【强烈推荐】高考物理复习资料大全第八章_磁场

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1、1第八章 磁 场考纲要览考纲要览 内 容要求说 明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磁电式电表原理 6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7质谱仪，回旋加速器1安培力计算限于直导线跟 B 平行或垂直两种情况2洛伦兹力的计算只限于与 B 平行v或垂直两种情况考向展望考向展望本章主要讨论了磁场的描述方法和磁场产 生的作用及相关问题，其中磁感应强度是电磁 学的基本问题，应认真理解；通电直导线在磁 场中的平衡、加速运动，带电粒子在洛伦兹力 作用下的圆周运动应熟练掌握；常见的磁体周 围的磁感线的空间分

2、布观念的建立，对解题很有帮助。高考本章的知 识考查覆盖面大，几乎涉及每个知识点，特别 是左手定则和带电粒子在磁场（或复合场）中 的运动，在试题中出现的频率较高，在今后的 高考中仍是一个热点问题，在复习过程中，应 引起我们的高度重视。第第 1 1 课时课时 磁场及其描述磁场及其描述基础知识回顾基础知识回顾1磁场磁场 （1）磁场：磁极、电流和运动电荷周围存在的 一种物质，对放入其中的磁体有力的作用，所 有磁体之间的相互作用都是通过磁场发生的， 所有磁现象都起源于电荷运动。 （2）磁场的方向：规定在磁场中任一点小磁针 北极受力的方向，亦即小磁针静止时的北极所 指的方向；磁场方向也和磁感应强度方向、磁

3、 感线在该处的切线方向一致。 2磁感线磁感线 （1）磁感线：为了形象的研究磁场而引入的一 束假象曲线，并不客观存在，但有实验基础。 （2）磁感线特点：磁感线的疏密程度能定性 的反映磁场的强弱分布、磁感线上任一点的切 线方向反映该点的磁场方向。磁感线是不相 交的闭合曲线。 3几种常见的磁场的磁感线 （1）条形磁铁磁感线：见图 8-1-1，外部从 N 极出发，进入 S 极；中间位置与磁感线切线与 条形磁铁平行。蹄形磁铁磁感线：见图 8-1-2，外部从 N 极出发， 进入 S 极。（2）直线电流的磁感线：见图 8-1-3，磁感线 是一簇以导线为轴心的同心圆，其方向由安培 定则来判定，右手握住通电导线

4、，伸直的大拇 指指向电流的方向，弯曲的四指所指的方向就 是磁感线方向，离通电导线越远的地方，磁场 越弱。2（3）通电螺旋管的磁感线：见图 8-1-4，与条 形磁铁相似，有 N、S 极，方向可由安培定则判 定，即用右手握住螺旋管，让弯曲的四指指电 流的方向，伸直的大拇指的方向就是螺旋管的 N 极（即螺旋管的中心轴线的磁感线方向） 。 （4）环形电流的磁感线：可以视为单匝螺旋管， 判定方法与螺旋管相同；也可以视为通电直导 线的情况。（5）地磁场的磁感线：地磁场的的 N 极在 地球的南极附近，S 极在地球的北极附近，磁感 线分布如图 8-1-6 所示；地磁场 B 的水平分量（）总是从地球的南极指向地

5、球的北极，xB竖直分量（）在南半球垂直于地面向上，在yB北半球垂直于地面向下；在赤道平面上，在 距离地球表面相等的各点，磁场强弱相同，且 方向水平向北。 （6）匀强磁场的磁感线：磁感应强度的大小和 方向处处相同的磁场，匀强磁场的磁感线是分 布均匀的，方向相同的平行线。见图 8-1-7 所示。3磁感应强度磁感应强度 （1）磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的 物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线， 所受的安培力与电流元的比值，叫做通电导线 所在处的磁感应强度，用符号 B 表示，即，磁感应强度的单位为特斯拉。国ILFB 际符号 T。 （2）磁感应强度是矢量。磁场中某点的磁感应 强度方向是该点的

6、磁场方向，即通过该点的磁 感线的切线方向；磁感应强度的大小由磁场本身决定，与放入磁场中的电流无关。重点难点例析重点难点例析1、磁场方向、磁感应强度方向、小磁针静止磁场方向、磁感应强度方向、小磁针静止 时北极指向以及磁感线切线方向的关系时北极指向以及磁感线切线方向的关系 它们的方向是一致的，只要知道其中一个 方向，就等于知道了其它三个方向，只是前两 个方向比较抽象，后两个方向比较形象直观。 【例例 1】1】一个带负电的橡胶圆盘处在竖直面内， 可以绕过其圆心的水平轴高速旋转，当它不转 动时，放在它左侧水 平轴上的小磁针静止 时的指向，如图 4-1-8 所示，从左往右看， 当橡胶圆盘逆时针高 速旋转

7、时，小磁针 N 极指向 （ ） A不偏转 B在纸面内向左偏 C在纸面内向右偏 D向纸面内偏 【 【解析解析】 】带负电的橡胶圆盘高速旋转时，相当于电 荷定向移动，可以等效为环形电流。环形电流的方向与圆盘转动方向相反，由安 培定则可以判断小磁针所在位置处的磁场方向 为沿轴线向右，所以小磁针的 N 极向右偏转。【答案答案】C 【点点拨拨】判断小磁针的指向首先要判断该处的磁 场方向，然后利用小磁针的北极指向和该处的磁 感线的切线方向一致来判断小磁针的指向。 拓展拓展 如图 8-1-9 所示，直导线、螺旋管、电磁铁三者 相距较远，它们 的磁场互不影响， 当电键 S 闭合后， 小磁针的北极 N（黑色）

8、，指示 出磁场方向正确 的 （ ） Aa Bb Cc Dd 【 【解析解析】 】（1）明确通电直导线、蹄形磁铁、螺线管 周围的磁场分布情况。 （2）小磁针静止时的 N 极 指向即为该点磁场方向。【 【答案答案】 】 ABC 2、磁感应强度的有关问题磁感应强度的有关问题 磁感应强度的问题主要两个问题：一是对 其物理意义的理解；第二是对它的矢量性的理 解。 【例例 2】2】以下说法正确的是：（ ）3A.由可知，磁感应强度 B 与一小段通ILFB 电直导线受到的磁场力 F 成正比B.一小段通电直导线受到的磁场力的方向就是 磁场的方向C.一小段通电直导线在某处不受磁场力，该处 的磁感应强度一定为零D.

9、磁感应强度为零处，一小段通电直导线在该 处一定不受磁场力 【 【解析解析】 】由磁感应强度的物理意义可知 A 选项错 误，磁感应强度与安培力的方向关系不难判断 B、C 错误。【 【答案答案】 】D【 【点点拨拨】 】必须准确理解公式成立的条件是ILFB 什么以及磁感应强度的物理意义。拓展拓展 如图 8-1-10 所示是磁场中某区域的磁感线的分 布情况, 则下列判断正确的是 ( ) A. a、b 两处的磁感强度大小不等, Ba Bb B. a、b 两处的磁感强度 大小不等, Ba W2；也可能 W1mg/q)的 匀强电场时,小球从 0 点静止释放后获得的最大速率 vm. 【 【考点考点】 】洛仑

10、兹力、重力、电场力做功特点等 【 【解析解析】 】(1)洛伦兹力不做功，由动能定理得， 2 21mvmgy 得 gyv2(2)设在最大距离 ym处的速率 vm，根据圆周运动有， RvmmgBqvm2 且由知 mmgyv2由及 R=2ym得 2222 Bqgmym小球运动如图所示由动能定理（qEmg）ym=2 21mv由圆周运动RvmqEmgBqvm2 由 及 R=2ym解得mgqEqBvm2【答案答案】见解析 【点点拨拨】 解决第问必须首先清楚各力的特点，先求 出电场力和重力的合力，方向向上，具有前面的重力 的特点，在应用动能定理解题。【例例 4】2006 北京，北京，24 磁流体推进船的动力

11、来源于 电流与磁场间的相互作用。图 1 是平静海面上某实 验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形 通道（简称通道）组成。如图 2 所示，通道尺寸 a2.0m，b0.15m、c0.10m。工作时，在通道内 沿 z 轴正方向加 B8.0T 的匀强磁场；沿 x 轴正方 向加匀强电场，使两金属板间的电压 U99.6V；海 水沿 y 轴正方向流过通道。已知海水的电阻率 0.22m。（1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海 水推力的大小和方向；（2）船以 vs5.0m/s 的速度匀速前进。若以船 为参照物，海水以 5.0m/s 的速率涌入进水口由于通 道的截面积小球进水口的截面积，在通道内海水速 率

12、增加到 vd8.0m/s。求此时两金属板间的感应电 动势 U感。 （3）船行驶时，通道中海水两侧的电压 UUU感计算，海水受到电磁力的 80%可以转化为对船的 推力。当船以 vs5.0m/s 的船速度匀速前进时，求 海水推力的功率。【 【考点考点】 】安培力、欧姆定律、电阻定律、功率等【 【解析解析】 】（1） 根据安培力公式，推力 F1=I1Bb，其中； RUI 1acbR则对海水的推力NBpUBbRUFac8 .7961沿 y 轴的正方向（向右）（2）U感=Bu感b=9.6 V（3）根据欧姆定律，ApbacbBvU RUIs600)(2图 8-5-428安培力 F2I2Bb720 N推力的

13、功率 PFvs80%F2vs2 880 W【答案答案】见解析 【点点拨拨】本题涉及到多个知识点的综合运用，难度较 大,特别是速度、电压、电阻要注意与实际物理情景 对应，再运用相应的规律解题。高考题选编高考题选编107 全国全国,19 如图所示，一 带负电的质点在固定的正的点电 荷作用下绕该正电荷做匀速圆周 运动，周期为 T0，轨道平面位于 纸面内，质点的速度方向如图中 箭头所示。现加一垂直于轨道平 面的匀强磁场，已知轨道半径不 因此而改变，则 ( ) A若磁场方向指向纸里，质点运动周期将大于 T0 B若磁场方向指向纸里，质点运动周期将小于 T0 C若磁场方向指向纸外，质点运动周期将大于 T0

14、D若磁场方向指向纸外，质点运动周期将小于 T0 【 【解析解析】 】加磁场以后，磁场力和库仑力的合力提供向 心力，根据动力学关系可知 AD 选项正确【 【答案答案】 】 AD 207 天津，天津，19 如图所示， 在 x 轴上方存在着垂直于纸 面向里、磁感应强度为 B 的 匀强磁场，一个不计重力的 带电粒子从坐标原点 O 处以 速度 v 进入磁场，粒子进入 磁场时的速度方向垂直于磁场且与 x 轴正方向成 120角，若粒子穿过 y 轴正半轴后在磁场中到 x 轴 的最大距离为 a，则该粒子的比荷和所带电荷的正 负是 ( )AaBv 23，正电荷 BaBv 2，正电荷 CaBv 23，负电荷 DaB

15、v 2，负电荷【答案答案】 C 32006 北京，北京，20 如图 所示，匀强磁场的方向 垂直纸面向里，一带电 微粒从磁场边界 d 点垂 直于磁场方向射入，沿 曲线 dpa 打到屏 MN 上的 a 点，通过 pa 段用时为 t，若该微粒经过 P 点时， 与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒， 最终打到屏 MN 上。两个微粒所受重力均忽略。新 微粒运动的 （ ） A轨迹为 pb,至屏幕的时间将小于 t B轨迹为 pc,至屏幕的时间将大于 t C轨迹为 pb，至屏幕的时间将等于 t D轨迹为 pa，至屏幕的时间将大于 t 【 【解析解析】 】与不带电的粒子碰撞以后，动量保持不变，故 粒子的轨道半径不变；碰撞以后粒子质量增大，故粒 子运动周期增大，所以 D 选项正确。【答案答案】 D 420062006 江苏，江苏，21 关于磁感线，下列说法中正确的 是 （ ） A磁感线是实际存在于磁场中的线 B磁感线上任意一点的切线方向，都跟该点的磁 场方向一致 C磁感线是一条条不闭合的曲线 D磁感线有可能出现相交的情况 【答案答案】 B 52006 广东，广东，29 如图 8-5-7 所示，在倾角为的光滑斜