高三物理复习磁场

学科：物理

教学内容：高三物理复习磁场

一、考纲要求

1.电流的磁场，磁现象的电本质(A)。

2.磁感强度、磁感线、磁通量、安培定则(B)。

3.磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则(B)。

4.磁场对运动电荷的作用，洛仑兹力，带电粒子在匀强磁场中的圆周运动(B)。

说明：只要求掌握直导线跟B平行或垂直的两种情况下的安培力；只要求掌握V跟B平行或垂直两种情况下的洛仑兹力。

二、知识结构

本章在介绍了磁现象的电本质的基础上，主要讨论了磁场的描述方法(定义了磁感强度、磁通量等概念，引入了磁感线这个工具)和磁场产生的作用(对电流的安培力作用，对通电线圈的磁力矩作用和对运动电荷的洛仑兹力作用)及相关问题。其中磁感强度、磁通量是电磁学的基本概念，应认真理解；载流导体在磁场中的平衡、加速运动，带电粒子在洛仑兹力作用下的圆周运动等内容应熟练掌握；常见磁体周围磁感线的空间分布观念的建立，常是解决有关问题的关键，应注意这方面的训练。

三、知识点、能力点提示

1.通过有关磁场知识的归纳，使学生对磁场有较全面的认识，并在此基础上理解磁现象电本质；

2.介绍磁性材料及其运用，扩大学生的知识面，培养联系实际的能力； 3.磁感强度B的引入，体会科学探究方法；通过安培力的知识，理解电流表的工作原理；通过安培力的公式F＝IlBsinθ的分析推理，开阔学生思路，培养学生思维能力；通过安培力在电流表中的应用，培养学生运用所学知识解决实际问题的意识和能力；

4.通过洛仑兹力的引入，培养学生的逻辑推理能力； 5.通过带电粒子在磁场中运动及回旋加速器的介绍，调动学生思考的积极性及思维习惯的培养，并开阔思路。

【同步达纲练习】

四、能力训练 (一)选择题

1.超导是当今高科技的热点，当一块磁体靠近超导体时，超导体会产生强大的电流，对磁体有排斥作用。这种排斥作用可使磁体悬浮空中，磁悬浮列车采用了这种技术。

(1)超导体产生的强大电流，是由于( )

A.超导体中磁通量很大； C.超导体电阻极小 (2)磁体悬浮的原理是( )

A.超导体电流的磁场方向与磁体相同； B.超导体电流的磁场方向与磁体相反； C.超导体使磁体处于失重状态； D.超导体产生的磁力与磁体重力平衡

B.超导体中磁通量变化率很大； D.超导体电阻极大

(考查磁通量，电流的磁场，及磁体间相互作用，并联系实际，考查学生知识运用能力) 2.已知一质量为m的带电液滴，经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间的竖直平面内作匀速圆周运动，如图，下列说法正确的是( )

①液滴在空间可能受4个力作用 ②液滴一定带负电

③液滴作圆周运动的半径r=

EB2U g④液滴在场中运动时总能量不变

A.①② B.②③④ C.②④ D.③④ (电子在电场，磁场复合场中的受力、运动) 3.下列说法正确的是( )

A.除永久磁铁以外，一切磁场都是由运动电荷产生的； B.一切磁现象都起源于运动电荷；

C.一切磁作用都是运动电荷通过磁场发生的； D.有磁必有电，有电必有磁。 (考查磁现象的电本质)

4.关于磁感强度B，下列说法中正确的是( )

A.磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关； B.磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致； C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零； D.在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大。 (考查磁感应强度)

5.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，

则穿过两环的磁通量a和b大小关系为( )

A. a＞b

B. a＜b D.无法比较

C. a＝b

(考查合磁通量的相关知识，考查条形磁铁磁感线分布)

6.三个质子1、2和3分别以大小相等、方向如图所示的初速度v1、v2和v3，经过平板MN上的小孔O射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，整个装置放在真空中，且不计重力，这三个质子打到平板MN上的位置到小孔O的距离分别是S1、S2和S3则( )

A. S1>S2 >S3 C. S1=S3>S2

B. S1D. S1=S3(考查电子在磁场中的运动半径)

7.如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用N表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较( )

A.N减小，f＝0 B.N减小，f≠0 C.N增大，f＝0 D.N增大，f≠0

(考查直线电流周围磁场的分布，考查磁场对电流的作用)

8.有质量相同的小球A、B、C，A不带电，B、C带等量电荷。若它们从同一高度静止开

始下落，B穿过一个水平向右的匀强电场区域，C穿过一个水平向右的匀强磁场区域，如右图所示。若落地所用时间分别为tA、tB、tC，则( )

A. tA=tB=tC C. tA=tB>tC

B. tA(考查电荷运动时间)

9.如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，且能自由移动，若线圈内通以大小不等的同向电流，则它们运动的情况是( )

A.都绕圆柱转动

9题图

B.以不等的加速度相向运动 C.以相等的加速度相向运动 D.以相等的加速度相背运动 (考查电流之间的相互作用)

10题图

10.如图所示，接通电键K的瞬间，用丝线悬挂于一点，可自由转动的通电直导线AB将( )

A.A端向上，B端向下，悬线张力不变 B.A端向下，B端向上，悬线张力不变 C.A端向纸外，B端向纸内，悬线张力不变

D.A端向纸内，B端向纸外，悬线张力变大

(考查磁场对直线电流的作用)

11.如图所示，一正离子从y轴上M点垂直于y轴射入第Ⅳ象限的匀强磁场(方向垂直纸面向里)，后垂直于x轴从N点射入第Ⅰ象限的匀强电场(方向沿x轴负方向)，最后从y轴上P点射出，下列答案正确的是( )

①OM＝ON＝OP ②OM＝ON，但不一定等于OP

③速度vM＝vN＝vP ④速率vM＝vN A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ (考查电荷在相邻电场和磁场中的运动)

12题图

13题图

12.如图所示为电视机显像管的偏转线圈的示意图，线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子，它的方向由纸内垂直指向纸外，当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应( )

A.向左偏转 B.向上偏转 C.向下偏转 D.不偏转

(考查磁场对带电粒子的作用，考查运用知识解决实际问题的能力)

13.如图所示，让闭合线圈abcd从高h处下落后，进入匀强磁场中，在bc边开始进入磁场，到ab边刚进入磁场的这一段时间内，表示线圈运动的v－t图像可能是图10中的中哪几个?( )

(考查导线切割磁感线产生感应电流知识，考查磁场对电流的作用，综合考查电学与力学相关知识)

14.如图所示，一轻杆连接着质量为m、带电量为q的小球，在磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动(不计重力)。某时刻小球从杆上脱落，以后仍在磁场中做匀速圆周运动，则速度v、半径r、周期T的可以情况是( )

①v减小，r不变，T不变； ②v不变，r不变，T不变 ③v不变，r不变，T变大； ④v不变，r变大，T变大 A.①② B.①④ C.②③ D.②④ (考查磁场对带电体的作用)

15.一电子在匀强磁场中以一正电荷为圆心在一圆轨道上运行，磁场方向垂直于它的运动平面，电场力恰好是磁场作用在电子上的洛仑兹力的3倍。电子电量为e，质量为m，磁感强度为B，那么电子运动的角速度可能为( )

A.4Be/m B.3Be/m C.2Be/m D.Be/m (考查带电粒子在磁场中所受的洛仑兹力的知识)

(二)填空题：

16.一质量为m、带电量为q的微粒自a点以初速度v0竖直向上射入如图所示的匀强电场中。微粒通过b点时，速度大小为2v0，方向水平且沿电场线方向。则a、b两点间的电势差Uab= ，电场强度的大小E= 。

(考查电势、电场强度)

17.如图所示，质量为m，带电量为+q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入，已知两板间距为d，磁感强度为B，这时粒子恰能直线穿过电场和磁场

区域(不计重力)。今将磁感强度增大到某值，则粒子将落到极板上。当粒子落到极板上时动能为 。

(考查带电粒子在磁场中运动，电场力对粒子做功，动能定理知识的考查。)

18.如图所示为电磁流量计示意图。直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内，有可以导电的液体流动，磁感强度为B的匀强磁场垂直液体流动的方向而穿过一段圆形管道。若测得管壁内a、b两点间的电势差为U，则管中液体的流量Q＝

m3/S

(考查电磁流量计有关知识，运用知识解决实际问题的能力)。

19.如图所示，在虚线限制的范围内，用场强为E的匀强电场可使初速v0垂直电场方向入射的某种正离子偏转θ角。在同样的范围内，若改用方向为垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过磁场区域偏转角区为θ。则：所加磁场的磁感强度 。

(考查对磁感强度的求法)

20.1997年来，国外某大学做了一个实验：有一个圆筒形超导磁体，其中心部位有一个直径为5cm的空洞，把水放入空洞中，然后让磁体产生21特的磁场，结果发现水在空中悬浮了起来。请用已学过的化学知识，对产生该现象的原因进行解释：

。

(考查磁体及磁化的有关知识，并考查相关化学知识，培养学生学科间综合素质)

21题图

22题图

21.如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度为B，若在圆心处静止的原子核中释放一个质量为m，电量为q的粒子，粒子的初速度垂直于B，则粒子的初速度必须满足条件 时，粒子才能从磁场中穿出，粒子穿过磁场需要的最长时间为 。

(考查粒子在磁场中的运动时间。)

22.如图所示，在光滑水平桌面上，有两根弯成直角的相同金属棒，它们的一端均可绕固定转动轴O自由转动，另一端b互相接触，组成一个正方形线框，正方形线框每边长度均

为L，匀强磁场的方向垂直桌面向下。当线框中通以图示方向的电流I时，两金属棒在b点的相互作用力为f，则此时磁感强度的大小为 (不计电流产生的磁场)(考查磁力矩与力矩平衡有关知识，考查安培力的计算等。)

(三)计算题

23.某地地磁场的磁感应强度大小为B＝1.6×10特，与水平方向夹角53°。求在水平面内S＝1.5米的面积内地磁场的磁通量。

(考查磁通量公式的计算，联系实践体会地磁场)

2

4

24.如图所示为电流表的构造，图甲为蹄形磁铁与铁心间磁场的示意图，图乙中abcd表示的是电流计中的通电线圈。ab=cd=1cm，ad=bc=0.9cm，共有50匝，线圈两边所在位置的磁感应强度为0.5特，已知线圈每转1°，弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为2.5×10N·M。 (1)当线圈中电流为0.6毫安时，指针将转过多少度?

(2)如果指针的最大偏转角为90°，则这只电流计量程是多少? (3)当指针偏转角为40°角时，通入线圈的电流多大?

(考查对电流表内部结构的认识，考查电流表的工作原理，考查电流表内电磁力矩的计算。考查运用课本知识解决实际问题的能力)

甲

乙

8

25.如图所示，导体ab长为l，质量为m，电阻不计。用长为l的细线悬挂后恰与水平光滑的金属导轨接触，处在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向坚直向下，闭合开关后，通过导体ab的电量为q。求：

(1)磁场对通电导体做的功； (2)ab摆动的最大偏角。

(考查电子在磁场中的受力，考查电场力对带电粒子做功，考查磁场中电子运动的轨道

半径等)

26.如图所示，静止在负极极板附近的带负电的微粒m1在MN间突然加上电场时开始运动，水平匀速地击中速度为零的中性微粒m2后粘合在一起恰好沿一段圆弧运动落在N极板上，若m1=9.995×10kg，带电量q=10c，电场强度E=10v/m，磁感强度B=0.5T，求m1击中m2时的高度， m1击中m2前瞬时速度，m2的质量及m1和m2粘合体做圆弧运动的半径。(考查带电粒子在叠加场中的受力，考查叠加场中的重力及电场力对带电粒子做功，及电荷分配规律等)。

783

26题图

参考答案：

【同步达纲练习】

1.(1)C (2)BD 2.C 3.BC 4.C 5.A 6.D 7.C 8.D 9.C

22mv010.D 11.D 12.C 13.ABD 14.D 15.AC 16.;2mg/q

q17.

12(mv 2-qdvB) 18.πdU/4B 19.

E cosθ v020.由于水分子具有极性，高强度的外磁场引起水分子排列取向一致，导致整个水体具有极性。

21.V＞BqR/2m;πm/Bq 22.2 f/IL

23.＝By·S＝Bsin53°·S＝1.92×10wb 24.(1)M1＝NBI1S=1.35×10N·M θ1＝54° 64(2)Imax=Mmax/NBS=1×103 (A)=1.0(mA) (3)I2=M2/NBS=0.44×103=0.44(mA)

B2I2q22m2gB2I2q225.(1)2m;(2)arcos2m2g

26.r=(m1+m2)v′/qB ① m,v=(m1+m2)v′ ∴r≈200m

②