专题10 磁场-三年（2020-2022）高考真题物理分项汇编（山东专用）

2020-22年三年山东卷高考汇编 专题10 磁场 【考纲定位】 内容 要求 1.安培力 通过实验，认识安培力．能判断安培力的方向，会计算安培力的大小．了解安培力在生产生活中的应用． 2.洛伦兹力 通过实验，认识洛伦兹力．能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小． 3.带电粒子在匀强磁场中的运动 能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动．了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及其应用. 2022·山东·高考 T17 2021·山东·高考 T17 2020·山东·高考 T17 【知识重现】 一、磁场 1．磁感应强度与电场强度的比较 磁感应强度B 电场强度E 物理意义 描述磁场力的性质 描述电场力的性质 定义式 B＝，电流I与B垂直，B与F、I、L无关，由磁场决定 E＝，E与F、q无关，由电场决定 方向 小磁针N极受力方向，磁感线的切线方向 放入该点的正电荷受力方向，电场线的切线方向 场的叠加 都遵从矢量合成法则 单位 1 T＝1 N/(A·m) 1 V/m＝1 N/C 注意：试探电流I受力为零的地方，磁感应强度B未必为零，而试探电荷q受力为零的地方，电场强度E一定为零． 2．磁感线　电流的磁场 (1)磁感线的特点 ①磁感线是为了形象地描述磁场方向和相对强弱而假想的线，实际并不存在． ②磁感线上各点的切线方向即为该点的磁场方向，磁感线密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱． ③磁感线是闭合曲线，在磁体的外部是从N极到S极，内部是从S极到N极． (2)地磁场的特点 ①地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近． ②地磁场B的水平分量(Bx)总是从地理南极指向地理北极；而竖直分量(By)则南、北半球相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下． ③在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁场强弱相同，且方向水平向北． 3．常见电流的磁场 直线电流 的磁场 通电螺线 管的磁场 环形电流 的磁场 特点 无磁极、非匀强，且距导线越远磁场越弱 与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场，管外为非匀强磁场 环形电流的两侧分别是N极和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 从上向下看 从左向右看 从右向左看 纵截 面图 二、安培力和洛伦兹力 1．安培力和洛伦兹力的比较 名称 项目　　　 安培力 洛伦兹力 作用对象 通电导体 运动电荷 力的大小 F安＝BIL(I⊥B)，F安＝0(I∥B) F洛＝qvB(v⊥B)，F洛＝0(v∥B) 力的方向 左手定则(F安垂直于I与B所决定的平面) 左手定则(F洛垂直于v与B所决定的平面，且需区分正负电荷) 作用效果 改变导体棒的运动状态，对导体棒做功，实现电能和其他形式的能的相互转化 只改变速度的方向，不改变速度的大小；洛伦兹力永远不对电荷做功 本质联系 安培力实际上是在导线中定向移动的电荷所受到的洛伦兹力的宏观表现 2.求解与安培力相关的力学问题的方法 (1)正确地对研究对象进行受力分析，特别注意通电导体受到安培力的方向与磁感应强度的方向垂直． (2)画出辅助图(如斜面)，画好受力图的关键是标明辅助方向(如B、I的方向)． (3)由于安培力、电流I、磁感应强度B的方向之间涉及三维空间，所以在受力分析时要善于把立体图转化为平面图． 三、带电粒子在有界磁场中的运动 1．带电粒子在匀强磁场中的运动 (1)若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动． (2)若v⊥B，且带电粒子仅受洛伦兹力作用，则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，洛伦兹力提供向心力．由qvB＝m，可得半径R＝，则周期T＝＝.周期T与粒子运动的速度v或半径R无关． 2．解决带电粒子在有界磁场中的运动问题的思路 “画轨迹，定圆心，求半径”是解决带电粒子在磁场中运动问题的一般思路，其中“画轨迹”是处理临界与极值问题的核心．对于这类区域判断题，要善于进行动态分析，即首先选一个速度方向(如水平方向)，然后从速度方向的改变分析轨迹的变化，从而找出角度变化时可能出现的临界值与极值或各物理量间的联系． 3．注意圆周运动中有关对称规律 (1)从直线边界射入匀强磁场的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等，如图甲、乙、丙所示． (2)在圆形磁场区域内，沿半径射入的粒子，必沿半径射出，如图丁所示． 四、带电粒子在复合场中的运动 1．两种场的模型及三种场力 (1)两种场模型 组合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存，但各位于一定区域，并且互不重叠的情况． 复合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存于同一区域的情况． (2