高三物理磁场专题一
高三物理总复习磁场专题
高三物理总复习磁场专题1. 如图所示，在匀强磁场Ｂ的区域内有一光滑倾斜金属导轨，倾角为θ，导轨间距为Ｌ，在其上垂直导轨放置一根质量为m 的导线，接以如图所示的电源，电流强度为Ｉ，通电导线恰好静止，则匀强磁场的磁感强度必须满足一定条件,下述所给条件正确的是. Ａ.Ｂ＝mgsin θ／ＩＬ，方向垂直斜面向上 Ｂ.Ｂ＝mgcos θ／ＩＬ，方向垂直斜面向下Ｃ.Ｂ＝mg/ＩＬ，方向沿斜面水平向左Ｄ.Ｂ＝mgtg θ／ＩＬ，方向竖直向上2. 如图所示，虚线区域内存在着电场强度为E 的匀强电场和磁感强度为B 的匀强磁场，已知从左方水平射入的电子穿过这一区域时未发生偏转，设重力忽略不计，则这区域内的E 和B 的方向可能是下列叙述中的①E 和B 都沿水平方向，并与电子运动方向相同 ②.E 和B 都沿水平方向，并与电子运动方向相反 ③．E 竖直向上，B 垂直纸面向外 ④．E 竖直向上，B 垂直纸面向里A 、①④B 、②④C 、①②③D 、①②④ 3. 如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B ，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC 且垂直于磁场方向．一个质量为m 、电荷量为-q 的带电粒子从P 孔以初速度V 0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角θ＝600，粒子恰好从C 孔垂直于OC 射入匀强电场，最后打在Q 点，已知OQ ＝ 2 OC ，不计粒子的重力，求：✧ ( l )粒子从P 运动到Q 所用的时间 t 。
✧ ( 2 )电场强度 E 的大小✧( 3 )粒子到达Q 点时的动能E kQ4. 在图所示的四幅图中，正确标明了通电导线所受安培力F 方向的是θ θPOQCEB θv 0B F IA BFB B FI B FI C5. 关于磁感应强度，下列说法中正确的是 A ．由F B IL=可知，B 与F 成正比，与IL 成反比B ．通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零C ．通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场，即B ＝0D ．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关6. 如图7所示是电磁流量计的示意图。
高中物理竞赛讲义-磁场典型例题解析精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版磁场典型例题解析一、磁场与安培力的计算【例题1】两根无限长的平行直导线a 、b 相距40cm ，通过电流的大小都是3.0A ，方向相反。
试求位于两根导线之间且在两导线所在平面内的、与a 导线相距10cm 的P 点的磁感强度。
【解说】这是一个关于毕萨定律的简单应用。
解题过程从略。
【答案】大小为×10−6T ，方向在图9-9中垂直纸面向外。
【例题2】半径为R ，通有电流I 的圆形线圈，放在磁感强度大小为B 、方向垂直线圈平面的匀强磁场中，求由于安培力而引起的线圈内张力。
【解说】本题有两种解法。
方法一：隔离一小段弧，对应圆心角θ ，则弧长L = θR 。
因为θ → 0（在图9-10中，为了说明问题，θ被夸大了），弧形导体可视为直导体，其受到的安培力F = BIL ，其两端受到的张力设为T ，则T 的合力ΣT = 2Tsin 2θ再根据平衡方程和极限xxsin lim0x →= 0 ，即可求解T 。
方法二：隔离线圈的一半，根据弯曲导体求安培力的定式和平衡方程即可求解…【答案】BIR 。
〖说明〗如果安培力不是背离圆心而是指向圆心，内张力的方向也随之反向，但大小不会变。
〖学员思考〗如果圆环的电流是由于环上的带正电物质顺时针旋转而成（磁场仍然是进去的），且已知单位长度的电量为λ、环的角速度ω、环的总质量为M ，其它条件不变，再求环的内张力。
〖提示〗此时环的张力由两部分引起：①安培力，②离心力。
前者的计算上面已经得出（此处I = ωπλ•π/2R 2 = ωλR ），T 1 = B ωλR 2 ；后者的计算必须．．应用图9-10的思想，只是F 变成了离心力，方程 2T 2 sin 2θ =πθ2M ω2R ，即T 2 =πω2R M 2 。
〖答〗B ωλR 2 + πω2R M 2 。
【例题3】如图9-11所示，半径为R 的圆形线圈共N 匝，处在方向竖直的、磁感强度为B 的匀强磁场中，线圈可绕其水平直径（绝缘）轴OO ′转动。
高三物理《磁场》复习课件
欢迎来到高三物理《磁场》复习课件！通过本课件，我们将一起探索磁场的 神秘世界，了解其性质、来源、作用、储能和应用。
磁场概述
我们将从最基础的层面开始，介绍磁场的概念和特点。磁场是由物质中的电 荷运动所形成的，能够对其他电荷和磁性物质施加力。
磁场的性质
1 磁力线
磁场力线的特点及其表示方法
3 磁场强度
磁场的大小与其对电荷的影响强弱
2 磁场方向
确定磁场方向的规则和磁针的作用
磁场的来源
1
磁铁
不同类型磁铁的特点及其产生磁场的原理
2
电流
安培定则和导线产生的磁场
3
电磁铁
通过电流控Leabharlann 磁场的强弱磁场的作用磁悬浮
利用磁场力实现物体悬浮的原 理和应用
罗盘
利用磁场指示方向的仪器
磁共振成像
利用磁场和无害的无线电波产 生详细的人体影像
3
磁存储
磁存储介质的原理和数据存储方式
磁感应强度
定义
磁感应强度的含义和计量 单位
磁场强度与磁感应强 度
两者的关系和区别
磁场的测量
测量磁感应强度的方法和 仪器
磁场的储能
磁场具有储能的能力，我们将探索磁场能量的来源、计算方法和实际应用。
磁场的应用
1
电磁感应
电磁感应的原理和电磁感应现象在发电机和变压器中的应用
2
电磁波
电磁波的特性和应用，如通信和医学诊断
2014高三物理专项训练综合复习1：磁场
2014高三物理专项训练综合复习一磁场第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．下列关于电场和磁场的说法中正确的是( )A．电场线和磁感线都是封闭曲线B．电场线和磁感线都是不封闭曲线C．通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用D．电荷在电场中一定受到电场力的作用解析：磁感线是封闭曲线，电场线不是封闭曲线，选项A、B均错；当通电导线与磁场方向平行时，不受磁场力的作用，但电荷在电场中一定受到电场力的作用，选项C错误而选项D正确．答案：D图12．如图1所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是( )A．不改变电流和磁场方向，适当增大电流B ．只改变电流方向，并适当减小电流C ．不改变磁场和电流方向，适当减小磁感应强度D ．只改变磁场方向，并适当减小磁感应强度解析：通入A →C 方向的电流时，由左手定则可知，安培力方向垂直金属棒向上，2T ＋F 安＝mg ，F 安＝BIL ；欲使悬线张力为零，需增大安培力，但不能改变安培力的方向，只有选项A 符合要求．答案：A3．速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹如图所示，则磁场最强的是( )解析：由qvB ＝m v 2r 得r ＝mv qB，速率相同时，半径越小，磁场越强，选项D 正确．答案：D图24．如图2所示，用绝缘轻绳悬吊一个带正电的小球，放在匀强磁场中．现把小球拉至悬点右侧a 点，轻绳被水平拉直，静止释放后，小球在竖直平面内来回摆动．在小球运动过程中，下列判断正确的是( )A ．小球摆到悬点左侧的最高点与a 点应在同一水平线上B ．小球每次经过最低点时所受洛伦兹力大小相等C ．小球每次经过最低点时所受洛伦兹力方向相同D．小球每次经过最低点时轻绳所受拉力大小相等解析：由洛伦兹力不做功，小球机械能守恒，小球在最低点的速度相等，选项A、B均正确；设小球在最低点的速度为v，从右侧摆下时，在最低点受洛伦兹力的方向竖直向下，且T1－qvB－mg＝m v2 L；从左侧摆下时，在最低点受洛伦兹力的方向竖直向上，且T2＋qvB－mg＝m v2L；T1≠T2，选项C、D均错．答案：AB图35．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒．两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示．现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是( )A．减小磁场的磁感应强度B．减小狭缝间的距离C．增大高频交流电压D．增大金属盒的半径解析：设粒子的最终速度为v，由R＝mvqB及E k＝12mv2得E k＝qBR22m，粒子的动能与交流电压无关，选项D可使射出的粒子动能增大．答案：D6．质量为m 、带电荷量为q 的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动，形成空间环形电流．已知粒子的运动速率为v 、半径为R 、周期为T ，环形电流的大小为I .则下面说法中正确的是( )A ．该带电粒子的比荷为q m ＝BR vB ．在时间t 内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ＝qBt mC ．当速率v 增大时，环形电流的大小I 保持不变D ．当速率v 增大时，运动周期T 变小解析：在磁场中，由qvB ＝mv 2R ，得q m ＝v BR，选项A 错误；在磁场中运动周期T ＝2πm qB 与速率无关，选项D 错误；在时间t 内，粒子转过的圆弧对应的圆心角θ＝t T ·2π＝qBt m，选项B 正确；电流定义I ＝q T ＝Bq 22πm，与速率无关，选项C 正确． 答案：BC图47．如图4所示，质量为m 、带电荷量为＋q 的P 环套在固定的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B .现给环一向右的初速度v 0(v 0>mg qB)，则( )A．环将向右减速，最后匀速B．环将向右减速，最后停止运动C．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是12 mv02D．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是12mv02－12m(mgqB)2图5解析：由题意可知qv0B>mg，受力分析如图5所示．水平方向物体做减速运动，f＝μF N＝μ(qvB－mg)，当qvB＝mg，即v＝mgqB时，F N＝0，之后物体做匀速直线运动，选项A、D正确而B、C错误．答案：AD图68．如图6所示，圆柱形区域的横截面在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时，穿过此区域的时间为t；若该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转了π/3，根据上述条件可求得的物理量为( ) A．带电粒子的初速度B ．带电粒子在磁场中运动的半径C ．带电粒子在磁场中运动的周期D ．带电粒子的比荷图7解析：设圆柱形区域的半径为R ，粒子的初速度为v 0，则v 0＝2R t ，由于R 未知，无法求出带电粒子的初速度，选项A 错误；若加上磁场，粒子在磁场中的轨迹如图7所示，设运动轨迹半径为r ，运动周期为T ，则T ＝2πrv 0，速度方向偏转了π/3，由几何关系得，轨迹圆弧所对的圆心角θ＝π/3，r ＝3R ，联立以上式子得T ＝3πt ；由T＝2πm /qB 得q /m ＝23Bt，故选项C 、D 正确；由于R 未知，无法求出带电粒子在磁场中做圆周运动的半径，选项B 错误．答案：CD图89．如图8所示，ABC 为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB 为倾斜直轨道，BC 为与AB 相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电，现将三个小球在轨道AB 上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则( )A ．经过最高点时，三个小球的速度相等B ．经过最高点时，甲球的速度最小C ．甲球的释放位置比乙球的高D ．运动过程中三个小球的机械能均保持不变解析：恰好过最高点，对甲球：mg ＋qv 甲B ＝mv 甲2R；对乙球：mg －qv 乙B ＝mv 乙2R ；对丙球：mg ＝mv 丙2R，故v 甲>v 丙>v 乙，故选项A 、B 均错．洛伦兹力不做功，故运动过程中三个小球的机械能均保持不变，选项C 、D 均正确．答案：CD10．如图所示，虚线框中存在匀强电场E 和匀强磁场B ，它们相互正交或平行．有一个带负电的小球从该复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下列的哪些复合场区域( )解析：带电小球要沿直线通过复合场区域，则受力必须平衡，分析刚进复合场时的受力就可得C 、D 正确．答案：CD第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)11．实验室里可以用图9甲所示的小罗盘估测条形磁铁磁场的磁感应强度．方法如图乙所示，调整罗盘，使小磁针静止时N极指向罗盘上的零刻度(即正北方向)，将条形磁铁放在罗盘附近，使罗盘所在处条形磁铁的方向处于东西方向上，此时罗盘上的小磁针将转过一定角度．若已知地磁场的水平分量B x，为计算罗盘所在处条形磁铁磁场的磁感应强度B，则只需知道________，磁感应强度的表达式为B＝________.图9答案：罗盘上指针的偏转角B x tanθ12．如图10所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T 的匀强磁场，一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度放置一质量为0.1 kg、电荷量q＝＋0.2 C 的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为0.6 N的恒力，g取10 m/s2，则木板的最大加速度为________；滑块的最大速度为________．图10解析：开始滑块与板一起匀加速，刚发生相对滑动时整体的加速度a＝FM＋m＝2 m/s2，对滑块μ(mg－qvB)＝ma，代入数据可得此时刻的速度为6 m/s.此后滑块做加速度减小的加速运动，最终匀速．mg ＝qvB代入数据可得此时刻的速度为10 m/s.而板做加速度增加的加速运动，最终匀加速．板的加速度a＝FM＝3 m/s2答案：3 m/s210 m/s三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图1113．有两个相同的全长电阻为9 Ω的均匀光滑圆环，固定于一个绝缘的水平台面上，两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm 的竖直面内，两环的连心线恰好与环面垂直，两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B＝0.87 T的匀强磁场，两球的最高点A和C间接有一内阻为0.5 Ω的电源，连接导线的电阻不计．今有一根质量为10 g，电阻为1.5 Ω的棒置于两环内侧且可顺环滑动，而棒恰好静止于如图11所示的水平位置，它与圆弧的两接触点P、Q和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为θ＝60°，取重力加速度g＝10 m/s2.试求此电源电动势E的大小．图12解析：在图中，从左向右看，棒PQ 的受力如图12所示，棒所受的重力和安培力F B 的合力与环对棒的弹力F N 是一对平衡力，且F B ＝mg tan θ＝3mg而F B ＝IBL ，所以I ＝3mg BL＝3×10×10－3×100.87×0.2A ＝1 A 在右图所示的电路中两个圆环分别连入电路中的电阻为R ，则R ＝93×9－939 Ω＝2 Ω由闭合电路欧姆定律得E ＝I (r ＋2R ＋R棒)＝1×(0.5＋2×2＋1.5) V ＝6 V答案：6 V图1314．如图13所示，匀强磁场中放置一与磁感线平行的薄铅板，一个带电粒子进入匀强磁场，以半径R 1＝20 cm 做匀速圆周运动．第一次垂直穿过铅板后以半径R 2＝19 cm 做匀速圆周运动，则带电粒子能够穿过铅板的次数是多少？解析：粒子每穿过铅板一次损失的动能都相同，但是粒子每穿过铅板一次其速度的减少却是不同的，速度大时，其速度变化量小；速度小时，速度变化量大．但是粒子每次穿过铅板时受铅板的阻力相同，所以粒子每次穿过铅板克服阻力做的功相同，因而每次穿过铅板损失的动能相同．粒子每穿过铅板一次损失的动能为：ΔE k＝12mv12－12mv22＝q2B22m(R12－R22)粒子穿过铅板的次数为：n＝12mv12ΔE k＝R12R12－R22＝10.26次，取n＝10次．答案：10图1415．如图14所示，电源电动势E0＝15 V，内阻r0＝1Ω，电阻R1＝30 Ω，R2＝60Ω.间距d＝0.2 m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B＝1 T的匀强磁场．闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v＝0.1 m/s 沿两板间中线水平射入板间．设滑动变阻器接入电路的阻值为R x，忽略空气对小球的作用，取g＝10 m/s2.(1)当R x＝29 Ω时，电阻R2消耗的电功率是多大？(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60°，则R x是多少？解析：(1)设R1和R2的并联电阻为R，有R＝R1R2R1＋R2①R1两端的电压为：U＝E0Rr0＋R＋R x②R2消耗的电功率为：P＝U2 R2③当R x＝29 Ω时，联立①②③式，代入数据，得P＝0.6 W．④(2)设小球质量为m，电荷量为q，小球做匀速圆周运动时，有：qE＝mg⑤E＝U d ⑥设小球做圆周运动的半径为r，有qvB＝mv2 r⑦由几何关系有r＝d⑧联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据，解得R x＝54 Ω.⑨答案：(1)0.6 W (2)54 Ω16．利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图15甲，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称为霍尔效应．其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是c、f间建立起电场E H，同时产生霍尔电势差U H.当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，E H和U H达到稳定值，U H的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式U H＝R H IB d，其中比例系数R H称为霍尔系数，仅与材料性质有关．(1)设半导体薄片的宽度(c、f间距)为l，请写出U H和E H的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图15甲中c、f哪端的电势高；(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为n，电子的电荷量为e，请导出霍尔系数R H的表达式．(通过横截面积S的电流I ＝nevS，其中v是导电电子定向移动的平均速率)；图15(3)图15乙是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反．霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近．当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图象如图15丙所示．a．若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式．b．利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程．除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想．解析：(1)U H＝E H l；c端电势高．(2)由U H ＝R HIB d① 得R H ＝U H d IB ＝E H l dIB②当电场力与洛伦兹力相等时eE H ＝evB 得E H ＝vB ③ 又I ＝nevS ④将③、④代入②，得R H ＝vBl d IB ＝vl d nevS ＝ld neS ＝1ne.(3)a.由于在时间t 内，霍尔元件输出的脉冲数目为P ，则P ＝mNt圆盘转速为N ＝Pmtb ．提出的实例或设想合理即可． 答案：(1)U H ＝E H l ；c 端电势高 (2)R H ＝1ne(3)见解析。
高三物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析
高三物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析1.如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流：a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。
关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是A．a处的磁感应强度大小比c处的大B．b、c两处的磁感应强度大小相等C．a、c两处的磁感应强度方向相同D．b处的磁感应强度为零【答案】AD【解析】由右手定则可以判断，a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场相加，但a距离两导线比c近，故a处的磁感应强度大小比c处的大，Ａ对；ｂ、c与右侧电流距离相同，故右侧电流对此两处的磁场要求等大反向，但因为左侧电流要求此两处由大小不同、方向相同的磁场，故b、c两处的磁感应强度大小不相等，B错；由右手定则可知，a处磁场垂直纸面向里，c处磁场垂直纸面向外，C错；b与两导线距离相等，故两磁场叠加为零，D对。
【考点】磁场叠加、右手定则2.彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是【答案】AB【解析】由安培定则可以判断，A中I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里，I2在线圈位置产生的磁场方向向外，穿过线圈的磁通量可能为零，同理可以判断B中，I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向外，I2在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里，穿过线圈的磁通量可能为零，A、B正确；C中I1、I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向里，D中I1，I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向外，C、D中穿过线圈的磁通量不可能为零．【考点】通电直导线周围磁场的方向。
3.如图所示，两根长直导线m、n竖直插在光滑绝缘水平桌面上的小孔P、Q中，O为P、Q连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称，导线中通有大小、方向均相同的电流I．下列说法正确的是A．O点的磁感应强度为零B．a、b两点磁感应强度的大小Ba >BbC．a、b两点的磁感应强度相同D．n中电流所受安培力方向由P指向Q【答案】A【解析】根据安培右手定则，m在O点产生的磁场方向垂直ab连线向里，n在O点产生的磁场方向垂直ab连线向外，根据对称性，磁感应强度大小相等，磁场矢量和等于0，选项A对。
高三物理第一轮总复习课件：磁场省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
尤其提醒： （1）洛伦兹力只变化粒子速度方向不变化速度大小 （2）洛伦兹力旳方向总是与粒子速度方向垂直．所 以洛伦兹力一直不做功． （3）安培力是洛伦兹力旳宏观体现，但各自旳体现 形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培 力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功．
二．带电粒子在匀强磁场中旳运动规律(只受洛伦兹力）
⑶在赤道平面上，距离地球表面相等旳各点，磁感应 强度相等，且方向均水平指向北极．
二、磁感线
1.磁感线：在磁场中画出旳某些有方向旳假想曲线，使 曲线上旳任意一点旳切线方向都跟该点旳磁场方向相同， 都代表磁场中该点小磁针北极受力旳方向．
2.磁感线旳特点
⑴磁感线是闭合曲线，磁体旳外部是从N极到S极，内部 是从S极到N极； ⑵磁感线旳疏密表达磁场旳强弱，磁感线上某点旳切线 方向表达该点旳磁场方向； ⑶磁感线是人们为了形象描述磁场而假想旳．
1、速度方向与磁场方向平行
若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀 速直线运动．
2、速度方向与磁场方向垂直
若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感 线旳平面内以入射速度v做匀速圆周运动．
3、带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线旳 平面内做匀速圆周运动旳基本公式：
⑴向心力公式：F向
高三物理第一轮总复习
（2023届）
第一课时 磁场及其描述
一、磁场 1.磁场：一种看不见、摸不着、存在于电流或磁体周围 旳物质，它传递着磁相互作用．(客观存在）
2.基本性质：磁场对处于其中旳磁体、电流和运动电荷 有力旳作用．
3.磁场旳方向：小磁针N极所受磁场力旳方向，或小磁 针静止时N极所指旳方向．
【例与练】 （2023全国理综）.电磁轨道炮工作原理如 图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动， 并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，经过 导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹 体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感 应强度旳大小与I成正比。通电旳弹体在轨道上受到安 培力旳作用而高速射出。现欲使弹体旳出射速度增长 至原来旳2倍，理论上可采用旳措施是（ BD ） A.只将轨道长度L变为原来旳2倍 B.只将电流I增长至原来旳2倍 C.只将弹体质量减至原来旳二分之一 D.将弹体质量减至原来旳二分之一， 轨道长度L变为原来旳2倍，其他量不变
高三物理第一轮复习磁场基本性质;磁场对电流的作用
准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第一轮复习：磁场根本性质；磁场对电流的作用【本讲信息】一. 教学内容：1. 磁场根本性质2. 磁场对电流的作用【要点扫描】磁场根本性质〔一〕磁场1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的根本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用．2、磁现象的电本质：所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．〔二〕磁感线为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线．1、疏密表示磁场的强弱．2、每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感强度的方向．3、是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。
4、匀强磁场的磁感线平行且距离相．没有画出磁感线的地方不一没有磁场．5、安培那么：拇指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个圆，每点磁场方向是在该点的切线方向。
*熟记常用的几种磁场的磁感线：〔三〕磁感强度1、磁场的最根本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。
2、在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感强度．①表示磁场强弱的物理量．是矢量．②大小：ILFB 〔电流方向与磁感线垂直时的公式〕．③方向：左手那么：是磁感线的切线方向；是小磁针N极受力方向；是小磁针静止时N极的指向．不是导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向．④单位：牛/安米，也叫特斯拉，单位制单位符号T．⑤点B：就是说磁场中某一点了，那么该处磁感强度的大小与方向都是值．⑥匀强磁场的磁感强度处处相．⑦磁场的叠加：空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场，那么该点的磁感强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感强度的矢量和，满足矢量运算法那么。
〔四〕磁通量与磁通密度1、磁通量Φ：穿过某一面积磁力线条数，是标量．2、磁通密度B：垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数，即磁感强度，是矢量．3、二者关系：B＝Φ/S〔当B与面垂直时〕，Φ＝BScosθ，Scosθ为面积垂直于B方向上的投影，θ是B与S法线的夹角．磁场对电流的作用〔一〕安培力1、安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力．说明：磁场对通电导线中向移动的电荷有力的作用，磁场对这些向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力．2、安培力的计算公式：F＝BILsinθ〔θ是I与B的夹角〕；通电导线与磁场方向垂直时，即θ＝90°，此时安培力有最大值；通电导线与磁场方向平行时，即θ＝0°，此时安培力有最小值，F=0N；0°＜B＜90°时，安培力F介于0和最大值之间。
高中物理最易错考点考点地磁场1
考点6 地磁场地磁场（选修3—1第三章:磁场的第一节磁现象和磁场)★★★○○1、地磁场：地球是一个大磁体，因为在地球表面的小磁针都有一定的指南北的性质。
2、地理的北极附近是地磁的南极（S极）,地理的南极附近是地磁的北极（N极)，如下图所示。
3、地磁的两极与地球上地理的两极并不重合,而是有一定的偏角，这个偏角叫做磁偏角，是我国科学家沈括最早发现并记录在他的著作《梦溪笔谈》里。
地磁的两极与地球上地理的两极并不重合，地磁的方向是东南至西北方向，与地理的子午线的夹角就是磁偏角；各地的磁偏角有所不同，一般都在3°~5°左右.1、如图所示，中国古代的四大发明之一“司南"在地磁场的作用下具有指向性．下列关于司南的说法正确的是(）A．司南是用金属铜制成的勺子,放在刻有方位的磁盘上,当它静止时，勺柄指南B．司南是用金属铜制成的勺子，放在刻有方位的磁盘上，当它静止时，勺柄指北C．司南是用天然磁石制成的勺子，放在刻有方位的铜盘上，当它静止时,勺柄指南D．司南是用天然磁石制成的勺子，放在刻有方位的铜盘上，当它静止时，勺柄指北【答案】C【精细解读】由于“司南”在地磁场的作用下具有指向性，故“司南”是一个磁体，不可能用铜制作,选项AB错误;当它静止时，勺柄指的是南方，故选项C正确，D错误。
1、（福建省惠安惠南中学2017—2018学年高二10月月考）下列关于地磁场的描述中不正确的是：（）A. 指南针总是指向南北，是因为受到地磁场的作用B. 观察发现地磁场的南北极和地理上的南北极并不重合C。
赤道上空的磁感线由北指南D。
地球南、北极的相当地磁场的北极和南极【答案】C2、（多选）地球具有磁场,宇宙中的许多天体也有磁场，围绕此话题的下列说法中正确的是：（）A。
地球上的潮汐现象与地磁场有关B。
太阳表面的黑子、耀斑和太阳风与太阳磁场有关C. 通过观察月球磁场和月岩磁性推断，月球内部全部是液态物质D. 对火星观察显示，指南针不能在火星上工作【答案】BD【精细解读】地球上的潮汐现象与太阳、月亮相对于地球的位置有关，与地球的磁场无关,故A错误；3、一个地质工作者在野外进行地质考察时，发现在某一山脚附近随身携带的指南针指向发生异常，他经过改换位置，指南针仍然出现异常，由此他断定该山峰处存在铁矿藏．你认为他是根据什么下的结论？【答案】见解析；【精细解读】铁矿石中的磁铁矿(主要成分Fe3O4）具有磁性，而该山附近指南针指向异常，说明磁场发生了异常,这一异常很可能是由磁铁矿引起的，由此可判定附近有铁矿藏.每道试题20分，总计100分1、（河北省定州中学2017届高三下学期开学考试)地球的地理两极与地磁两极并不完全重合，它们之间存在磁偏角，首先观测到磁偏角的是A. 意大利航海家哥伦布B. 葡萄牙航海家麦哲伦C。
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a→ v
O
2005年12月2日
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
bx
v 11
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12
3、几何方法
解：过a、b两点分别作平行x轴 y
和y过轴P的点平作行角线∠且a交Pb于的P角点平；分线，a→ v M
然后在角∠aPb的平分线上取一
点O`，以O`为圆心，以R为半径
作圆与aP和bP分别相切于M点
O`
和N点, 粒子的运动迹为MN的 O
二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法
1、物理方法：
作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向 延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。
2、物理和几何方法：
作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向 的延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从 而确定其运动轨迹。
3、几何方法：
qU 1 mv 2 qvB mv 2
2
r
q m
2U B2r 2
从上式可知，荷质比相同的粒于如
2 4
He，
2 1
H，将落在同一点．
（２）回旋加速器
工作原理：１．电场加速 ２．磁场约束偏转 ３．加速条件：高频电源的周期与 带电粒子在Ｄ形盒中运动的周期相同
例４：如图所示，空间分布着如图所示的匀强电场 E（宽度为L）和匀强磁场B（两部分磁场区域的磁 感应强度大小相等，方向相反），一带电粒子电量 为q，质量为m（不计重力），从A点由静止释放， 经电场加速后进入磁场穿过中间磁场进入右边磁场 后能按某一路径而返回A点，重复前述过程。求中 间磁场的宽度d和粒子的运动周期。
下做匀速圆周运动。必然是电场
力和重力平衡，而洛伦兹力充当
向心力 ！
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例６．质量为 m 带电量为 q 的小球套在竖直放
置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ。
匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强
度为 E，磁感应强度为 B。小球由静止释放后
沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁场也足够大，
7
2、物理和几何方法
例2：如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁
场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为
B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射 方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ。若粒子
射出磁场的位置与O点的距离为L，求该粒子的电量
和质量之比q/m。 解：作出粒子运动轨迹如图。
求运动过程f 中小球的最最大qv大加B=加速qE度速，为度Ng=和，0，最此f大=时0有速：度。
N qvB
当摩擦力和重力大小相等时， qE 小球速度达到最大
B
mg E
v mg E μqB B
◆磁流体发电机
磁流体发电机
①进入磁场的粒子带正、负电荷 ②当Eq=Bqv时两板间电势差达到最大
U=Bdv
直线运动：垂直运动方向的力必定平衡 圆周运动：重力与电场力一定平 衡，由洛伦兹力提供向心力
一般的曲线运动
１．组合场（电场与磁场没有同时出现在同一区域）
（1）质 谱仪
可以用来测定带电粒子的荷质比。也可以在已知 电量的情况下测定粒子质量。
带电粒子质量m，电荷量 q，由电压U加速后垂直进入 磁感应强度为B的匀强磁场， 设轨道半径为r ，有：
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例５．一个带电微粒在图示的正交匀强电场和
匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该 带电微粒必然带_____，旋转方向为_____。若 已知圆半径为r，电场强度为 E 磁感应强度为 B， 则线速度为_____。
负电， 逆时针，
B
E
v = qBr/m = gBr/E
带电微粒在三个场共同作用
带电粒子 在电场磁 场中的运 动
带电粒 子在电 场中的 运动
直线运动：如用电场加速或减速粒子
偏转：类似平抛运动，一般分解成两 个分运动求解
圆周运动：以点电荷为圆心运动或受 装置约束运动
带电粒 子在磁 场中的 运动
直线运动（当带电粒子的速度与磁 场平行时）
圆周运动（当带电粒子的速度与磁场 垂直时）
带电粒 子在复 合场中 的运动
①圆周上任意两点连线的中垂线过圆心②圆周上两条切线 夹角的平分线过圆心③过切点作2切00线5年的12月垂2线日 过圆心 15
三、带电体在复合场中的运动
1、带电粒子在电场、磁场、重力场中的运动，简称带电粒子在 复合场中的运动，一般具有较复杂的运动图景。这类问题本质 上是一个力学问题，应顺应力学问题的研究思路和运用力学的 基本规律。
一段圆弧。
质点在磁场中作圆周运动，
半径为：R=mv/qB
P
N
vb
x
连接MN，所求的最小磁场区域应以MN为直径的圆形区域。 故所求磁场区域的最小半径为：
R=MN/2= R2+R2 2= 2 R 2= 2 mv 2qB
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一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律
1、带电粒子在磁场中（ v⊥B）只受洛仑兹力， 粒子
3、几何方法：
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3、几何方法
例3：一带电质点，质量为m、电量为q，以平行 于Ox轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限 所示的区域，为了使该质点能从x轴上的b点以垂 直于Ox轴的速度v射出，可在适当的地方加一个 垂直于Oxy平面、磁感应强度为B的匀强磁场，若 此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这个圆形 磁场区域的最小半径（重力忽略不计）。
◆分析带电粒子在电场、磁场中运动，主要是两条线索：
⑴力和运动的关系。根据带电粒子所受的力，运用牛顿第二定 律并结合运动学规律求解。 ⑵功能关系。根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能 量变化或全过程中的功能关系，从而可确定带电粒子的运动 情况，这条线索不但适用于均匀场，也适用于非均匀场。因 此要熟悉各种力做功的特点。 ◆带电体在复合场中受力情况复杂运动情况多变，往往出现临 界问题，应以题中“最大”、“最高”、“至少”等词语为突 破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其它 方程联立求解。
1、带电粒子在磁场中（ v⊥B）只受洛仑兹力， 粒子
做 匀速圆周 运动 。
2、轨道半径：R=mv/qB
3、周期：T=2πm/qB
二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法
1、物理方法：
作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向 延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。
2、物理和几何方法：
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带 电 粒 子 在 复 合 场 中 的 运 动
回顾：带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动
• 如图所示，带电粒子垂直射入匀强磁场中因洛仑兹力始终垂 直于速度，所以当带电粒子垂直射入匀强磁场时，一定作匀速圆 周运动，其向心力由洛仑兹力提供．
v2 2π 2 qBv m r m T r,
二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法
1、物理方法：
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1、物理方法
例1：如图所示，一束电子（电量为e）以速度v垂 直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中， 穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角 是30o，则电子的质量是多少？穿透磁场的时间又 是多少？
一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律
mv
2π m
r , T
.
qB
qB
从上式可推出，若带电粒于在磁场中，
所通过的圆弧对应的圆心角为θ（弧度），
则运动时间
θ
mθ
t 2π
T
. qB
即运动的时间与粒子的初速、半径无关．如图所示.
一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律
1、带电粒子在磁场中（ v⊥B）只受洛仑兹力， 粒子
做 匀速圆周 运动 。 2、轨道半径：R=mv/qB 3、周期：T=2πm/qB
y
设P点为出射点。
v
粒子的运动半径：r=mv/qB
由几何知识：
p
o
F洛 θ
x
粒子的运动半径：r=L/2sinθ
θθ
v
由上两式可得粒子的荷质比：
q/m=2mvsinθ/BL
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一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律
1、带电粒子在磁场中（ v⊥B）只受洛仑兹力， 粒子
做 匀速圆周 运动 。
◆电磁流量计
电磁流量计
①流动的导电液体含有正、负离子 ②流量指单位时间内流过的体积：Q=Sv ③当液体内的自由电荷所受电场力与 洛仑兹力相等时，a、b间的电势差稳 定。
2、轨道半径：R=mv/qB
3、周期：T=2πm/qB
二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法
1、物理方法：
作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向 延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。
2、物理和几何方法：
作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向 的延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从 而确定其运动轨迹。
3、几何方法：
①圆周上任意两点连线的中垂线过圆心②圆周上两条切线 夹角的平分线过圆心③过切点作2切00线5年的12月垂2线日 过圆心 14
一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律
1、带电粒子在磁场中（ v⊥B）只受洛仑兹力， 粒子
做 匀速圆周 运动 。
2、轨道半径：R=mv/qB
3、周期：T=2πm/qB
故粒子运动周期为：T=2t1+t2+t3=2005年2m12L月2q日E
+ 7πm/3qB
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２．叠加场（电场、磁场或重力场同时出现在同一区域）
• （1）速度选择器 • 如图所示，在平行板电容器间加有正交的匀强
电场和匀强磁场，运动电荷垂直于电场及磁场射 入．沿直线运动的电荷受到的电场力和洛仑兹力 满足：qBv =qE • 故速率v=E/B的粒子，即使电性不同，荷质比 不同，也可沿直线穿出右侧小孔．