（优化方案）2015年高考物理二轮复习综合讲义 专题八 磁场对电流和运动电荷的作用（导学导练，含详解）

（优化方案）2015年高考物理二轮复习综合讲义 专题八 磁场对电流和运动电荷的作用（导学导练，含详解）内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 对磁场基本性质的考查命题规律：磁场的产生、磁感应强度的叠加、安培定则、左手定则是磁场的基本知识，在近几年的高考中时有出现，考题以选择题的形式出现，难度不大1.(多选)(2014乌鲁木齐诊断)无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度 B 的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比如图所示，两根相距 L 的无限长直导线分别通有电流 I 和 a、b、c 三点，a 点为两根直导线连线的中点，b、c 两点距导线的距离均为 )Aa 点和 b 点的磁感应强度方向相同Ba 点和 b 点的磁感应强度大小之比为 81Cc 点和 b 点的磁感应强度方向相同Dc 点和 b 2、 点的磁感应强度大小之比为 51解析根据题意可知，磁感应强度 B ，其中 k 为比例系数，I 是电流，r 是距离导线的用安培定则和磁感线的特点以及磁感应强度的叠加原理可知 a ，方向向下，b 点的磁感应强度大小为 ，方向向下，k3k361，选项 A 正确，B 错误；c 点磁感应强度方向向上，b 点磁感应强度方向向下，c 点和 项 C 错误；c 点的磁感应强度大小为 ，所以 c 点和 1，选项 IL 答案2013高考安徽卷)图中 a、 b、c 、d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线上通有大小相同的电流，方向如图所示一带正电的粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面的方 3、向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()A向上 B向下C向左 D向右解析a、b、c 、d 四根导线上电流大小相同，它们在 大小相同，方向如图甲所示据左手定则可以判定由 选项正确答案世昌的博客 (多选)(2014山东临沂一模)如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N 两小孔中，O 为 M、N 连线中点，连线上 a、b 两点关于 O 点对称导线通有大小相等、方向相反的电流 k ，式中 k 是 是导线中的电流，r 为点到导线的距离一带正电的小球( 图中未画出)以初速度 a 点出发沿连线运动到 b 点关于上述过程，下列说法正确的是()A小球先做加速运动后做减速运动B小球一直做匀速直线运动 4、C小球对桌面的压力先增大后减小D小球对桌面的压力一直在增大解析由安培定则和磁场叠加原理可以判断出在 线上的磁场方向平行桌面向里，所以小球所受洛伦兹力的方向垂直桌面向上对小球受力分析，受重力、桌面支持力、洛伦兹力 3 个力作用，小球沿桌面方向不受力，故从 球一直做匀速直线运动，A 错误，B 正确；由于从 a至 小球所受洛伦兹力先减小后增大，桌面对小球的支持力先增大后减小，由作用力与反作用力的关系知小球对桌面的压力先增大后减小，C 正确， D 错误答案 结 提 升 1磁 感 应 强 度 是 描 述 磁 场 强 弱 和 方 向 的 物 理 量 ，决 定 于 磁 场 本 身 ，与 试 探 电 流 元 5、无 关 ，其 叠 加 遵 循 平 行 四 边 形 定 则 .2判 断 电 流 的 磁 场 方 向 用 安 培 定 则 ，一 定 要 注 意 与 右 手 定 则 、左 手 定 则 的 区 别 .3判 断 安 培 力 、洛 伦 兹 力 的 方 向 用 左 手 定 则 ，但 要 注 意 电 荷 的 正 负 场对电流的作用命题规律：磁场对通电导体棒的作用问题是近几年高考的热点，分析近几年的高考题，该考点的命题规律主要有以下两点：(1)主要考查安培力的计算、安培力方向的判断、安培力作用下的平衡和运动，题型以选择题为主，难度不大(2)与电磁感应相结合，考查力学和电路知识的应用，综合性较强，以计算题形式出现 6、1.(多选) 如图所示，质量为 m、长为 L 的直导线用两绝缘细线悬挂于 O、O，并处于匀强磁场中当导线中通以沿 x 正方向的电流 I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为 ，则磁感应强度方向和大小可能为( )Az 正向， By 正向，z 负向， D沿悬线向上， 析若磁感应强度方向为 据左手定则，直导线所受安培力方向沿y 负方向，直导线不能平衡，选项 A 错误；若磁感应强度方向为 y 正向，根据左高中物理资源下载平台世昌的博客 ，直导线所受安培力方向沿 据平衡条件 以 B ，选项确；若磁感应强度方向为 据左手定则，直导线所受安培力方向沿 y 正方向，根据平衡条件 ，所以 B ，选项 C 正确 7、；若磁感应强度方向沿悬线向据左手定则，直导线所受安培力方向如图所示(侧视图) ，直导线不能平衡，选项 答案利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方 10 放一个罗盘导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的 N 极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度现已测出此地的地磁场水平分量 B0 5 T，通电后罗盘指针停在北偏东 60位置，如图所示由此测出该通电直导线在其正下方 10 产生磁场的磁感应强度大小为()A0 5 T B0 4 0 5 T D0 5 T解析如图所示，B B00 5 T.答案多选) 8、(2014高考浙江卷)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为 L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 t0 时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流 I，周期为 T，最大值为 甲中 I 所示方向为电流正方向则金属棒( )A一直向右移动B速度随时间周期性变化C受到的安培力随时间周期性变化D受到的安培力在一个周期内做正功解析根据题意得出 vt 图象如图所示，金属棒一直向右运动，A 正确速度随时间做周期性变化，B 正确据 F 安 左手定则可判定，F 安 大小不变，方向做周期性变化，则 C 项正确F 安 在前半周期做正功，后半周期做负功，则 D 项错答案法总结 解决安培力问题的一般思路1正确地 9、对导体棒进行受力分析，应特别注意通电导体棒受到的安培力的方向，安培力与导体棒和磁感应强度组成的平面垂直.2画出辅助图 如导轨、斜面等 ，并标明辅助方向磁感应强度 B、电流 3将立体的受力分析图转化为平面受力分析图，即画出与导体棒垂直的平面内的受力分析高中物理资源下载平台世昌的博客 )热点三带电粒子在匀强磁场中的运动命题规律：带电粒子在磁场中的圆周运动问题是近几年高考的重点，同时也是高考的热点，分析近几年高考试题，该考点的命题规律有以下两个方面：(1)通常与圆周运动规律、几何知识相联系，综合考查应用数学知识处理物理问题的能力，题型为选择题或计算题(2)偶尔也会以选择题的形式考查磁场的性质、洛伦兹 10、力的特点及圆周运动的周期性等问题1.(2014高考新课标全国卷) 如图，铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出) 一带电粒子从紧贴铝板上表面的 P 点垂直于铝板向上射出，从 Q 点穿越铝板后到达 中点 动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()A2 B. 2C1 D. 22解析设带电粒子在 P 点时初速度为 E 12 21 12 2由题意可知 E m v ，则 1 2 1由洛伦兹力提供向心力，即 ，得 R ，由题意可知 ，所以11 ， 故选项 D 正确2答案2013高考新课标全国卷) 如图，半径为 R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域 11、的横截面(纸面)，磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为 q(q0)、质量为 m 的粒子沿平行于直径 方向射入磁场区域，射入点与 距离为 ，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动0，则粒子的速率为(不计重力)()A. 析根据对称性，带电粒子射入圆形磁场区域时速度方向与半径的夹角总是与带电粒子射出磁场时其速度方向与半径的夹角相等，画出带电粒子在磁场中运动的轨迹如图所示，由几何关系可得带电高中物理资源下载平台世昌的博客 R，再由 m ，得 r ，解得 v ，故选 正确答案2013高考天津卷)一圆筒的横截面如图所示，其圆心为 感应强度为 d 的平行金属板 M、N，其中 M 板带正电荷， N 12、板带等量负电荷质量为m、电荷量为 q 的带正电粒子自 M 板边缘的 P 处由静止释放，经 N 板的小孔 S 以速度 v 沿半径 向射入磁场中粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从 S 孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：(1)M、N 间电场强度 E 的大小；(2)圆筒的半径 R；(3)保持 M、N 间电场强度 E 不变，仅将 M 板向上平移 d，粒子仍从 M 板边缘的 P 处由静23止释放，粒子自进入圆筒至从 S 孔射出期间，与圆筒的碰撞次数 n.解析(1)设两板间的电压为 U，由动能定理得2由匀强电场中电势差与电场强度的关系得 U立式可得 E .)粒子进入磁场后做匀速圆周运动，运用几何关系作出圆心为 O，圆半径为 ，由于粒子与圆筒发生两次碰撞又从 此，所对的圆心角 等于 r3粒子运动过程中洛伦兹力充当向心力，。