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1、精选优质文档-倾情为你奉上2019年物理高考真题和模拟题 知识点分项汇编磁场 一、磁场、磁感应强度1.磁场的基本性质磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用.2.磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向.(2)定义式：B(通电导线垂直于磁场).(3)方向：小磁针静止时N极的指向.(4)单位：特斯拉，符号为T.3.匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场.(2)特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线.4.地磁场(1)地磁的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示.(2)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且
2、方向水平向北.5.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.二、磁感线1磁感线在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致2磁感线的特点(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱(3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点在磁体外部，从N极指向S极；磁体内部，由S极指向N极(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切(5)磁感线是假想的曲线，客观上不存在3电流周围的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特
3、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极和S极且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则三、安培力的大小和方向1安培力的大小(1)磁场和电流垂直时，FBIL.(2)磁场和电流平行时：F0.2安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，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)安培力的方向特点：FB，FI，即F垂直于B和I决定的平面(注意：B和I可以有任意夹角)四、洛伦兹力1定义：运动电荷在磁场中所受的力2大
4、小(1) vB时，F0.(2) vB时，FqvB.(3) v与B夹角为时，FqvBsin_.3方向(1)判定方法：应用左手定则，注意四指应指向正电荷运动方向或负电荷运动的反方向(2)方向特点：FB，Fv.即F垂直于B、v决定的平面(注意B和v可以有任意夹角)由于F始终垂直于v的方向，故洛伦兹力永不做功五、带电粒子在匀强磁场中的运动1若vB，带电粒子以入射速度v做匀速直线运动2若vB，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做匀速圆周运动3基本公式(1)向心力公式：qvBm.(2)轨道半径公式：r.(3)周期公式：T；f；2f.特别提示：T的大小与轨道半径r和运行速率v无关，只与磁场的磁感应
5、强度B和粒子的比荷有关六、带电粒子在复合场中的运动1复合场的分类(1)叠加场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场交替出现2带电粒子在复合场中的运动分类(1)静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动(2)匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小相等、方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动(3)非匀变速曲线运动当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不
6、是圆弧，也不是抛物线【方法归纳总结】带电粒子在磁场中运动的临界和极值问题1.带电粒子进入有界磁场区域，一般存在临界问题(或边界问题)以及极值问题解决这类问题的方法思路如下：(1)直接分析、讨论临界状态，找出临界条件，从而通过临界条件求出临界值(2)以定理、定律为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解的形式，然后再分析、讨论临界条件下的特殊规律和特殊解2.带电粒子在有界磁场中的运动，一般涉及临界和边界问题，临界值、边界值常与极值问题相关联因此，临界状态、边界状态的确定以及所需满足的条件是解决问题的关键常遇到的临界和极值条件有：(1)带电体在磁场中，离开一个面的临界状态是对这个面的压力为零(2
7、)射出或不射出磁场的临界状态是带电体运动的轨迹与磁场边界相切，对应粒子速度的临界值(3)运动时间极值的分析周期相同的粒子，当速率相同时，轨迹(弦长)越长，圆心角越大，运动时间越长周期相同的粒子，当速率不同时，圆心角越大，运动时间越长带电粒子在交变电场、磁场中的运动(1)解决带电粒子在交变电场、磁场中的运动问题时，关键要明确粒子在不同时间段内、不同区域内的受力特性，对粒子的运动情景、运动性质做出判断(2)这类问题一般都具有周期性，在分析粒子运动时，要注意粒子的运动周期、电场周期、磁场周期的关系(3)带电粒子在交变电磁场中运动仍遵循牛顿运动定律、运动的合成与分解、动能定理、能量守恒定律等力学规律，
8、所以此类问题的研究方法与质点动力学相同2019年物理高考真题和模拟题相关题目1（2019新课标全国卷）如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为A2FB1.5FC0.5FD0【答案】B【解析】设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为，根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比。如下图所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L，根据安培力计算公式，可知，得，根据左手定则可知，两力方向相同，故线框L
9、MN所受的合力大小为，故本题选B。2（2019新课标全国卷）如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外。ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子。已知电子的比荷为k。则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为A，B，C，D，【答案】B【解析】a点射出粒子半径Ra= =，得：va= =，d点射出粒子半径为，R=，故vd= =，故B选项符合题意3（2019新课标全国卷）如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q0）的粒子垂直于x轴射入第
10、二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为ABCD【答案】B【解析】运动轨迹如图。即运动由两部分组成,第一部分是个周期,第二部分是个周期, 粒子在第二象限运动转过的角度为90，则运动的时间为；粒子在第一象限转过的角度为60，则运动的时间为；则粒子在磁场中运动的时间为：，故B正确，ACD错误。.4（2019北京卷）如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出。下列说法正确的是 A粒子带正电B粒子在b点速率大于在a点速率C若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出D若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变
11、短【答案】C【解析】由左手定则确粒子的电性，由洛伦兹力的特点确定粒子在b、a两点的速率，根据确定粒子运动半径和运动时间。由题可知，粒子向下偏转，根据左手定则，所以粒子应带负电，故A错误；由于洛伦兹力不做功，所以粒子动能不变，即粒子在b点速率与a点速率相等，故B错误；若仅减小磁感应强度，由公式得：，所以磁感应强度减小，半径增大，所以粒子有可能从b点右侧射出，故C正确，若仅减小入射速率，粒子运动半径减小，在磁场中运动的偏转角增大，则粒子在磁场中运动时间一定变长，故D错误。5（2019天津卷）笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭
12、合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（ ）A前表面的电势比后表面的低B前、后表面间的电压与v无关C前、后表面间的电压与成正比D自由电子受到的洛伦兹力大小为【答案】D【解析】由图知电流从左向右流动，因此电子的运动方向为从右向左，根据左手定则可知电子偏转到后面表，因此前表面的电势比后表面的高，故A错误，电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡，
13、有，故，故D正确，由则电压，故前后表面的电压与速度有关，与a成正比，故BC错误。6（2019江苏卷）如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等 矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止则a、b的电流方向可能是A均向左B均向右Ca的向左，b的向右Da的向右，b的向左【答案】CD【解析】由右手螺旋定则可知，若a、b两导线的电流方向相同，在矩形线框上、下边处产生的磁场方向相反，由于矩形线框上、下边的电流方向也相反，则矩形线框上、下边所受的安培力相反，所以不可以平衡，则要使矩形线框静止，a、b两导线的电流方向相反，故CD正确
14、。7（2019浙江选考）电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示。两相距很近的通电平行线圈和，线圈固定，线圈置于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确的是A当天平示数为负时，两线圈电流方向相同B当天平示数为正时，两线圈电流方向相同C线圈对线圈的作用力大于线圈对线圈的作用力D线圈对线圈的作用力与托盘对线圈的作用力是一对相互作用力【答案】A【解析】当两线圈电流相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表现为相互排斥，故当天平示数为正时，两者相互排斥，电流方向相反，当天平示数为负时，两者相互吸引，电流方向相同，A正确B错误；线圈对线圈的作用力与线圈对线圈的作用力是一对相互作
15、用力，等大反向，C错误；静止时，线圈II平衡，线圈对线圈的作用力与托盘对线圈的作用力是一对平衡力，D错误【点睛】本题的原理是两通电直导线间的相互作用规律：两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用电流方向相同时，将会吸引；电流方向相反时，将会排斥8（2019浙江选考）磁流体发电的原理如图所示。将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d、宽为a、长为b的两平行金属板间便产生电压。如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的两极。若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为。忽略边缘效应，下列判断正确的是A上板为正极，电流B上板为负极，电流C下板为
16、正极，电流D下板为负极，电流【答案】C【解析】根据左手定则，正电荷受到的洛伦兹力方向向下，负电荷受到的洛伦兹力向上，因此下极板为电源的正极，根据平衡有，解得稳定时电源的电动势，则流过R的电流为，而，则得电流大小为，C正确【点睛】本题的关键是理解磁流体发电机的工作原理，知道稳定时，离子所受的电场力和洛伦兹力平衡，结合闭合电路欧姆定律进行分析9（2019山东省菏泽市高三下学期第一次模拟考试）如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从b点沿ba方向射入磁场，结果粒子恰好能通过c点，不计粒子的
17、重力，则粒子的速度大小为ABCD 【答案】C【解析】粒子沿半径方向射入磁场，则出射速度的反向延长线一定经过圆心，由于粒子能经过c点，因此粒子出磁场时一定沿ac方向，轨迹如图：由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律得： 解得：，故C正确。故选C。10（2019山东省潍坊市高三模拟训练）如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，二者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里，大小相等的电流时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零。若仅让P中的电流反向，则a点处磁感应强度的大小为A2B0BCDB0【答案】B【解析】如图所示。
18、设P和Q在a点的磁感应强度大小为B，当P和Q的电流都垂直纸面向里时，根据右手螺旋定则可知，P在a点的磁感应强度方向为水平向右偏下30，Q点在a点的磁感应强度方向为水平向右偏上30，两者在a点的合磁感应强度为，方向水平向右，因a点的磁感应强度为零，故。B0的方向水平向左。当P中电流方向反向时，磁场如图所示。如图所示当P的电流反向后，P在a点的磁感应强度方向为水平向左偏上30，P和Q在a点的合磁感应强度为B，方向竖直向上，则a点的磁感应强度为，故B正确；ACD错误；故选B。11（2019天津市和平区高三高考三模）质量为、电量为的带电粒子以速率垂直磁感线射入磁感应强度为的匀强磁场中，在洛仑兹力作用下
19、做匀速圆周运动，带电粒子在圆周轨道上运动相当于一个环形电流，则下列说法中正确的是A环形电流的电流强度跟成正比B环形电流的电流强度跟成正比C环形电流的电流强度跟成正比D环形电流的电流强度跟成反比【答案】CD【解析】设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，半径为r，则由，得，环形电流：，可见，I与q的平方成正比，与v无关，与B成正比，与m成反比，故AB错误，CD正确。12（2019江苏省南京师范大学附属中学高三5月模拟物理试题）如图所示，半圆光滑绝缘轨道MN固定在竖直平面内，O为其圆心，M、N与O高度相同，匀强磁场方向与轨道平面垂直。现将一个带正电的小球自M点由静止释放，它将沿轨道在M、N
20、间做往复运动下列说法中正确的是A小球在M点和N点时均处于平衡状态B小球由M到N所用的时间大于由N到M所用的时间C小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力大小均相等D小球每次经过轨道最低点时所受合外力大小均相等【答案】D【解析】A、小球在点和点只受到重力，所以小球在这两点不能处于平衡状态，故A错误；B、由于洛仑磁力总是与运动垂直，由于没有摩擦力，故对其速度大小由影响的只有重力，故小球无论从哪边滚下，时间都是一样的，故B错误；D、小球不管从哪边滚下，只有重力做功，且重力做功相等，由动能定理可知，小球在最低点是，速度大小总是相等的，由可知合力不变，故D正确。C、小球从到运动，在最低点受到向上的洛仑磁力、向上的支持力和向下的重力，由牛顿运动定律可得：，故此时小球对轨道的压力为：；小球从到运动，在最低点受到向下的洛仑磁力、向上的支持力和向下的重力，由牛顿可得：，故此时小球对轨道的压力为，所以小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力大小不相等，故C错误。 专心-专注-专业