2020届高考物理一轮复习 专题十 磁场课件

专题十磁场2010~2019年高考全国卷考情一览表年份题号·考点·情景图方法·技巧201025.带电粒子在磁场中运动的临界问题找准临界状态,确定临界条件201114.安培分子电流假说18.安培力和动能定理的应用年份题号·考点·情景图方法·技巧201225.带电粒子在电场或者磁场中的运动电场内类平抛运动的分解思想20131卷18.带电粒子在匀强磁场中的圆周运动2卷17.带电粒子在匀强磁场中的圆周运动年份题号·考点·情景图方法·技巧20141卷第15题图15.安培力大小和方向的理解16.带电粒子在匀强磁场中的圆周运动2卷20.带电粒子在磁场中的运动20151卷第24题图14.带电粒子在磁场中的运动24.安培力作用下的平衡问题24.平衡条件的应用2卷18.地磁场和安培定则的应用年份题号·考点·情景图方法·技巧20161卷15.质谱仪的原理和应用24.安培力作用下的平衡问题平衡条件的应用2卷18.带电粒子在边界磁场中的运动年份题号·考点·情景图方法·技巧20163卷18.带电粒子在磁场中运动的临界问题挖掘隐含条件,找准临界状态20171卷第16题图16.带电粒子在叠加场中的运动19.电流间的相互作用力的分析年份题号·考点·情景图方法·技巧20172卷18.带电粒子在圆形磁场中的运动21.安培力作用下的电动机原理18.抓住特殊运动方向的粒子分析年份题号·考点·情景图方法·技巧20173卷18.磁场的矢量合成问题24.带电粒子在组合场中的运动18.矢量合成法则的应用24.对不同场中的运动分过程研究年份题号·考点·情景图方法·技巧20181卷19.电流的磁场25.带电粒子在复合场中的运动年份题号·考点·情景图方法·技巧20182卷20.磁场的矢量合成平行四边形定则3卷24.带电粒子在复合场中的运动年份题号·考点·情景图方法·技巧20191卷17.磁场的叠加与安培力24.带电粒子在组合场中运动2卷17.带电粒子在磁场中运动3卷18.带电粒子在组合场中运动命题研究高考对本专题内容考查非常全面,基本已经涉及本章所有内容,既有磁场基本概念的理解,也有带电粒子在磁场中的运动。命题主要有:一、对磁场性质的理解,对安培力和洛伦兹力的特点的掌握;二、电流在磁场中的受力平衡问题的研究;三、带电粒子在匀强磁场中运动的基本规律的应用;四、带电粒子在有界匀强磁场中运动的临界问题;五、带电粒子在复合场中的运动;六、带电粒子在复合场运动的实际应用。复习本章内容要抓住洛伦兹力的特点,注意洛伦兹力的方向和粒子运动方向以及磁场方向垂直。在确定圆心和半径时,灵活利用几何知识进行分析和求解。考点52考点53考点54考点55考点56考点57考点52磁场的描述磁场对电流的作用答案P2611.(2019·全国1,17,6分,难度★★)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。已知导体棒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(B)A.2FB.1.5FC.0.5FD.0解析导体棒MN受到的安培力为F=BIL。根据串、并联电路的特点可知,导体棒ML与LN的电阻之和是导体棒MN电阻的2倍,导体棒MN的电流是导体棒ML与LN电流的2倍,导体棒处在同一磁场中,导体棒ML与LN的有效长度与导体棒MN相同,导体棒ML与LN受到安培力的合力为0.5F。根据左手定则,导体棒ML与LN受到安培力的合力方向与导体棒MN受到的安培力方向相同,线框LMN受到安培力的合力为1.5F,故选B。考点52考点53考点54考点55考点56考点572.(2019·浙江,5,3分,难度★)在磁场中的同一位置放置一条直导线,导线的方向与磁场方向垂直,则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流I的关系图象正确的是(A)解析导线的方向与磁场的方向垂直,安培力F=BIl,B和l恒定,F与I成正比,故选A。考点52考点53考点54考点55考点56考点573.(2018·全国1,19,6分,难度★)(多选)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态,下列说法正确的是(AD)A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动考点52考点53考点54考点55考点56考点57甲解析如图甲所示,闭合开关瞬间右边线圈产生电流,左边线圈磁通量增强。由楞次定律可知,增反减同,左边线圈感应磁场方向向左。根据右手螺旋定则可得铁芯中电流方向为从南到北。由此可得铁芯上方磁场为垂直纸面向里,则磁针N极朝垂直纸面向里的方向转动,故A项正确。考点52考点53考点54考点55考点56考点57开关闭合并保持一段时间后电路稳定,线圈中无磁通量变化,则铁芯中无电流,小磁针恢复南北指向,故B、C项错误;如图乙所示,开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,左边线圈磁通量减小,由增反减同得其感应磁场方向向右。由右手螺旋定则可得铁芯中电流由北到南,铁芯上方磁场为垂直纸面向外,则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,故D项正确。乙考点52考点53考点54考点55考点56考点574.(2018·全国2,20,6分,难度★★)(多选)如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为,方向也垂直于纸面向外。则(AC)13B0和12B0A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为712B0B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为112B0C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为112B0D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为712B0考点52考点53考点54考点55考点56考点57解析设L1在a、b点产生的磁感应强度分别为B1a、B1b,L2在a、b点产生的磁感应强度分别为B2a、B2b,根据安培定则可知,B1a=B1b,方向均垂直纸面向里;B2a=B2b,B2a方向垂直纸面向里,B2b方向垂直纸面向外;根据题意,对a点有,B1a+B2a-B0=-𝐵03。对b点有,B1b-B2b-B0=-𝐵02,联立以上方程解得B1a=B1b=7𝐵012,B2a=B2b=𝐵012,选项A、C正确。考点52考点53考点54考点55考点56考点575.(2018·浙江,7,3分,难度★)处于磁场B中的矩形金属线框可绕轴OO'转动,当线框中通以电流I时,如图所示,此时线框左右两边受安培力F的方向正确的是(D)解析利用左手定则,四指指向电流方向,磁感线穿过掌心,大拇指就是受力方向,选D。考点52考点53考点54考点55考点56考点576.(2018·浙江,12,3分,难度★★)在城市建设施工中,经常需要确定地下金属管线的位置,如图所示。有一种探测方法是,首先给金属长直管线通上电流,再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作:①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场最强的某点,记为a;②在a点附近的地面上,找到与a点磁感应强度相同的若干点,将这些点连成直线EF;③在地面上过a点垂直于EF的直线上,找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点,测得b、c两点距离为L。由此可确定金属管线(A)A.平行于EF,深度为𝐿2B.平行于EF,深度为LC.垂直于EF,深度为𝐿2D.垂直于EF,深度为L考点52考点53考点54考点55考点56考点57解析画出垂直于导线方向的截面,由图可知,磁场最强的点a即为地面距离管线最近的点,作出b、c两点的位置,由题意可知EF过a点垂直于纸面,所以金属管与EF平行,根据几何关系得金属管线的深度为。𝐿2考点52考点53考点54考点55考点56考点577.(2018·海南,3,3分,难度★★)如图,一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上,通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上。若电流变为0.5I,磁感应强度大小变为3B,电流和磁场的方向均不变,则金属细杆将(A)A.沿斜面加速上滑B.沿斜面加速下滑C.沿斜面匀速上滑D.仍静止在斜面上考点52考点53考点54考点55考点56考点57解析最初金属细杆受到三个力作用,且合力为零,如图所示:由平衡可知,安培力F=BIL=mgsinθ,若电流变为0.5I,磁感应强度大小变为3B,则安培力F1=3BIL=1.5mgsinθ,根据牛顿第二定律,F1-mgsinθ=ma,故金属细杆以a=0.5gsinθ的加速度沿着斜面加速上滑,故A正确。12考点52考点53考点54考点55考点56考点578.(2017·全国3,19,6分,难度★★)(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(BC)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、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶∶1物理观念333考点52考点53考点54考点55考点56考点57解析利用同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,受力分析如下设任意两导线间作用力大小为F,则L1受合力F1=2Fcos60°=F,方向与L2、L3所在平面平行;L2受合力F2=2Fcos60°=F,方向与L1、L3所在平面平行;L3所受合力F3=2Fcos30°=F,方向与L1、L2所在平面垂直;故选B、C。3考点52考点53考点54考点55考点56考点579.(2017·全国2,21,6分,难度★)(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将(AD)A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉考点52考点53考点54考点55考点56考点57解析由于矩形线圈是由一根漆包线绕制而成,电流在环形线圈中通过,把左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉或者把左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉、右转轴下侧的绝缘漆刮掉,这样在半个周期内受到安培力作用而转动,在另半个周期内靠惯性转动,故选项A、D做法可行;把左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,这样在半个周期内安培力是动力,另半个周期内安培力是阻力,阻碍线圈的转动,故选项B做法不可行;把左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,线圈中没有电流,线圈不受安培力作用,不能转动,故选项C做法不可行。A.0B.33B0C.233B0D.2B0考点52考点53考点54考点55考点56考点5710.(经典题)(2017·全国3,18,6分,难度★★)如图,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,两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为(C)考点52考点53考点54考点55考点56考点57解析设导线P和Q在a点处产生磁场的磁感应强度B1、B2的大小为B,如图甲所示,两磁感应强度的夹角为60°,可知合磁感应强度大小为B,方向水