专题12 磁场的性质 带电粒子在磁场中的运动2024年高考物理二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）

专题12 磁场的性质 带电粒子在磁场中的运动 目录 题型一 磁场的叠加 1 题型二 磁场对通电导体作用及安培定则的综合问题 6 题型三 安培力作用下导体的平衡问题 15 题型四 带电粒子在有界匀强磁场中的运动 21 题型一 磁场的叠加 【题型解码】 对于多个电流在空间某点的合磁场方向，首先应用安培定则判断出各电流在该点的磁场方向(磁场方向与该点和电流连线垂直)，然后应用平行四边形定则合成． 【典例分析1】（2023上·山西吕梁·高三校考阶段练习）如图所示，现有两根通电长直导线分别固定在正方体的两条边和上且彼此绝缘，电流方向分别由流向、由流向，两通电导线中的电流大小相等，在点形成的磁场的磁感应强度大小为。已知通电长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为，其中为常数，为电流大小，为该位置到长直导线的距离，则点的磁感应强度大小为（    ） A． B． C． D． 【典例分析2】（2024·全国·高三专题练习）有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为导线的截面图。在图示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向垂直纸面向外的恒定电流I，则下列关于线段MN上各点的磁感应强度的说法正确的是（　　） A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同 B．M点和N点的磁感应强度大小不等，方向相反 C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零 D．在线段MN上只有一点的磁感应强度为零 【提分秘籍】 1.磁场的叠加问题的求解秘籍 （1）确定磁场场源，如通电导线． （2）根据安培定则确定通电导线周围磁感线的方向。 （3）磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。 （4）磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各通电导体单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。 2.定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图所示为M、N在c点产生的磁场． 【突破训练】 1.（2023上·安徽·高三校联考期中）如图所示，在磁感应强度大小为B0方向未知的匀强磁场中，存在竖直方向的正方形虚线区域abcd。在b、d两点分别垂直正方形所在平面固定一根无限长的直导线（图中未画出），导线中通入大小相等、方向垂直纸面向里的恒定电流。若a点的磁感应强度大小为零，则c点的磁感应强度（　　） A．大小为，与匀强磁场方向相同 B．大小为2B0与匀强磁场方向相同 C．大小为，与匀强磁场方向相反 D．条件不足，无法求出c 点处磁感应强度 2.（2023·贵州贵阳·统考模拟预测）一条载有电流的导线沿南北方向放置，导线中的电子由南向北定向移动。一小磁针位于该导线正上方并水平放置，此载流导线提供给小磁针水平方向的磁感应强度大小为 B1，小磁针所在位置的地磁场指向北方的水平分量为B2。若 则该小磁针N极应该偏转至哪一方向（　　） A．北偏西 60° B．北偏东 60° C．南偏东30° D．南偏西 30° 3．（2024·江西赣州·赣州中学校考模拟预测）两根通电细长直导线紧靠着同样长的塑料圆柱体，图甲是圆柱体和导线1的截面，导线2固定不动（图中未画出）。导线1绕圆柱体在平面内第一与第二象限从缓慢移动到，测量圆柱体中心O处磁感应强度，获得沿x方向的磁感应强度随的图像（如图乙）和沿y方向的磁感应强度随的图像（如图丙）。下列说法正确的是（　　） A．随着的增大，导线1在中心O处产生的磁感应强度一直增大 B．导线2电流方向垂直纸面向里 C．当时，中心O处的磁感应强度方向沿第一象限角平分线向外 D．当导线1继续绕圆柱体移动，到达y轴负半轴时，O处的磁感应强度最小 4.（2023上·湖南·高三校联考阶段练习）如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，O为线框的几何中心。线框顶点M、N与直流电源两端相接，已知电流为I的直导线产生的磁场的磁感应强度计算公式（r为某点到直导线的距离），若MN边在O点产生的磁场磁感应强度大小为1×10-4T，则整个三角形线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为（　　） A．0 B．1×10-4T C．1.5×10-4T D．2×10-4T 题型二 磁场对通电导体作用及安培定则的综合问题 【题型解码】 1.判断安培力的方向时，充分利用F安⊥B、F安⊥I； 2.受力分析时，要注意将立体图转化为平面图． 【典例分析1】（2023上·江苏南京·高三校联考期中）如图所示，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为l=0.40m的正方形金属框的D点上。金属框的一条对角线AC水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。己知构成金属框的导线单位长度的阻值为=5.0×10-3Ω/m。在t=0到t=