专题8 磁场、带电粒子在磁场及复合场中的运动

专题八 磁场、带电粒子在磁场及复合场中

的运动

考点1| 磁场的性质难度：较易 题型：选择题、计算题 五年1考

(多选)(2015·全国卷ⅡT18)指南针是我国古代四大发明之一．关于指

南针，下列说法正确的是( )

A．指南针可以仅具有一个磁极

B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场 C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰

D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转

BC [指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确．因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确．在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在

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指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转．正确选项为B、C.]

(2015·江苏高考T4)如图1所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强

度．下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是( )

图1

【解题关键】 解此题的关键有以下两点：

(1)边长MN相同，但四个线圈在磁场中的有效长度不同．

(2)线圈电流相同，磁场发生变化时，线圈所受安培力也发生相应变化． A [磁场发生微小变化时，因各选项中载流线圈在磁场中的面积不同，由法ΔΦΔB·S

拉第电磁感应定律E＝nΔt＝nΔt知载流线圈在磁场中的面积越大，产生的感应电动势越大，感应电流越大，载流线圈中的电流变化越大，所受的安培力变化越大，天平越容易失去平衡，由题图可知，选项A符合题意．]

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1．高考考查特点

本考点高考重在考查磁场的基本性质，掌握常见磁体周围磁场的分布，磁感线的形状及特点，电流磁场的判断、安培力洛伦兹力大小的影响因素及安培力、洛伦兹力方向的判断是突破本考点的前提．

2.解题的常见误区及提醒

(1)常见磁体磁场分布规律不清楚．

(2)电流磁场的判断方法及安培力(洛伦兹力)方向的判断方法混淆． (3)公式F＝BIL及f＝qvB中各符号的意义及适用条件掌握不牢固．

●考向1 磁场的基本性质

1.如图2所示，平行放置在绝缘水平面上的长为l的直导线a和无限长的直导线b，分别通以方向相反，大小为Ia、Ib(Ia>Ib)的恒定电流时，b对a的作用力为F.当在空间加一竖直向下(y轴的负方向)、磁感应强度大小为B的匀强磁场时，导线a所受安培力恰好为零．则下列说法正确的是( )

图2

A．电流Ib在导线a处产生的磁场的磁感应强度大小为B，方向沿y轴的负方向

FB．所加匀强磁场的磁感应强度大小为B＝Il a

C．导线a对b的作用力大于F，方向沿z轴的正方向

F

D．电流Ia在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小为Il，方向沿y轴的正

a方向

B [无限长的直导线b的电流Ib在平行放置的直导线a处产生的磁场的磁感

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应强度处处相等，由于加上题述磁场后a所受安培力为零，因此电流Ib在导线a处产生的磁场的磁感应强度大小为B，方向沿y轴的正方向，A选项错误；由磁F

感应强度定义可得：B＝Il，B选项正确；由牛顿第三定律可知导线a对b的作

a用力等于F，C选项错误；电流Ia在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小并不是处处相等，因此D选项错误．]

●考向2 通电导体在磁场中的运动

2．(多选)如图3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B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t＝0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Im，图甲中I所示方向为电流正方向．则金属棒( )

图3

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

ABC 根据题意得出v-t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＝BIL及左手定则可判定，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．

●考向3 洛伦兹力的应用

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