磁场-3年高考2年模拟1年原创备战高考精品系列之物理---精校解析Word版

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1、3年高考2年模拟1年原创精品高考系列【2018年高考考点定位】作为一个热门的考点，一个每年必考的考点，近年来命题形式频出新意，主要侧重于两个方面，一个是描述磁场的相关物理量和定义的考察，如磁场、磁感应强度、磁感线、安培力、左手定则、右手定则等，考察这些基本的概念，不过情景可能会新。另外一个方面就是带点粒子在匀强磁场中的运动和安培力做功，涉及到运动过程的描述和功能关系。【考点pk】名师考点透析考点一、磁场和磁感应强度【名师点睛】1、磁场：性质是对放入其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。磁场的强弱用磁感应强度B表示，方向为小磁针静止时N极所指的方向。大小定义为,此定义为电流

2、垂直磁场时所受到的磁场力与电流大小和长度的比值，当然只针对一小段长度，我们称之为电流元（微元法）。2、磁感线：与电场线的相同点都是假设的不存在的，都以切线方向表示磁场方向（或电场方向），不同点电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的。常见磁场的磁感线如下3、磁通量：穿过平面的磁感线的多少。对匀强磁场，若磁感应强度大小为B，平面面积为S，夹角为，则有磁通量考点二、安培右手定则【名师点睛】1、直线电流的磁场：右手握着通电直导线，大拇指指向电流的方向，四指环绕的方向即磁场的方向。磁场特点为以直导线为中心轴以一组同轴圆环，离轴越远，磁感应强度越弱。2、环形电流的磁场：右手握着环形电流，

3、四指环绕的方向为电流方向，大拇指所指的方向就是中心轴线处磁场的方向，也就是磁场的N极。磁场特点环形电流内部和外部的磁感应强度方向相反，大拇指指的是内部的磁场方向。3、通电螺线管的磁场：右手握着通电螺线管，四指环绕的方向为电流方向，大拇指所指的方向就是中心轴线处磁场的方向，也就是磁场的N极。磁场特点类似于条形磁铁的磁场，螺线管内部为匀强磁场。考点三、带点粒子在匀强磁场中的运动【名师点睛】1、洛伦磁力（左手定则）：伸开左手，让磁感线穿过手心，四指直向正电荷运动的方向或者负电荷运动的反方向，大拇指所指的就是洛伦兹力的方向。大小表达式为，为速度与磁场的夹角。注意的是，洛伦兹力的方

4、向总是垂直于磁场和速度所决定的平面。所以洛伦兹力不会做功。2、速度方向垂直磁场方向进入磁场的带点粒子，由于洛伦兹力总是和速度方向垂直，只改变速度大小不改变速度方向，粒子将做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：，粒子在磁场中匀速圆周运动半径为。圆周运动周期，提醒大家注意周期和速度无关。3、水平边界的匀强磁场中，带电粒子进磁场时速度与边界的夹角和出磁场时速度与边界夹角相同，即具有对称性。圆形边界的匀强磁场，若粒子沿磁场半径方向进入磁场，必定还沿半径方向离开磁场。由于粒子在磁场中的运动涉及较多的几何关系，所以借助某些结论可以缩短计算时间。考点四、带点粒子在复合场中的运动【名师点睛

5、】1、质谱仪：通过一个加速电场：，，垂直磁场进入匀强磁场做匀速圆周运动，圆周运动半径,打在水平边界上的间距为，对于电荷数相同质量数不同的同位素，可以通过打在不同位置而区分开，而且可以通过间距分析粒子的比荷大小。结构简图如下1、回旋加速器：两个半圆的D行金属盒构成，金属盒内存在匀强磁场，两个金属盒的间隙处加油高频交流电，带点粒子在其中一个D行盒中做半个周期的匀速圆周运动，经过高频交流电，被电场加速，让后进入对面的D行盒再做半个周期的匀速圆周运动，再回到缝隙处的高频交流电时，电场方向刚好反向，粒子继续加速，这样如此循环，粒子的速度越来越大，圆周运动半径越来越大，最终达到D行盒

6、的半径而离开D行盒，获得高速粒子。注意交流电的周期等于粒子在匀强磁场中圆周运动的周期粒子最终的速度由D行盒的半径和磁感应强度决定，与加速电压无关。2、速度选择器（磁流体发电机）：带电粒子进入匀强磁场后，由于受到洛伦兹力的作用而使得正负粒子偏向不同的方向，如下图所示，从而使得A板带负电，B板带正电，从而在AB之间形成电场和电压。当粒子不再偏转时，设AB之间电压为，间距为，磁感应强度为，则能够通过而不偏转的粒子满足条件为，可得，即只有速度等于的粒子才能沿直线通过，此为速度选择器。此时上下两板之间的电压维持在，可以持续稳定对外供电，即磁流体发电机的电动势。【试题演练】1．如图所

7、示，电子枪向右发射电子束，其正下方水平直导线内通有向右的电流，则电子束将：（）A．向上偏转B．向下偏转C．向纸外偏转D．向纸内偏转【答案】A【解析】由安培定则可知，在电子枪处电流磁场方向垂直于纸面向外，电子束由左向右运动，由左手定则可知，电子束受到的洛伦兹力竖直向上，则电子束向上偏转，故选项A正确。2．不计重力的两个带电粒子1和2经小孔S垂直磁场边界，且垂直磁场方向进入匀强磁场，在磁场中的轨迹如图所示。分别用v1与v2，t1与t2，与表示它们的速率、在磁场中运动的时间及比荷，则下列说法正确的是：（）S21A．若＜，则v1＞v2