浙江省2020高考物理二轮复习专题三第二讲磁场讲义(含解析)

第二讲磁场

知识内容考试要求备考指津

1.磁现象和磁场 b 1.本讲在高考中的考查频率非常高，考查的热点

主要集中在磁场的理解、安培力的应用和带电粒

子在磁场中的运动、带电粒子在复合场中的运

动.

2.高考题型包括选择题和计算题．选择题侧重考

查磁场的基本概念、安培力的简单应用和洛伦兹

力的有关分析；计算题则侧重考查带电粒子在磁

场中或在复合场中的运动以及与电磁感应相结

合的问题．特别注意“边界问题”以及由周期性

引起的多解问题.

3.高考也注重实际应用，如质谱仪、回旋加速器、

霍尔元件、磁流体发电机、速度选择器、磁电式

电流表等都可能成为命题的背景.

2.磁感应强度

c

3.几种常见的磁场 b

4.通电导线在磁场中受到

的力

d

5.运动电荷在磁场中受到

的力

c

6.带电粒子在匀强磁场中

的运动

d

磁场对通电导体的作用力

【重难提炼】

1．安培力公式

安培力大小的计算公式：F＝BIL sin θ(其中θ为B与I之间的夹角)．

(1)若磁场方向和电流方向垂直：F＝BIL.

(2)若磁场方向和电流方向平行：F＝0.

2．安培力方向的判定——左手定则

(1)左手定则判定安培力的方向．

(2)特点：由左手定则知通电导线所受安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，所以安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所确定的平面．

(2018·浙江选考4月)处于磁场B中的矩形金属线框可绕轴OO′转动，当线框中通以电流I时，如图所示，此时线框左右两边受安培力F的方向正确的是( )

[解析] 根据左手定则可知，D 正确．

[答案] D

【题组过关】

考向一 磁场的叠加

1．三根平行的长直导体棒分别过正三角形ABC 的三个顶点，并与该三角形所在平面垂直，各导体棒中均通有大小相等的电流，方向如图所示．则三角形的中心O 处的合磁场方向为

( )

A ．平行于A

B ，由A 指向B

B ．平行于B

C ，由B 指向C

C ．平行于CA ，由C 指向A

D ．由O 指向C

解析：选A.如图所示，由右手螺旋定则可知，导线A 中电流在O

点产生的磁场的磁感应强度方向平行BC ，同理，可知导线B 、C 中电

流在O 点产生的磁场的磁感应强度的方向分别平行于AC 、AB ，又由于

三根导线中电流大小相等，到O 点的距离相等，则它们在O 点处产生

的磁场的磁感应强度大小相等，再由平行四边形定则，可得O 处的合磁场方向为平行于AB ，由A 指向B ，故选A.

2．如图所示，现有四条完全相同的垂直于纸面放置的长直导线，

横截面分别位于一正方形abcd 的四个顶点上，直导线分别通有方向垂

直于纸面向里、大小分别为I a ＝I ，I b ＝2I ，I c ＝3I ，I d ＝4I 的恒定电流．已

知通电长直导线周围距离为r 处磁场的磁感应强度大小为B ＝k I r

，式中

常量k >0，I 为电流大小．忽略电流间的相互作用，若电流I a 在正方形的几何中心O 点处产生的磁感应强度大小为B ，则O 点处实际的磁感应强度的大小及方向为( )

A ．22

B ，方向由O 点指向ad 中点

B．22B，方向由O点指向ab中点

C．10B，方向垂直于纸面向里

D．10B，方向垂直于纸面向外

解析：选A.由题意，直导线周围某点的磁感应强度的大小与电流的大小成正比，与距直导线的距离成反比．应用安培定则并结合平行四边形定则，可知A选项正确．考向二安培力作用下的平衡问题

3．如图所示，固定在水平面上的光滑绝缘斜面倾角为θ.导体棒ab静止在斜面上，ab 与斜面底边平行，通有图示的恒定电流I.空间充满竖直向上的匀强磁场．若现缓慢增大θ(θ<90°)，且ab始终静止在斜面上，则磁感应强度大小B应(不考虑磁场变化产生的感应电场)( )

A．缓慢增大B．缓慢减小

C．先增大后减小D．先减小后增大

解析：选A.由安培力公式和左手定则知，导体棒受水平向右的安培力BIL、垂直斜面向上的支持力和竖直向下的重力，由平衡条件可知mg tan θ＝BIL，则θ增大时，B应缓慢增大，A对．

考向三安培力作用下的运动

4.如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆

弧导线和直导线ab、cd(ab、cd在同一条水平直线上)连接而成的闭合

回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态．在半圆弧导线的

圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P.当P中通以方

向向外的电流时( )

A．导线框将向左摆动

B．导线框将向右摆动

C．从上往下看，导线框将顺时针转动

D．从上往下看，导线框将逆时针转动

解析：选D.当直导线P中通以方向向外的电流时，由安培定则可判断出长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向，磁感线是以P为圆心的同心圆，半圆弧导线与磁感线平行不受安培力，由左手定则可判断出直导线ab所受的安培力方向垂直纸面向外，cd所受的安培力方向垂直纸面向里，从上往下看，导线框将逆时针转动，故D正确．

5.光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心．两金

属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如图所示，大小为0.5 T．质量

为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属水平轨道上的M点．当在金属