内容正文:
第十章 磁场 安培力与洛伦 兹力
高考
年份 命题轨迹 考查点 1.命题难度:磁场和磁场对电流的作用是电磁学的基础,单独命题一般以选择题形式出现,难度中等。安培力的分析计算会在电磁学的计算题中体现。运动电荷(带电体)在磁场或复合场中的运动是高考考查的重点、热点。题目综合性强,常以选择题或计算题形式出现。作为计算题时难度会更大。
2.命题频率:本章为必考内容,考查的具体内容主要包括以下几个方面:(1)电流的磁场及安培定则的应用,以及磁感应强度的叠加;(2)安培力、洛伦兹力的理解及应用;(3)带电粒子在磁场中的圆周运动问题;(4)带电粒子在有界磁场中的多解与临界问题;(5)带电粒子在复合场中的运动问题;(6)洛伦兹力在现代科技中的应用。
3.命题情境:地磁场,通电导线在安培力作用下的平衡与加速问题,带电粒子在磁场、组合场、叠加场中的运动。
2022 全国甲卷
T18(6分) 带电粒子在叠加场中的运动轨迹问题
全国甲卷
T25(20分) 利用光点式检流计模型,考查安培力的问题
全国乙卷
T18(6分) 利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度考查地磁场特点
山东卷
T17(14分) 带电粒子在空间组合场中的运动问题
广东卷
T7(4分) 带电粒子在空间组合场中的运动轨迹问题
广东卷
T8(6分) 带电粒子在叠加场中的运动问题
湖南卷
T3(4分) 特殊磁场中,安培力作用下导体棒的平衡 问题
湖南卷
T13(13分) 带电小球在叠加场中的匀速圆周运动问题
河北卷
T14(16分) 带电粒子在交变电、磁场中的运动问题
2021 全国甲卷
T16(6分) 两通电直导线产生磁场的叠加问题 4.模型图示
全国甲卷
T25(20分) 带电粒子在组合场中的运动,穿过两挡板之间磁场区域的多解问题
全国乙卷
T16(6分) 以带电粒子在圆形磁场中的偏转为背景考查半径公式的应用
山东卷
T17(14分) 以具有匀强磁场和匀强电场的离子实验装置为背景考查动力学和运动学问题
2021 广东卷
T14(15分) 以花瓣形电子加速器为背景考查最值问题
福建卷
T6(6分) 多个通电直导线产生磁场的叠加问题
湖南卷
T13(13分) 以带电粒子流在磁场中的偏转为背景考查磁聚焦模型的应用
河北卷
T14(16分) 以带电粒子在具有平行栅极板的匀强磁场中的运动为背景考查临界问题
第1讲 磁场 磁场对电流的作用
梳理必备知识
回归教材
一、磁场、磁感应强度
1.磁场的基本性质
磁场能够对处于其中的磁体、电流和运动电荷产生 的作用。
2.磁感应强度
(1)物理意义:表征磁场的强弱和 。
力
(3)方向:小磁针静止时 。
(4)单位:特斯拉,符号为T,1 T=1 N/(A·m)。
方向
N极的指向
3.匀强磁场
(1)定义:在磁场的某个区域内,如果各点的磁感应强度大小和方向都 ,则这个区域的磁场称为匀强磁场。
(2)特点:磁感线是一组平行且等距的直线,疏密程度相同、方向相同。
4.地磁场
(1)地磁的N极在地理 附近,S极在地理 附近,磁感线分布如图所示。
相同
(2)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度大小 ,方向水平 。
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。
南极
北极
相等
向北
二、磁感线和电流周围的磁场
1.磁感线的特点
(1)磁感线上任意一点的 方向即该点的磁场方向。
(2)磁感线分布越密的地方,磁感应强度 ,磁感线分布越疏的地方,磁感应强度 。
(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,在磁体外部,磁感线是由 出发回到 ;在磁体内部,磁感线从 到 。
(4)同一磁场的磁感线不中断、不 、不相切。
(5)磁感线是假想的曲线,客观上并不存在。
切线
越大
越小
N极
S极
N极
相交
S极
2.几种常见的磁场
(1)条形磁体和蹄形磁体的磁场(如图所示)
(2)电流的磁场
三、安培力
1.安培力:磁场对通电导线的作用力称为安培力。
2.安培力的大小
(1)磁场方向和电流垂直时:F= 。
(2)磁场方向和电流平行时:F= 。
3.安培力的方向——左手定则判断
IlB
0
(1)伸开左手,拇指与其余四指 ,且都与手掌处于同一平面内。
(2)让磁感线垂直穿过手心,四指指向 的方向。
(3)此时 所指的方向即为安培力的方向。
垂直