1、【 精品教育资源文库 】 第一讲 磁场的描述 磁场对电流的作用 考点 内容 要求 高考命题统计 命题规律 2015 2016 2017 卷 卷 卷 卷 卷 卷 卷 卷 磁场、磁感应强度、磁感线 T18 6分 高考对本章内容考查命题频率极高，常以选择题和计算题两种形式出题，选择题一般考查磁场的基础知识和基础规律，一般难度不大；计算题主要是考查安培力、带电粒子在磁场中的运动与力学、电学、能量知识的综合应用，难度较大，较多是高考的压轴题预计 2019年的命题趋势 (1)磁场的基础知识及 规律的考查 (2)安培力、洛伦兹力的考查 (3)带电粒子在有界磁场中的临界问题，在组合场、复合场中的运动问题 (
2、4)磁场与现代科学知识的综合应用 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 安培力、安培力的方向 T19 6分 匀强磁场中的安培力 T24 12分 T21 6分 洛伦兹力、洛伦兹力的方向 洛伦兹力公式 带电粒子在匀强磁场中的运动 T14 6分 T19 6分 T18 6分 T18 6分 T16 6分 T18 6分 质谱仪和回旋加速器 T15 6分 一 对磁场的理解 1. 【 精品教育资源文库 】 2有人认为： “ 因 B FIL，所以 B 与 F 成正比、与 IL 成反比 ” 这种说法正确吗？ 提示： 不正确因 B 与 F、 IL 均无关 3一小段通电导体放在磁场 A 处，受到的磁场力比 B 处的大
3、，能否说明 A 处的磁感应强度一定比 B 处的磁感应强度大？ 提示： 不能通电导体在磁场中的受力大小跟磁感应强度的大小及导线放置的位置有关 . 二 安培定则的应用及磁场的叠加 1.安培定则的应用 直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场 特点 无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱 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 和 S极，且离圆环中心越远，磁场 越弱 安培 定则 立体图 横截 面图 2.磁场的叠加 磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解 3如图，两根相互平行的长直导线过纸面上
4、的 M、 N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流 a、 o、 b 在 M、 N 的连线上， o 为 MN 的中点， c、 d 位于 MN 的中垂线上，且 a、 b、 c、 d 到 o 点的距离均相等 【 精品教育资源文库 】 试画图分析： o 点的磁感应强度为零吗？ a 点和 b 点、 c 点和 d 点的磁感应强度相同吗？a、 c 两点的磁感应强度方向相同吗？ 提示： 如图 由图可知： o 点的磁感应强度不为零， a 点和 b 点、 c 点和 d 点的磁感应强度相同， a、c 两点的磁感应强度方向相同 三 安培力 1.安培力的方向 (1)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四
5、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 (2)注意问题：磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面 2安培力的大小 当磁感应强度 B 的方向与导线方向成 角时， F ILBsin_ . (1)当磁场与电流 垂直 时，安培力最大， Fmax ILB (2)当磁场与电流 平行 时，安培力等于零 3 (1)一段通电直导线，长度为 l，电流为 I，放在同一个匀强磁场中，导线和磁场的相对位置有如图所示的四种情况，判断通
6、电导线所受到的安培力的方向 【 精品教育资源文库 】 提示： 甲中垂直导线向上、乙中不受安培力，丙中垂直导线向上，丁中垂直导线向里 (2)在等边三角形的三个顶点 a、 b、 c 处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，判断过 c 点的导线所受安培力的方向，你有几种方法？ 提示： 方法一：根据同向电流相互吸引导线 c 所受安培力的合力方向垂直 ab 边向左 方法二：导线 a、 b 在 c 点产生的合磁场方向竖直向下，由左手定则可知 c 所受安培力的方向垂直 ab 向左 1判断正误 (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 况无关 ( )
7、 (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，穿过线圈的磁通量可能增大 ( ) (4)小磁针 N 极所指的方向就是该处磁场的方向 ( ) (5)将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)安培力可能做正功，也可能做负功 ( ) 答案： (1) (2) (3) (4) (5) (6) 2 (多选 )如图为通电螺线管 A 为螺线管外一点， B、 C 两点在螺线管的垂直平分线上，则下列 说法正确的是 ( ) A磁感线最密处为 A 处，最疏处为 B 处 B磁感线最密处为 B 处，最疏处为 C 处
8、 C小磁针在 B 处和 A 处 N 极都指向左方 D小磁针在 B 处和 C 处 N 极都指向右方 答案： BC 3 (多选 )一小段长为 L 的通电直导线放在磁感应强度为 B 的磁场中，当通过它的电流为 I 时，所受安培力为 E.以下关于磁感应强度 B 的说法正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A磁感应强度 B 一定等于 FIL B磁感应强度 B 可能大于或等于 FIL C磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大 D在磁场中通 电直导线也可以不受力 答案： BD 4.如图所示，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
9、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 ( ) 答案： A 考点一 对磁场的理解 1.磁感应强度是矢量，其方向与导线所受力的方向垂直 2电流元必须垂直于磁场方向放置，公式 B FIL才成立 3磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与通电导线受力的大小及方向都无关 1 (2015 全国卷 )(多选 )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 【 精品教育资源文库 】 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，
10、导线通电时指南针不偏转 解析： 选 BC 指南针有 N、 S 两个磁极，受到地磁场的作用静止时 S 极指向南方，选项A 错误， B 正确指南针有磁性，可以与铁块相互吸引，选项 C 正确由奥斯特实验可知，小磁针在通电导线放置位置合适的情况下，会发生偏转，选项 D 错误 2 (2016 北京卷 )中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角： “ 以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也 ” 进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图结合上述材料，下列说法不正确的是 ( ) A地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C地球表面任意位置的地
11、磁场方向都与地面平行 D地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 解析： 选 C 地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，两极并不重合；且地球内部 也存在磁场，只有赤道上空磁场的方向才与地面平行；对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不会平行，一定受到地磁场力的作用，故C 项说法不正确 3如图所示，一长直导线沿南北方向水平放置，在导线的下方有一静止的小磁针现在导线中通以恒定电流，测得小磁针偏离南北方向的角度 与小磁针和导线的距离 x 之间的关系如图所示，若该处地磁场的水平分量为 B0，则下列判断正确的是 ( ) A通电后，小磁针的 N 极向纸外偏转
12、 B通电后，小磁针静止时 N 极所指方向即为电流在小磁针处产生的磁场方向 C电流在 x 5 cm 处产生的磁场的磁感应强度大小为 33 B0 D x 5 cm 处合磁场的磁感应强度为 2B0 【 精品教育资源文库 】 解析： 选 C 由安培定则知，电流在小磁针处产生的磁场方向垂直纸面向里，故小磁针的 N 极向纸内偏转， A 错误；通电后小磁针所指方向为电流的磁场与地磁场水平分量的合磁场方向， B 错误；由矢量合成电流在 x 5 cm 处产生的磁场磁感应强度大小 B B0tan 6 33B0， C 正确； x 5 cm 处的合磁场的磁感应强度 B 合 B0cos 30 2 33 B0， D 错
13、误 . 考点二 安培定则的应用及磁场的叠加 磁场叠加问题的一般解题思路 (1)确定磁场场源，如通电导线 (2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向如图所示为 M、 N 在 c 点产生的磁场 (3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场 (2017 全国卷 )(多选 )如图，三根相互平行的固定长直导线 L1、 L2和 L3两两等距，均通有电流 I， L1中电流方向与 L2中的相同，与 L3中的相反，下列说法正确的是 ( ) A L1所受磁场作用力的方向与 L2、 L3所在平面垂直 B L3所受磁场作用力的方向与 L1、 L2所在平面垂直 C L1
14、、 L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1 1 3 D L1、 L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 3 3 1 解析： 选 BC 如图，由磁场的叠加知， L2与 L3中的电流在 L1处产生的合磁场的方向在L2、 L3连线的中垂线上，由左手定则知， L1所受磁场作用力的方向与 L2、 L3所在平面平行选项 A 错误 【 精品教育资源文库 】 L1 与 L2 中的电流在 L3 处 产生的合磁场的方向与 L1、 L2 的连线平行，由左手定则知， L3所受磁场作用力的方向与 L1、 L2所在平面垂直选项 B 正确 由几何关系知，设电流在另外导线处产生磁场的磁感应强度为 B，而 L1、 L2所在处两个磁场方向的夹角均
