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1、高考物理一轮复习第八章磁场基础学案第八章 磁场第1节磁场及其对电流的作用精题对点诊断1磁感线的特点下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是 ()A磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B磁感线是磁场中客观存在的线C磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止D实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线【解析】 磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不是客观存在的线，可用细铁屑模拟；在磁铁外部磁感线由N极到S极，但内部是由S极到N极，故只有A正确【答案】A2认识地磁场19世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设

2、：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的则该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线) ()A由西向东垂直磁子午线B由东向西垂直磁子午线C由南向北沿磁子午线D由赤道向两极沿磁子午线【解析】 如图所示，考虑地球的自转方向，利用安培定则可以判定磁场是由东向西的环形电流产生的，故选项B正确【答案】B3应用安培定则下列四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是()图811A BC D【解析】由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，正确、错误；和为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出正确、错误故正确选项为C.【答案】C4左手定则在图中，标出磁场B的方向，通电直导

3、线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是()【解析】根据左手定则，A错误、C正确电流与磁感线平行时，通电直导线不受安培力，B错误安培力的方向应和磁感线垂直，D错误【答案】C5磁通量与条形磁铁的磁场如图812所示，条形磁图812铁竖直放置，一水平圆环从磁铁上方位置向下运动，到达磁铁上端位置，套在磁铁上到达中部，再到磁铁下端位置，再到下方.磁铁从过程中，穿过圆环的磁通量变化情况是()A变大，变小，变大，变小B变大，变大，变小，变小C变大，不变，不变，变小D变小，变小，变大，变大【解析】从条形磁铁磁感线的分布情况看，穿过圆环的磁通量在位置处最大，所以正确选项为B.【答案】B基

4、础知识回顾一、磁场、磁感强度1磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向2磁感线在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度的方向一致3磁体的磁场和地磁场4磁感应强度(1)物理意义：描述磁场强弱和方向(2)定义式：B(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(T)5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)特点匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线6电流的磁场 通电直导线通电螺线管环形电流特点无磁极、非匀强，且距导线越

5、远处磁场越弱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 环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图纵截面图二、磁通量1概念在磁感应强度为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：BS.(匀强磁场且BS)3单位：1 Wb1_Tm2.三、磁场对电流的作用安培力1安培力的大小(1)当磁场B与电流垂直时：FBIL.(2)当磁场B与电流平行时：F0.2安培力的方向(1)用左手定则判定：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

6、(2)安培力的方向特点：FB，FI，即F垂直于B和I决定的平面基本能力提升一、判断题(1)磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关. ()(2)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致.()(3)垂直磁场放置的线圈面积减小时，穿过线圈的磁通量一定减小()(4)磁感线越密，磁场越强. ()(5)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. ()(6)安培力一定不做功()二、非选择题如图813所示，光滑的平行导轨倾角为，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将

7、质量为m、长度为L的导体棒呈水平放于导轨上，并将导体棒由静止释放，求导体棒在释放的瞬间加速度的大小图813【解析】从b向a看，画出侧视图受力如图所示，导体棒受重力mg、支持力FN和安培力F，由牛顿第二定律：mgsin Fcos ma FBIL I 由式可解得agsin 【答案】gsin 第2节磁场对运动电荷的作用精题对点诊断1洛伦兹力的理解带电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是()A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B如果把q改为q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子在只受到洛伦兹力作用

8、下运动的动能、速度均不变【解析】因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关，而且与粒子速度的方向有关，如当粒子速度与磁场垂直时FqvB，当粒子速度与磁场平行时F0.又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直，因而速度方向不同时，洛伦兹力的方向也不同，所以A项错误；因为q改为q且速度反向，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由FqvB知大小不变，所以B项正确；因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，所以C项错误；因为洛伦兹力总与速度方向垂直，因此洛伦兹力不做功，粒子动能不变，但洛伦兹力可改变粒子的运动方向，使粒子速度的方向不断改变，所以D项错误【答案】 B2洛伦兹力的方向判断(多选)

9、如下图所示，对应的四种情况中，对各粒子所受洛伦兹力的方向的描述，其中正确的是()A垂直于v向右下方 B垂直于纸面向里 C垂直于纸面向外 D垂直于纸面向外【解析】由左手定则可判断：A图中洛伦兹力方向垂直于v向左上方，B图中洛伦兹力垂直于纸面向里，C图中垂直于纸面向里，D图中洛沦兹力垂直于纸面向外，故选项B、D正确，选项A、C错误【答案】 BD3洛伦兹力的做功特点带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用下列表述正确的是 ()A洛伦兹力对带电粒子做功B洛伦兹力不改变带电粒子的动能C洛伦兹力的大小与速度无关D洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向【解析】根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做

10、功，选项A错、选项B正确根据FqvB，可知洛伦兹力的大小与速度有关，C错误；洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向，不改变速度的大小，选项D错误【答案】B基础知识回顾一、洛伦兹力1洛伦兹力的方向(1)判断方法：左手定则(2)方向特点：FB，Fv.即F垂直于B和v决定的平面(注意：B和v不一定垂直)2洛伦兹力的大小(1)vB时，洛伦兹力F0.(2)vB时，洛伦兹力FqvB.(3)v0时，洛伦兹力F0.3洛伦兹力的特点洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小，或者说，洛伦兹力对带电粒子不做功二、带电粒子在匀强磁场中的运动1粒子的运动性质(1)若v0B，则粒子不受洛伦兹力，在磁场中做匀速直线运动(2)若v0B

11、，则带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动2半径和周期公式基本能力提升一、判断题(1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用. ()(2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直()(3)根据公式T，可知带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比()(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其运动半径与带电粒子的比荷有关()二、选择题(多选)如右图821所示，在匀强磁场中，磁感应强度B12B2，当不计重力的带电粒子从B1磁场区运动到B2磁场区域时，粒子的()图821A速率将加倍B轨迹半径加倍C周期将加倍D做圆运动的角速度将加倍【解析】因为洛伦兹力不做功，所以粒子速率不会改变 据r

12、，B减半，r加倍； 据T，B减半，T加倍；据，T加倍，减半【答案】BC第3节带电粒子在复合场中的运动精题对点诊断1电子在复合场中的直线运动一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则 ()A此空间一定不存在磁场 B此空间一定不存在电场C此空间可能只有匀强磁场，方向与电子速度方向垂直D此空间可能同时有电场和磁场【解析】当空间只有匀强磁场且电子的运动方向与磁场方向垂直时，电子受洛伦兹力作用，会发生偏转，选项C错误；当电子的运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力，不发生偏转，选项A错误；当空间既有电场又有磁场，且两种场力相互平衡时，电子不会发生偏转，选项D正确；当空间只有匀强电场，电子运动方向与电场线平行时，运

13、动方向不变化，选项B错误【答案】D2速度选择器(多选)图831为一“滤速器”装置的示意图a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能沿水平直线OO运动，由O射出不计重力作用可能达到上述目的的办法是()图831A使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里B使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里C使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外D使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外【解析】电子能沿水平直线运动，则电子所受的电场力与洛伦兹力大小相等方向相反

14、，当a板电势高于b板时，根据左手定则判断，磁场方向应垂直纸面向里，所以选项A正确、选项C错误；当a板电势低于b板时，根据左手定则判断，磁场方向应垂直纸面向外，所以选项D正确、选项B错误【答案】AD3电磁流量计 图832是电磁流量计的示意图圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电势差U，就可以知道管中液体的流量Q单位时间内流过管道横截面的液体的体积已知管的直径为d，磁感应强度为B，则关于Q的表达式正确的是()图832AQ BQCQ DQ【解析】设液体流速为v，则有： qBvq，v，液体的流量Qvd2，故选项B正确【答案】B基础知识回顾一、带电粒子

15、在复合场中的运动1复合场(1)叠加场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存(2)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运动情况分类(1)静止或匀速直线运动 当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或匀速直线运动状态(2)匀速圆周运动 当带电粒子所受的重力与电场力大小相等，方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动(3)较复杂的曲线运动当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线(4)分

16、阶段运动带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成二、应用实例1质谱仪(1)构造：如图833所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等组成图833(2)原理：粒子由静止在加速电场中被加速，根据动能定理有qUmv2.粒子在磁场中受洛伦兹力偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，qBv.由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷.2回旋加速器(1)构造：如图834所示，D1、图834D2是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源D形盒处于匀强磁场中(2)原理：交变电流的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子在做圆周运动

17、的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电场强度方向周期性地发生变化，粒子就会被一次一次地加速由qvB，得Ekm，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径R决定，与加速电压无关3速度选择器(1)原理图图835(2)规律若qv0BqE，即v0，粒子做匀速直线运动4磁流体发电机(1)原理图图836(2)规律：等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极带电，当qqv0B时，两极板间能达到最大电势差UBv0d.5电磁流量计(1)原理图图837(2)规律当qqvB时，有v，流量QSv.6霍尔效应(1)原理图图838(2)规律在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与

18、磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差，这种现象称为霍尔效应基本能力提升一、判断题(1)带电体在复合场中运动时，必须要考虑重力()(2)带电粒子在复合场中不可能处于静止状态.()(3)带电粒子在一定的条件下，在复合场中可以做匀速圆周运动()(4)当正电荷在速度选择器中做匀速直线运动时，负电荷以同样大的速度不可能做匀速直线运动()(5)电磁流量计测量的是液体的体积()(6)磁流体发电机两极板间的最大电势差为UBvd，其中v为电荷定向移动的速率()二、选择题(多选)一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示在下列的几种图中，可能出现的是 ()【解析】根据带电粒子在电场中的偏转情况可以确定带电粒子带电的正、负选项A、C、D中粒子带正电，选项B中粒子带负电再根据左手定则判断粒子在磁场中偏转方向，可以确定选项A、D正确，选项B、C错误【答案】AD