；（3） ；
【解析】
（1）从O点射出的粒子在板间被加速，则
粒子在磁场中做圆周运动，则半径
由 解得
（2）当电压有最小值时，当粒子穿过下面的正极板后，圆轨道与挡板OM相切，此时粒子恰好不能打到挡板上，则
从O点射出的粒子在板间被加速，则
(2021年整理)高考物理专题复习――磁场
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高中物理复习-—磁场此部分内容为磁场，由基础知识—-专题知识组成，高考复习必备的资料！！一、磁场磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是客观存在。
小磁针的指南指北表明地球是一个大磁体。
磁体周围空间存在磁场；电流周围空间也存在磁场。
电流周围空间存在磁场，电流是大量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。
静止电荷周围空间没有磁场。
磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。
磁场是物质存在的一种形式.磁场对磁体、电流都有磁力作用。
与用检验电荷检验电场存在一样，可以用小磁针来检验磁场的存在。
如图所示为证明通电导线周围有磁场存在-—奥斯特实验，以及磁场对电流有力的作用实验.1．地磁场地球本身是一个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球的南极附近.2．地磁体周围的磁场分布与条形磁铁周围的磁场分布情况相似.3．指南针放在地球周围的指南针静止时能够指南北，就是受到了地磁场作用的结果.4．磁偏角地球的地理两极与地磁两极并不重合,磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏角,简称磁偏角。
说明：①地球上不同点的磁偏角的数值是不同的。
②磁偏角随地球磁极缓慢移动而缓慢变化。
③地磁轴和地球自转轴的夹角约为11°。
二、磁场的方向在电场中,电场方向是人们规定的,同理,人们也规定了磁场的方向。
2021年高考物理专题复习 磁场专题(一)
2021年高考物理专题复习磁场专题（一）一、回顾旧知回顾上节课恒定电流相关知识。
二、新课讲解（一）考点1、电流的磁场2、磁感应强度、磁感线、地磁场3、磁性材料、分子电流假说4、磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则5、磁场对运动电荷的作用、洛伦兹力，带电粒子在匀强磁场中的运动6、质谱仪、回旋加速器（二）重难点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及应用，比如霍尔效应、质谱仪、回旋加速器等（三）易混点1、磁场与电场的对比；2、对较为复杂的空间方位关系，立体图和平面图的转化。
三、知识点精讲（一）磁场及特性和电场一样，磁场是一种以特殊形态——场的形态——存在着的物质；和电场不一样，电场是存在于电荷或带电体周围的物质，而磁场的场源则可以是如下三种特殊物体之一：①磁体，②电流，③运动电荷，此三种磁场的场源都可以归结为同一种类型——运动电荷。
作为一种特殊形态的物质，磁场应具备各种特性，物理学最为关心的是所谓的力的特性，即：磁场能对处在磁场中的磁极、电流及运动电荷施加力的作用。
为了量化磁场的力特性，我们引入磁感强度的概念，其定义方式为：取检验电流，长为l，电流强度为I，并将其垂直于磁场放置，若所受到的磁场力大小为F，则电流所在处的磁感强度为B=F/(I l)。
而对B的形象描绘是用磁感线：疏密反映B的大小，切线方向描绘了B的方向。
（二）磁场的作用规律1、磁场对磁极的作用N(S)极处在磁场中，所受到的磁场力方向与磁极所在处的磁场方向相同（反）；同一磁极所在处磁感强度越大，所受磁场力越大；不同磁极处在磁场中同一处时，所受磁场力一般不同。
2、磁场对电流的作用电流强度为I、长度为l的电流处在磁感强度为B的匀强磁场中时，所受到的作用称为安培力，其大小FB 的取值范围为 0≤FB≤I l B当电流与磁场方向平行时，安培力取值最小，为零；当电流与磁场方向垂直时，安培力取值最大，为I l B。
如果电流与磁场方向夹角为θ，可采用正交分解的方式来处理安培力大小的计算问题，而安培力的方向则是用所谓的“左手定则”来判断的。
2021年新高考物理磁场知识点总结大全(优质精品)
2021年新高考物理磁场知识点总结大全一．知识点梳理考试要点基本概念一、磁现象磁性、磁体、磁极：能吸引铁质物体的性质叫磁性。
具有磁性的物体叫磁体，磁体中磁性最强的区域叫磁极。
二、磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.（与电荷类比）三、磁场1.磁体的周围有磁场2.奥斯特实验的启示：——电流能够产生磁场，运动电荷周围空间有磁场导线南北放置3.安培的研究：磁体能产生磁场，磁场对磁体有力的作用；电流能产生磁场，那么磁场对电流也应该有力的作用。
磁场的基本性质①磁场对处于场中的磁体有力的作用。
②磁场对处于场中的电流有力的作用。
几种常见的磁场一、磁场的方向物理学规定：在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向。
二、图示磁场1.磁感线——在磁场中假想出的一系列曲线①磁感线上任意点的切线方向与该点的磁场方向一致；（小磁针静止时N极所指的方向）②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
2.常见磁场的磁感线永久性磁体的磁场：条形，蹄形直线电流的磁场剖面图（注意“”和“×”的意思）箭头从纸里到纸外看到的是点从纸外到纸里看到的是叉环形电流的磁场（安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。
）螺线管电流的磁场（安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。
）常见的图示：磁感线的特点：1、磁感线的疏密表示磁场的强弱2、磁感线上的切线方向为该点的磁场方向3、在磁体外部，磁感线从N极指向S极；在磁体内部，磁感线从S极指向N极4、磁感线是闭合的曲线（与电场线不同）5、任意两条磁感线一定不相交6、常见磁感线是立体空间分布的7、磁场在客观存在的，磁感线是人为画出的，实际不存在。
四、安培分子环流假说1.分子电流假说任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。
三年高考（20212021）高考物理试题分项版解析专题10磁场（含解析）
专题10 磁场【2021高考真题】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)以必然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】2021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，纸面内有两条彼此垂直的长直绝缘导线L一、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别离为和，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】2021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，对于此题来讲ab两点的磁场强度是由三个磁场的叠加形成，先按照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. 开关闭合后的刹时，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B. 开关闭归并维持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C. 开关闭归并维持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D. 开关闭归并维持一段时间再断开后的刹时，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动【来源】2021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。
2021年高考物理磁场及其对电流的作用考点全攻关答案详解教师版(19页)
2021年高考物理磁场及其对电流的作用考点全攻关磁场及其对电流的作用（解析版）双基过关：一、磁场、磁感应强度1．磁场的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．2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向．(2)定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)．(3)方向：小磁针静止时N极的指向．(4)单位：特斯拉，符号为T.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：磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线．4．地磁场(1)地磁的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示．(2)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．5．磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．自测1(多选) 如图所示是我国最早期的指南仪器——司南，静止时它的长柄指向南方，是由于地球表面有地磁场．下列与地磁场有关的说法，正确的是()A．地磁场是一种物质，客观上存在B．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行C．通电导线在地磁场中可能不受安培力作用D．运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力可以对运动电荷做正功【答案】AC【解析】地磁场是客观存在的一种物质，磁感线是人们为了研究方便而假想出来的，故A正确；磁感线是闭合的曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故B错误；当通电导线与地磁场平行放置时，导线不受安培力，故C正确；由于洛伦兹力始终与速度方向垂直，所以运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力不做功，故D错误．二、磁感线和电流周围的磁场1．磁感线的特点(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向．(2)磁感线的疏密程度定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱．①磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S 极指向N极．①同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切．①磁感线是假想的曲线，客观上并不存在．2．几种常见的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场如图所示(2)电流的磁场自测2如图所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．图4【答案】三、安培力的大小和方向1．大小若I①B，F＝0；若I①B，F＝BIL.2．方向可以用左手定则来判定：伸开左手，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，并使四指指向电流的方向，这时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．安培力方向总垂直于B、I所决定的平面，即一定垂直于B和I，但B 与I不一定垂直．3．两平行通电导线间的作用同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．自测3以下说法中正确的是()A．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行B．安培力的方向可以用右手定则来判定C．磁感线可以形象地描述各点的磁场强弱和方向，磁感线上每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时N极所指的方向一致D．放置在磁场中1 m长的导线，通过1 A的电流，该处磁感应强度是1 T，则导线受到的安培力为1 N【答案】C题热点一：安培力和磁场的叠加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.磁场叠加问题的解题思路(1)确定磁场场源，如通电导线．(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图5所示为M 、N 在c 点产生的磁场B M 、B N . (3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场B . 题型1 安培力的大小和方向例1 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 ．2FB ．1.5FC ．0.5FD ．0 【答案】B【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I2，如图所示，依题意有F ＝BlI ，则导体棒ML 和LN 所受安培力的合力为F 1＝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 ＋F 1＝1.5F ，选项B 正确．变式1如图所示，三根相互平行的固定长直导线L 1、L 2和L 3两两等距，通过L 1、L 2中的电流相同，L 1、L 2中的电流方向垂直纸面向里，L 3中的电流方向垂直纸面向外，在三根导线与纸面的交点所构成的等边三角形的中心上放有一电流方向垂直纸面向外的通电长直导线，则该导线受到的安培力的方向为( )A ．指向L 1B ．指向L 2C ．指向L 3D ．背离L 3 【答案】C【解析】因同向电流之间相互吸引，异向电流之间相互排斥，可知L3对等边三角形的中心上的导线是吸引力，方向指向L3；而导线L1和L2对等边三角形的中心上的导线都是斥力，因大小相等且互成120°角，则其合力方向指向L3，则三条导线对等边三角形的中心上的导线的安培力的合力方向指向L3，故选C.题型2磁场的叠加例2有两条长直导线垂直水平纸面放置，交纸面于a、b两点，通有大小相等的恒定电流，方向如图.a、b的连线水平，c是ab的中点，d点与c点关于b点对称．已知c点的磁感应强度为B1，d点的磁感应强度为B2，则关于a处导线在d点产生磁场的磁感应强度的大小及方向，下列说法中正确的是()A．B1＋B2，方向竖直向下B．B1－B2，方向竖直向上C.B12＋B2，方向竖直向上 D.B12－B2，方向竖直向下【答案】D【解析】根据安培定则，a、b导线在c点的磁场方向都向下，因a、b导线通有大小相等的恒定电流，故b导线在c点的磁场为B12，由于b距离c点和d点一样，所以b导线在d点的磁场大小为B12，方向向上；根据安培定则，a导线在d点的磁场方向向下，则其大小为B12－B2.变式2如图所示，在磁感应强度大小为B 0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且大小相等的电流时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零．若仅让P中的电流反向，则a点处磁感应强度的大小为()A．2B0 B.233B0 C.33B0D．B0【答案】B【解析】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为l的a点处的磁感应强度为0，由此可知，外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，即B1＝B0；依据几何关系有：B P cos 30°＝12B0，解得通电导线P或Q在a处的磁场大小均为B P＝33B0；当P中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系及三角知识，则有：B2＝B P＝33B0，方向垂直于PQ向上，由矢量的合成法则，那么a点处磁感应强度的大小为B＝B02＋33B02＝233B0，故B正确，A、C、D错误．命题热点二：安培力作用下导体运动情况的判断1．问题特点安培力作用下导体的运动问题与力学中的运动问题一样，同样遵从力学基本规律，只是研究对象所受的力中多分析安培力而已．2．规律分析判定通电导体在安培力作用下的运动方向或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁感线分布情况，再弄清楚导体中电流的方向，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势．3．判定方法电流元法分割为电流元――→左手定则安培力方向→整段导体所受合力方向→运动方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流例3 如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I 时，导线的运动情况是(从上往下看)( )A ．顺时针方向转动，同时下降B ．顺时针方向转动，同时上升C ．逆时针方向转动，同时下降D ．逆时针方向转动，同时上升 【答案】A【解析】如图甲所示，把直线电流等效为无数小段，中间的点为O 点，选择在O 点左侧S 极右上方的一小段为研究对象，该处的磁场方向指向左下方，由左手定则判断，该小段受到的安培力的方向垂直纸面向里，在O 点左侧的各段电流元都受到垂直纸面向里的安培力，把各段电流元受到的力合成，则O 点左侧导线受到垂直纸面向里的安培力；同理判断出O 点右侧的导线受到垂直纸面向外的安培力．因此，由上向下看，导线沿顺时针方向转动．分析导线转过90°时的情形：如图乙所示，导线中的电流垂直纸面向外，由左手定则可知，导线受到向下的安培力．由以上分析可知，导线在顺时针转动的同时向下运动．选项A 正确． 变式3 如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置．接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M 和N 的电流大小分别为I 1和I 2，已知I 1>I 2，方向均向上．若用F 1和F 2分别表示导线M 与N 受到的磁场力，则下列说法正确的是( )A．两根导线相互排斥B．为判断F1的方向，需要知道I1和I2的合磁场方向C．两个力的大小关系为F1>F2 D．仅增大电流I2，F1、F2会同时增大【答案】D【解析】同向电流相互吸引，故A错误；为判断F1的方向，需要知道I2在I1处产生的磁场方向，故B错误；F1和F2是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故C错误；增大电流I2，F1、F2同时增大，故D正确．变式4将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看()A．圆环顺时针转动，靠近磁铁B．圆环顺时针转动，远离磁铁C．圆环逆时针转动，靠近磁铁D．圆环逆时针转动，远离磁铁【答案】C【解析】该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针，N极在内，S极在外，根据同极相斥、异极相吸，C正确．命题热点三：安培力作用下的平衡问题通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力电综合模型，该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成．这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定．因此解题时一定要先把立体图转化为平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如图所示．例4如图所示，金属杆MN用两根绝缘细线悬于天花板的O、O′点，杆中通有垂直于纸面向里的恒定电流，空间有竖直向上的匀强磁场，杆静止时处于水平，悬线与竖直方向的夹角为θ，若将磁场在竖直面内沿逆时针方向缓慢转过90°，在转动过程中通过改变磁场磁感应强度大小来保持悬线与竖直方向的夹角不变，则在转动过程中，磁场的磁感应强度大小的变化情况是()A．一直减小B．一直增大C．先减小后增大D．先增大后减小【答案】C【解析】磁场在转动的过程中，杆处于平衡状态，杆所受重力的大小和方向不变，悬线的拉力方向不变，由图解法结合左手定则可知，在磁场沿逆时针方向缓慢转动的过程中，安培力先减小后增大，由F＝BIL可知，磁场的磁感应强度先减小后增大，故选C.变式5(多选)光滑斜面上放置一个通电导体棒，施加磁场后导体棒静止在斜面上，则以下四种情况中可能的是()【答案】BC【解析】A图，由左手定则可知，导体棒受到竖直向下的安培力作用，导体棒所受合力不可能为0，选项A错误；B图中的导体棒受到的安培力水平向右，导体棒所受合力可能为0，选项B正确；C图中的导体棒受到的安培力方向沿斜面向上，导体棒所受合力可能为0，选项C正确；D图中的导体棒受到的安培力方向沿斜面向下，导体棒受到的合力不可能为0，选项D错误．变式6如图所示，三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里．电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面且处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力是()A.32B0IL，水平向左 B.32B0IL，水平向右C.3B0IL，水平向左D.3B0IL，水平向右【答案】D【解析】根据安培定则，知A、B电流在C处的磁场方向分别垂直于AC、BC斜向下，如图所示，可知θ＝30°，则有：B C＝3B0，方向竖直向下；再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为F安＝3B0IL；由于导线C位于水平面且处于静止状态，所以导线C受到的静摩擦力大小为3B0IL，方向水平向右．课时精练：一、双基巩固练：1．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图1.结合上述材料，下列说法不正确．．．的是()图1A．地理南、北极与地磁场的北、南极不重合B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用【答案】C【解析】地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，并不重合，故A、B正确；地球内部也存在磁场，只有赤道附近上空磁场的方向才与地面平行，故C错误；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不平行，一定受到地磁场力的作用，故D正确．2.磁场中某区域的磁感线如图2所示，则()图2A．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【答案】A【解析】磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出B a>B b，所以A正确，B错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B、电流大小I、导线长度L和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C、D错误．3.一段导线abcde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、cd和de的长度均为L，且①abc＝①cde＝120°，流经导线的电流为I，方向如图3中箭头所示．导线段abcde所受到的磁场的作用力的合力大小为()图3A．2BIL B．3BIL C．(3＋2)BIL D．4BIL【答案】B【解析】因为①abc＝①cde＝120°，根据几何关系可知①bcd＝60°，故b与d之间的直线距离也为L，则导线abcde有效长度为3L，故所受安培力的大小为：F＝3BIL，故A、C、D错误，B 正确．4．L2是竖直固定的长直导线，L1、L3是水平固定且关于L2对称的长直导线，三根导线均通以大小相同、方向如图4所示的恒定电流，则导线L2所受的磁场力情况是()图4A．大小为零B．大小不为零，方向水平向左C．大小不为零，方向水平向右D．大小不为零，方向竖直向下【答案】A【解析】由右手螺旋定则可知，L1与L3在L2所在直线上产生的合磁场方向竖直向下，即L2处的磁场方向与电流方向平行，所以L2所受磁场力为零．5. 如图5，光滑斜面上放置一根通有恒定电流的导体棒，空间有垂直斜面向上的匀强磁场B，导体棒处于静止状态．现将匀强磁场的方向沿图示方向缓慢旋转到水平方向，为了使导体棒始终保持静止状态，匀强磁场的磁感应强度应同步()图5A．增大B．减小C．先增大，后减小D．先减小，后增大【答案】A【解析】对导体棒进行受力分析如图：磁场方向缓慢旋转到水平方向，则安培力方向缓慢从图示位置转到竖直向上，因为初始时刻安＝BIL，所培力沿斜面向上，与支持力方向垂直，最小，所以安培力一直变大，而安培力：F安以磁场一直增大，B、C、D错误，A正确．6．(多选)如图6，三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()图6A．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1①1①3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3①3①1【答案】BC【解析】同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1受力分析，如图甲所示，可知L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在的平面平行，故A错误；对L3受力分析，如图乙所示，可知L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在的平面垂直，故B正确；设三根导线间两两之间的相互作用力的大小为F，则L1、L2受到的磁场作用力的合力大小均等于F，L3受到的磁场作用力的合力大小为3F，即L1、L2、L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1①1①3，故C正确，D错误．7. (多选)如图7，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2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B 0，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13B 0和12B 0，方向也垂直于纸面向外．则( )图7A ．流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为712B 0B ．流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为112B 0C ．流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为112B 0D ．流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为712B 0【答案】AC【解析】原磁场、电流的磁场方向如图所示，由题意知在b 点：12B 0＝B 0－B 1＋B 2 在a 点：13B 0＝B 0－B 1－B 2由上述两式解得B 1＝712B 0，B 2＝112B 0，A 、C 项正确．8．如图8所示，AC 是四分之一圆弧，O 为圆心，D 为圆弧中点，A 、D 、C 处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B 的匀强磁场，O 处的磁感应强度恰好为零．如果将D 处电流反向，其他条件都不变，则O处的磁感应强度大小为()图8A．2(2－1)B B．2(2＋1)B C．2B D．0【答案】A【解析】A、D、C处的通电直导线在O处的磁感应强度的方向如图所示，大小相等，设为B0，则A、D、C处的通电直导线在O处的合磁感应强度大小为B＝(2＋1)B0，即B0＝B2＋1.如果将D处电流反向，其他条件都不变，则O处的磁感应强度大小为B′＝B＋B0－2B0＝2(2－1)B，故B、C、D错误，A正确．二、综合提升练9. (多选)如图9所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是()图9A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短C．F1>F2 D．F1<F2【答案】BC【解析】如图甲所示，导体棒处的磁场方向指向右上方，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向垂直于磁场方向指向右下方，根据牛顿第三定律，对条形磁铁受力分析，如图乙所示，所以台秤对条形磁铁的支持力减小，即台秤示数F1>F2，在水平方向上，由于F′有水平向左的分力，条形磁铁压缩弹簧，所以弹簧长度变短．10. 如图10所示，一根长为L的金属细杆通有电流I时，水平静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上．斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．若电流和磁场的方向均不变，电流大小变为0.5I，磁感应强度大小变为4B，重力加速度为g.则此时金属细杆()图10A．电流流向垂直纸面向外B．受到的安培力大小为2BIL sin θC．对斜面压力大小变为原来的2倍D．将沿斜面加速向上运动，加速度大小为g sin θ【答案】D11．如图11所示，长为L、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上．导体棒与斜面的水平底边始终平行．已知导体棒通以从b向a的电流，电流为I，重力加速度为g.图11(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B的大小；(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向．【答案】(1)mgIL tan θ(2)mgIL sin θ方向垂直斜面向上【解析】(1)匀强磁场方向竖直向上时，导体棒受力如图甲所示，由平衡条件得：mg sin θ＝F 安cos θ，F 安＝BIL ，解得B ＝mg IL tan θ.(2)如图乙所示，当安培力平行斜面向上，即安培力和重力沿斜面的分力平衡时，安培力最小，有mg sin θ＝F 安′，F 安′＝B min IL ，解得B min ＝mg IL sin θ，由左手定则可知磁感应强度的方向垂直斜面向上．12.如图12所示，在倾角为θ＝37°的斜面上，固定一宽为L ＝1.0 m 的平行金属导轨．现在导轨上垂直导轨放置一质量m ＝0.4 kg 、电阻R 0＝2.0 Ω、长为1.0 m 的金属棒ab ，它与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5.整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B ＝2 T 的匀强磁场中．导轨所接电源的电动势为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/s 2，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12(1)金属棒所受安培力的取值范围；(2)滑动变阻器接入电路中的阻值范围．【答案】(1)811 N≤F ≤8 N (2)0≤R ≤30 Ω【解析】(1)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，此时金属棒所受安培力最大，设为F 1，则有垂直斜面方向：F N＝F1sin θ＋mg cos θ沿斜面方向：F1cos θ＝mg sin θ＋F fmax又F fmax＝μF N以上三式联立并代入数据可得F1＝8 N当金属棒刚好达到向下运动的临界状态时，金属棒受到的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向上，其受力分析如图乙所示，此时金属棒所受安培力最小，设为F2，则有F N′＝F2sin θ＋mg cos θ，F2cos θ＋F fmax′＝mg sin θ，F fmax′＝μF N′以上三式联立并代入数据可得F2＝811N所以金属棒受到的安培力的取值范围为811N≤F≤8 N(2)因磁场与金属棒垂直，所以金属棒受到的安培力为F＝BIL，因此有I＝FBL，由安培力的取值范围可知电流的取值范围为411A≤I≤4 A设电流为I1＝411A时滑动变阻器接入电路中的阻值为R1，由闭合电路欧姆定律，有E－I1r＝I1(R0＋R1)，代入数据可得R1＝30 Ω设电流为I2＝4 A时滑动变阻器接入电路中的阻值为R2，由闭合电路欧姆定律，有E－I2r＝I2(R0＋R2)，代入数据可得R2＝0所以滑动变阻器接入电路中的阻值范围为0≤R≤30 Ω.。
2021届高考物理二轮复习专题三 电场与磁场(考点+习题)含解析
专题三电场与磁场一、电场1.库仑定律:F=k(真空中的点电荷)。
2.电场强度的表达式:(1)定义式:E=;(2)点电荷:E=;(3)匀强电场E=。
3.几种典型电场的电场线(如图所示)4.电势差和电势的关系:U AB=φA-φB或U BA=φB-φA。
5.电场力做功的计算:(1)普遍适用:W=qU;(2)匀强电场:W=Edq。
6.电容:(1)电容的定义式C=;(2)平行板电容器电容的决定式:C=7.电势高低及电势能大小的判断方法:(1)沿电场线的方向电势降低;(2)电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。
8.带电粒子在匀强电场中偏转的处理方法。
二、磁场1.磁感应强度的定义式:B=。
2.安培力:(1)大小:F=BIL(B、I相互垂直);(2)方向:左手定则判断。
3.洛伦兹力:(1)大小:F=qvB;(2)方向:左手定则判断。
4.带电粒子在匀强磁场中的运动(1)洛伦兹力充当向心力:qvB=mrω2=m=mr=4π2mrf2=ma;(2)圆周运动的半径r=、周期T=。
5.常见模型:速度选择器、回旋加速器、质谱仪等。
高考演练1.(2017江苏单科,1,3分)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。
圆形匀强磁场B的边缘恰好与a 线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1B.1∶2C.1∶4D.4∶1答案A磁通量Φ=B·S,其中B为磁感应强度,S为与B垂直的有效面积。
因为是同一磁场,B相同,且有效面积相同,S a=S b,故Φa=Φb。
选项A正确。
2.(2017江苏单科,4,3分)如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点。
由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。
现将C板向右平移到P'点,则由O点静止释放的电子()A.运动到P点返回B.运动到P和P'点之间返回C.运动到P'点返回D.穿过P'点答案A由题意知,电子在A、B板间做匀加速运动,在B、C板间做匀减速运动,到P点时速度恰好为零,设A、B板和B、C板间电压分别为U1和U2,由动能定理得eU1-eU2=0,所以U1=U2;现将C板右移至P'点,由于板上带电荷量没有变化,B、C板间电场强度E===,E不变,故电子仍运动到P点返回,选项A正确。
2021年湖南高考物理复习课件：专题十 磁场
vx=v0 vy= qE t
m
x=v0t y= qEt2
2m
动能增大
t= x
v0
R= mv0 T= 2πm
qB
qB
动能不变
t= θ T= θm
2π Bq
2.思路方法图
三、叠加场:静电场、磁场、重力场共存,或者其中某两种场共存。 1.带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动分类
叠加类型
受力特征
带电体的运动特征
2.常见电流的磁场
通电直导线 安培 定则
立体图
通电螺线管
环形电流
横截 面图
三、磁感线与电场线的比较
意义 方向 疏密 特点 不同点
磁感线
电场线
为形象地描述磁场方向和相对强弱 为形象地描述电场方向和相对强弱
而假想的线
而假想的线
线上各点的切线方向即该点的磁场 线上各点的切线方向即该点的电场
方向,是小磁针N极受力方向
A.0 B. 3 B0 C. 2 3 B0 D.2B0
3
3
解析 本题考查磁感应强度的矢量叠加和安培定则。两导线中通电流I
时,两电流在a点处的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度的矢量和为0,则
两电流磁感应强度的矢量和为-B0,如图甲得B=
3 3
B0。P中电流反向后,如
图乙,B合=B=
3 3
B0,B合与B0的矢量和为B总=
一定做匀速直线运动
重力与电场力平衡
一定做匀速圆周运动
合力不为零且与速度 方向不垂直
复杂的曲线运动,因洛 伦兹力不做功,可用动 能定理求解问题
2.带电粒子在叠加场中有约束情况下的运动 带电体在叠加场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下,除受到场 力外,还受到弹力、摩擦力作用。常见的运动形式有直线运动和圆周运动, 此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况,并注意洛伦兹力不做 功,运用动能定理、能量守恒结合牛顿运动定律求出结果。
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2021年高考物理专题复习：磁场解析版
1．如图，区域I 内有与水平方向成45°角的匀强电场E 1，区域宽度为d 1，区域Ⅱ内有正交
的有界匀强磁场B 和匀强电场E 2，区域宽度为d 2，磁场方向垂直纸面向里，电场方向竖直向下。
一质量为m 、电量大小为q 的微粒在区域I 左边界的P 点，由静止释放后水平向右做直线运动，进入区域Ⅱ后做匀速圆周运动，从区域Ⅱ右边界上的Q 点穿出，其速度方向改变了30°，重力加速度为g ，求：
（1）区域I 和区域Ⅱ内匀强电场的电场强度E 1、E 2的大小。
（2）区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度B 的大小。
（3）微粒从P 运动到Q 的时间有多长。
【解答】解：（1）微粒在区域I 内，受重力和电场力作用，水平向右做直线运动，则在竖直方向上受力平衡，有：
qE 1sin45°＝mg
求得：E 1=√2mg q
微粒在区域II 内做匀速圆周运动，则重力和电场力平衡，有：mg ＝qE 2
求得：E 2=mg q
（2）设粒子进入区域Ⅱ时速度为v ，在区域Ⅰ运动过程中利用动能定理有：
E 1qd 1cos45°=12mv 2
mv 2R =Bqv
从区域Ⅱ右边界上的Q 点穿出，因其速度方向改变了30°，所以半径为：
R =d
2sin30°=2d 2 整理得：B =m √2gd 12qd 2
（3）微粒从P 到Q 的时间包括在区域I 内的运动时间t 1和在区域Ⅱ内的运动时间t 2，
在。