第一章 安培力和洛伦兹力 精细复习讲义 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理选择性必修第二册第一章安培力与洛伦兹力复习讲义，覆盖磁场性质、安培力、洛伦兹力、带电粒子圆周运动等高考核心考点，按“基础知识点-专题拔高-分层练习”逻辑架构，通过超细知识点拆解、逐点例题精练、五重标准解析等环节，帮助学生系统突破模型性强、易错点密集的电磁学枢纽内容。 资料以科学思维培养为核心，创新设计有效长度专项、磁场圆轨迹模型等专题模块，通过“定义推导-临界条件-拓展结论”三阶梳理构建物理观念，配套基础、中档、拔高分层题库及终极秒杀体系，助力学生在有限时间内掌握半径周期公式应用、多解临界分析等解题技巧，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供高效教学支持。

第一章: 安培力和洛伦兹力全套精细复习讲义 前言：本讲义为高中物理选择性必修第二册第一章安培力与洛伦兹力专属终极完整版复习资料，本章是高中物理电磁学核心枢纽，承接磁场基本性质，衔接带电粒子在磁场中运动、复合场压轴大题，是高考选择、实验、计算综合题高频必考章节，题型灵活、模型性强、易错点密集。本讲义完整覆盖安培力大小与方向、有效长度、平行导线相互作用、线圈磁力矩、洛伦兹力大小与方向、带电粒子圆周运动、半径周期公式、多边界磁场、洛伦兹力做功特点、磁场力与电场力重力对比全部内容，配套足量分层习题，实现零基础吃透、满分通关。 1. 全章节超细知识点拆解：定义、成因、性质、公式推导、临界条件、适用范围、冷门细节、易错对比、拓展结论全覆盖； 2. 逐知识点配套例题精练：学练同步，当场消化考点，杜绝学懂不会用； 3. 专属专题拔高模块：有效长度专项、线圈力矩专题、磁场圆轨迹圆模型、多解临界压轴专题； 4. 分层足量题库：基础、中档、拔高三类题型充足，覆盖选择、多选、填空、计算、压轴所有考法； 5. 五重标准解析：标准答案+详细步骤+破题思路+知识点溯源+易错警示； 6. 终极秒杀体系：二级结论、解题口诀、易错清单、模型秒杀技巧全套配齐。 第一部分 核心基础知识点 知识点1 磁场基本概念与磁感应强度 1 磁场性质 磁场是存在于磁体、电流、运动电荷周围的特殊物质，基本性质：对放入其中的通电导线、运动电荷、磁体产生磁场力作用。磁场具有矢量性、叠加性。 2 磁感应强度B（磁场强弱矢量） (1) 定义：垂直于磁场方向的通电导线，所受安培力F与电流I、导线长度L乘积的比值 （2）定义式：B＝(通电导线垂直于磁场)． （3）方向：小磁针静止时N极所指的方向． （4）单位：特斯拉，符号为T. （5）物理意义：描述磁场的强弱和方向． 核心易错点：B由磁场本身决定，与F、I、L无正反比关系，定义式仅为比值定义。 3.匀强磁场 磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线． 4.地磁场 ①地磁的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图1所示． 图1 ②在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北． 5．磁感线的特点 (1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向． (2)磁感线的疏密程度定性地表示磁场的强弱． (3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极． (4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切． (5)磁感线是假想的曲线，客观上并不存在． 6．几种常见的磁场 (1)条形磁体和蹄形磁体的磁场(如图所示) 图 (2)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 安培 定则 立体图 横截 面图 纵截 面图 7磁感线核心规律 磁感线切线方向为磁感应强度方向，疏密表示磁场强弱；闭合曲线、不相交、不中断；外部N→S，内部S→N。 技巧点拨 磁场叠加问题的解题思路 (1)确定磁场场源，如通电导线． (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BM、BN. 图 (3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的B为合磁场． 例题精练 1.下列关于磁感应强度说法正确的是（） A. B与F成正比，与IL成反比 B. 通电导线不受力则B=0 C. 磁场为零则安培力一定为零 D. 磁感线可以相交 答案：C 解析：B为磁场本身属性，与受力、电流无关；电流与磁场平行时受力为零但B≠0；磁感线永不相交，ABD错误。 2.如图，两根相互绝缘的通电长直导线分别沿x轴和y轴放置，沿x轴方向的电流为I0.已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度B＝k，其中k为常量，I为导线中的电流，r为场中某点到导线的垂直距离．图中A点的坐标为(a，b)，若A点的磁感应强度为零，则沿y轴放置的导线中电流的大小和方向分别为(　　) 图 A.I0，沿y轴正向 B.I0，沿y轴负向 C.I0，沿y轴正向 D.I0，沿y轴负向 答案　A 解析　根据右手螺旋定则可知，沿x轴的电流在A点处的磁感应强度为：B1＝k，方向垂直于纸面向外，因为A点磁感应强度为零，所以沿y轴的电流产生的磁场垂直纸面向里，大小等于B1，有k＝k，解得I＝I0，根据右手螺旋定则可知电流方向沿y轴正方向，故A正确． 知识点2 安培力的大小与方向 1 安培力完整定义 安培力：磁场对通电直导线的作用力，是大量定向移动电荷所受洛伦兹力的宏观合力表现。 2 安培力万能公式与三种临界情况 通用公式：(其中θ为B与I之间的夹角) ：电流方向与磁感应强度方向的夹角 1. 当（电流⊥磁场）：，受力最大； 2. 当（电流∥磁场）：，通电导线不受安培力； 3. 当：取有效垂直分量受力。 3 安培力方向判定——左手定则 操作规范：伸开左手，拇指与四指垂直且共面；磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，大拇指指向即为安培力方向。 (1)如图，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内． (2)让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向电流的方向． (3)拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． 矢量核心结论：安培力F始终同时垂直于B、I所决定的平面，即，安培力只改变导线受力方向，不改变磁场与电流方向。 4 ．安培力公式F＝BIl的应用条件 (1)B与l垂直． (2)l是有效长度． ①弯曲通电导线的有效长度l等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示． 图 ②对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为零，所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零． 3．安培力作用下导体运动情况判定的五种方法 电流 元法 分割为电流元安培力方向→整段导体所受合力方向→运动方向 特殊 位置法 在特殊位置→安培力方向→运动方向 等效法 环形电流⇌小磁针 条形磁体⇌通电螺线管⇌多个环形电流 结论法 同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势 转换研究 对象法 先分析电流所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力 非直导线、折线导线在匀强磁场中，安培力计算不取实际长度，取首尾两点直线距离为有效长度L。 终极推论：任意闭合通电线圈在匀强磁场中，有效长度为0，合安培力恒为0（仅受磁力矩）。 例题精练 1.匀强磁场B=0.5T，导线长L=2m，电流I=4A，电流与磁场夹角30°，求安培力大小。 解析解答： 破题关键：必须带入夹角正弦值，禁止直接套用最大值公式。 2.半圆形导线半径R=1m，通有恒定电流，垂直放入匀强磁场，有效长度为多少？ 答案：有效长度 解析：弯曲导线有效长度为首尾直线间距，半圆首尾直径为有效长度。 3．(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(　　) 图 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 答案　BC 解析　同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1受力分析，如图甲所示，可知L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在的平面平行，故A错误；对L3受力分析，如图乙所示，可知L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在的平面垂直，故B正确；设三根导线间两两之间的相互作用力的大小为F，则L1、L2受到的磁场作用力的合力大小均等于F，L3受到的磁场作用力的合力大小为F，即L1、L2、L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶，故C正确，D错误． 知识点3 平行通电导线相互作用 1 相互作用规律 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥 2 微观原理拆解 一根通电导线产生磁场，另一根导线电流在该磁场中受安培力，双向相互作用力大小相等、方向相反，满足牛顿第三定律。 3 核心推论 电流越大、导线间距越小，相互作用力越大；力的方向始终沿两导线连线方向。 解题思路： (1)选定研究对象． (2)受力分析时，变立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，安培力的方向F安⊥B、F安⊥I.如图所示： 图 例题精练 1.两根平行长直导线，通有反向恒定电流，二者受力关系为（） A. 相互吸引 B. 相互排斥 C. 无作用力 D. 无法判断 答案：B 解析：反向电流相斥，同向电流相吸，固定结论。 知识点4 通电线圈在磁场中的磁力矩 1 磁力矩定义与公式 通电矩形线圈在匀强磁场中，安培力对转轴产生的转动效果为磁力矩。 万能公式： N为线圈匝数，S为线圈面积，为线圈平面与中性面的夹角。 2 两个特殊位置（交变电流前置考点） （1）线圈平面与磁场平行（垂直中性面）：，，力矩最大； （2）线圈平面与磁场垂直（中性面）：，，力矩为零，线圈平衡。 3 核心结论 匀强磁场中，闭合线圈中合安培力始终为0，仅存在磁力矩，使线圈向中性面转动。 知识点5 洛伦兹力的大小与方向 1 洛伦兹力完整定义 洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力，是磁场力的微观本质，安培力是洛伦兹力的宏观合力。 关键前提：静止电荷不受洛伦兹力，只有运动电荷在磁场中才受力。 2 洛伦兹力万能公式与临界情况 通用公式： ：电荷运动速度v与磁感应强度B的夹角 （1）：，粒子做匀速圆周运动； （2）：，粒子做匀速直线运动； （3）与B成任意夹角：速度分解为平行、垂直分量，粒子做等距螺旋线运动。 3 洛伦兹力方向判定（左手定则·电荷正负区分） （1）正电荷：四指指向速度方向，磁感线穿掌心，拇指为洛伦兹力方向； （2）负电荷：四指指向速度反方向，其余操作一致。 矢量结论：洛伦兹力始终垂直于v、B组成的平面。 4 洛伦兹力做功终极必考结论 洛伦兹力永远不做功！ 原因：力的方向始终与瞬时速度垂直，。洛伦兹力只改变速度方向、不改变速度大小、不改变粒子动能。 例题精练 1.电子以垂直进入B=0.1T匀强磁场，求洛伦兹力大小，并判断是否做功。（电子电荷量） 解析解答：；洛伦兹力始终不做功。 易错警示：无论粒子轨迹如何，洛伦兹力绝对不做功，无动能变化。 知识点6 带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动 1 受力与运动本质 带电粒子垂直进入匀强磁场，洛伦兹力完全提供向心力，粒子做匀速圆周运动，速率、动能不变，速度方向持续改变。 2 核心公式全套推导 向心力等式： 轨道半径公式：（p为动量） 周期公式： 频率公式： 3 终极秒杀结论 （1）周期T与粒子速度、轨道半径无关，仅由粒子比荷、磁场强弱决定； （2）质量越大、电荷量越小、磁场越弱，轨道半径越大、周期越长； （3）同种粒子同一磁场，速度越大，轨道半径越大，周期不变。 例题精练 1.质子垂直进入匀强磁场，速度增大为原来2倍，分析轨道半径、周期变化。 解析答案：由，半径变为2倍；周期与速度无关，周期不变。 知识点7 带电粒子磁场运动几何模型 1 圆心确定三种方法 （1）两点速度垂线交点：两条速度切线的垂线交点为圆心； （2）弦中垂线法：轨迹弦的中垂线过圆心； （3）偏向角法：速度偏转角等于轨迹圆心角。 2 核心几何关系 速度偏转角 = 轨迹圆心角；弦长；轨迹弧长由圆心角决定。 3 运动时间公式 ，为圆心角（弧度制） 知识点8 安培力与洛伦兹力全方位对比 对比维度 安培力 洛伦兹力 研究对象 宏观通电导线 微观运动电荷 产生条件 通电导线在磁场中（电流不平行磁场） 运动电荷在磁场中（速度不平行磁场） 做功情况 可以做功（正功、负功、不做功） 永远不做功 力的效果 使导线平动、转动、形变 只改变速度方向，不改变速率动能 相互关系 宏观合力 微观本质 第二部分 本章高考必考二级结论 1. 磁感应强度B为比值定义，与F、I、L无关，仅由磁场本身决定； 2. 安培力公式，平行受力为零，垂直受力最大； 3. 弯曲导线安培力看有效长度，闭合线圈匀强磁场合安培力为0； 4. 平行通电导线：同向相吸、反向相斥，相互作用力等大反向； 5. 洛伦兹力只对运动电荷有力，静止电荷不受磁场力； 6. 洛伦兹力永远不做功，不改变粒子动能、速率，只改方向； 7. 带电粒子垂直磁场圆周运动：r与v成正比，T与v无关； 8. 速度偏转角=轨迹圆心角，运动时间由圆心角唯一决定； 9. 电流平行磁场、速度平行磁场，磁场力均为零； 10. 磁力矩最大值出现在线圈与磁场平行，中性面磁力矩为零。 第三部分 全章节高频易错终极汇总 1. 易错：认为导线不受安培力则无磁场（正解：电流与磁场平行时受力为零，B≠0）； 2. 易错：弯曲导线安培力按实际长度计算（正解：必须取首尾有效直线长度）； 3. 易错：闭合线圈匀强磁场有合安培力（正解：合外力为0，仅存磁力矩）； 4. 易错：负电荷直接用速度方向判左手定则（正解：四指取速度反方向）； 5. 易错：洛伦兹力可以做功、改变粒子速度大小（正解：绝对不做功，速率不变）； 6. 易错：粒子速度越大圆周运动周期越长（正解：周期与速度无关）； 7. 易错：混淆圆心角与偏转角（正解：二者大小完全相等）； 8. 易错：安培力、洛伦兹力方向与磁场、电流/速度共面（正解：力垂直二者平面）； 9. 易错：同向电流相互排斥（正解：同向相吸、反向相斥）； 10. 易错：带电粒子一定受洛伦兹力（正解：静止、速度平行磁场均不受力）。 第四部分 分层专项练习题 1.下列说法正确的是（） A. 静止电荷在磁场中受洛伦兹力 B. 洛伦兹力可以做功 C. 平行电流同向相吸 D. 安培力方向与磁场平行 答案：C 解析：静止电荷不受洛伦兹力，洛伦兹力不做功，安培力垂直磁场，ABD错误。 2.匀强磁场B=0.2T，直导线长L=5m，电流I=2A，导线与磁场垂直，安培力大小为（） A. 0.2N B. 2N C. 5N D. 10N 答案：B 解析：。 3.下列情境中电荷不受洛伦兹力的是（） A. 电子垂直磁场运动 B. 质子平行磁场运动 C. 带电粒子斜穿磁场 D. 带电粒子高速切割磁场 答案：B 解析：速度与磁场平行时，洛伦兹力为零。 4.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，仅增大粒子速度，则（） A. 周期变大 B. 周期变小 C. 周期不变 D. 无法确定 答案：C 解析：周期公式，与速度无关。 5.四分之一圆弧导线半径R=2m，通恒定电流，垂直放入匀强磁场，有效长度为（） A. 2m B. C. 4m D. 答案：B 解析：四分之一圆弧首尾直线距离为斜边。 6.水平匀强磁场垂直纸面向里，水平导线电流向右，导线所受安培力方向为（） A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 答案：A 解析：左手定则：磁感线穿掌心（向里），四指指向电流向右，拇指竖直向上。 7.关于洛伦兹力，下列说法正确的是（） A. 不改变粒子速率 B. 不改变粒子动能 C. 不改变粒子速度 D. 不改变粒子运动方向 答案：AB 解析：洛伦兹力只改速度方向、不改速率与动能，CD错误。 8.带电粒子垂直进入匀强磁场，若增大磁感应强度B，则（） A. 轨道半径增大 B. 轨道半径减小 C. 周期增大 D. 周期变小 答案：BD 解析：，B增大半径减小；周期与B有关、与v无关，此处B增大周期减小，对比选项BD正确。 9.匀强磁场B=1T，倾斜导线长L=4m，与磁场夹角60°，通电流I=1.5A，求导线所受安培力大小；若导线为半圆形、直径4m，求安培力大小。 解析答案 1. 直导线安培力： 2. 半圆导线有效长度L=4m： 破题关键：弯曲导线全部替换为有效长度计算，无需考虑弧形实际长度。 10.电子，，以垂直进入B=0.5T匀强磁场，求轨道半径与周期。 解析答案 半径： 周期： 11.关于安培力与洛伦兹力，下列说法正确的是（） A. 安培力是洛伦兹力的宏观合力表现 B. 匀强磁场中闭合通电线圈合安培力为零 C. 洛伦兹力可以改变粒子运动轨迹 D. 平行磁场运动的带电粒子受洛伦兹力最大 答案：ABC 详细解析：D错误，速度平行磁场洛伦兹力为零；ABC均为核心结论。 12.带电粒子垂直进入匀强磁场，轨迹圆心角60°，已知周期T，求粒子运动时间。 解析答案： 破题关键：运动时间与圆心角成正比，与速度半径无关。 13．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”下列说法正确的是（　　） A．地球内部不存在磁场 B．地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近 【分析】地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近，且地球内部也存在磁场，由于赤道附近的磁场与地面平行。 【解答】解：AB.磁感线是闭合曲线，地球外部，磁感线由地磁北极指向地磁南极，在地球内部地磁场的方向则相反，故地球内部也存在磁场，故AB错误； C.只有在赤道处，磁场方向才与地面平行。在北半球，磁感线斜向下，有与地面平行的分量，也有垂直地面向下的分量；在南半球，磁感线斜向上，有与地面平行的分量，也有垂直地面向上的分量，故C错误； D.地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近，并不完全重合，存在磁偏角，故D正确。 故选：D。 14．如图所示，从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中都含有大量的高能带电粒子，这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，那么（　　） A．宇宙射线受到地磁场施加的与运动方向相反的排斥力 B．垂直射向地球表面的带电粒子在两极处受磁场的偏转作用最强 C．带正电的离子垂直射向赤道时会向东偏转宇宙射线 D．带负电的离子垂直射向赤道时会向南极偏转 【分析】由洛伦兹力的左手定则进行分析。 【解答】解：A、宇宙射线受到地磁场施加的力与运动方向垂直，当宇宙射线的运动方向与磁感应强度方向平行时，此时收到的洛伦兹力可能为零，故A错误； B、垂直射向地球表面的带电粒子在两极处运动方向与磁场方向平行，故不受洛伦兹力，故B错误； C、由左手定则可知，使拇指与四指垂直，并且与手掌处于同一个平面内，四指指向正电荷的运动方向，磁感线穿过手心，此时大拇指的方向指向东边，故离子向东偏转，故C正确； D、由左手定则可知，使拇指与四指垂直，并且与手掌处于同一个平面内，四指指向负电荷的运动方向的反方向，磁感线穿过手心，此时大拇指的方向指向西边，故离子向西偏转，故D错误； 故选：C。 时，四指的方向是正电荷的运动方向，同时也是负电荷运动的反方向。 15．有一种磁悬浮地球仪，通电时地球仪会悬浮起来（图甲）。实际原理是如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮起来。则下列叙述中正确的是（　　） A．地球仪只受重力作用 B．电路中的电源必须是交流电源 C．电路中的b端点须连接直流电源的正极 D．增大线圈中的电流，地球仪飘浮的高度不会改变 【分析】地球仪悬浮后受重力与磁场力作用； 根据地球仪的受力情况应用安培定则判断线圈中电流方向； 增大线圈的电流时，线圈内部产生的磁场越强，对地球仪的作用力也就越大，地球仪漂浮的高度会增大。 【解答】解：A、由题意可知，地球仪稳定地飘浮起来，地球仪受重力和电磁铁向上的磁场力，故A错误； BC、地球仪下端为N极，则线圈的上端为N极，根据右手螺旋定则可得，电源通的是直流电，且a端为电源的负极，而b端为电源的正极，如果接交流电，电磁铁的磁极会发生变化，对地球仪一会吸引一会排斥，地球仪不可能悬浮在空中，故B错误，C正确； D、当增大线圈中的电流时，线圈内部产生的磁场增强，对地球仪的作用力也就越大，地球仪漂浮的高度会增大，故D错误。 故选：C。 16．如图所示，是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。当电流从电磁铁的接线柱A流入时，发现吸引小磁体向下运动，以下选项中正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N极，小磁体的下端为N极 B．电磁铁的上端为S极，小磁体的下端为S极 C．电磁铁的上端为N极，小磁体的下端为S极 D．电磁铁的上端为S极，小磁体的下端为N极 【分析】根据右手螺旋定则可以知道电磁铁上下端的磁极。 【解答】解：当电流从电磁铁的接线柱a流入时，从上向下看电流是顺时针方向，根据右手螺旋定则可知电磁铁的下端为N极，上端为S极，故ABC错误，D正确； 故选：D。 17．下列说法是某同学对概念、公式的理解，其中正确的是（　　） A．根据电场强度定义式E，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q无关 B．根据公式B可知，磁感应强度B与通电导线所受到的磁场力F成正比，与电流I和导线长度L的乘积IL成反比 C．电荷在电场中某点所受静电力的方向就是这点电场强度的方向 D．磁场中某点磁感应强度B的方向，与通电导线在该点所受磁场力F的方向相同 【分析】由电场强度，磁感应强度的决定因素以及电场强度和磁感应强度的方向进行分析。 【解答】解：A、电场强度的大小由电场本身决定，与试探电荷的电荷量q无关，故A正确； B、磁感应强度的大小由磁场本身决定，与通电导线所受到的磁场力F和电流I和导线长度L的乘积IL无关，故B错误； C、规定正电荷在电场中某点所受静电力的方向就是这点电场强度的方向，负电荷在电场中某点所受静电力的方向就是这点电场强度的反方向，故C错误； D、由左手定则可知，磁场中某点磁感应强度B的方向，与通电导线在该点所受磁场力F的方向互相垂直，故D错误； 故选：A。 18．如图，在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，有一边长为L的正方形导线框，以OO′为轴从图示位置逆时针匀速转动，角速度为ω。OO′轴距AD为，距BC为，说法正确的是（　　） A．感应电动势的最大值为BL2ω B．感应电动势的最大值为 C．从图示位置开始转过60°的过程中，磁通量的变化量为 D．从图示位置开始转过120°的过程中，磁通量的变化量为 【分析】由Em＝NBSω求感应电动势的最大值；由△Φ＝Φ2﹣Φ1求磁通量变化量。 【解答】解：AB、感应电动势的最大值：Em＝NBSω＝1×B×L2ω＝BL2ω，故B错误，A正确； C、从图示位置开始转过60°的过程中，磁通量的变化量： △Φ＝Φ2﹣Φ1＝BSsin60°﹣0，故C错误； D、从图示位置开始转过120°的过程中，磁通量的变化量 △Φ＝Φ2﹣Φ1＝﹣BSsin60°﹣0，故D错误； 故选：A。 19．匀强磁场中放置一根长为0.15m且通有4A电流的直导线，若仅调整导线方向，其受到的磁场力大小只能在0到0.6N之间变化，则该磁场的磁感应强度大小为（　　） A．3T B．1T C．0.3T D．0.1T 【分析】当磁场的方向与电流方向垂直时，F＝BIL，此时受到的安培力最大，根据该公式求出磁场的磁感应强度。 【解答】解：当磁场方向与通电导线垂直时，此时受到的安培力最大，故最大安培力为0.6N，则由F＝BIL得磁感应强度BT＝1T，故B正确，ACD错误。 故选：B。 20．如图所示，ab是水平面上的一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一通电导线ef，已知ef平行于ab，当ef竖直上平移时，电流产生的磁场穿过圆面积的磁通量将（　　） A．逐渐减少 B．始终为零 C．不为零，但保持不变 D．逐渐增大 【分析】磁通量是穿过磁场中某一平面的磁感线的条数．题中线圈面积不变，根据磁感线是闭合曲线，从穿进线圈后又穿出线圈，则可判断穿过线框的磁通量为零，从而即可求解． 【解答】解：由题，通电直导线产生稳定的磁场，根据安培定则判断可知：在AB的外侧磁感线向下穿过线圈平面，在AB的里侧磁感线向上穿过线圈平面，根据对称性可知，穿过线框的磁感线的总条数为零，磁通量为零，CD竖直向上平移时，穿过这个圆面的磁通量始终为零，保持不变，故ACD错误，B正确。 故选：B。 练习题 1.下列说法正确的是（） A. 静止电荷在磁场中受洛伦兹力 B. 洛伦兹力可以做功 C. 平行电流同向相吸 D. 安培力方向与磁场平行 2.匀强磁场B=0.2T，直导线长L=5m，电流I=2A，导线与磁场垂直，安培力大小为（） A. 0.2N B. 2N C. 5N D. 10N 3.下列情境中电荷不受洛伦兹力的是（） A. 电子垂直磁场运动 B. 质子平行磁场运动 C. 带电粒子斜穿磁场 D. 带电粒子高速切割磁场 4.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，仅增大粒子速度，则（） A. 周期变大 B. 周期变小 C. 周期不变 D. 无法确定 5.四分之一圆弧导线半径R=2m，通恒定电流，垂直放入匀强磁场，有效长度为（） A. 2m B. C. 4m D. 6.水平匀强磁场垂直纸面向里，水平导线电流向右，导线所受安培力方向为（） A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 7.（多选）关于洛伦兹力，下列说法正确的是（） A. 不改变粒子速率 B. 不改变粒子动能 C. 不改变粒子速度 D. 不改变粒子运动方向 8.（多选）带电粒子垂直进入匀强磁场，若增大磁感应强度B，则（） A. 轨道半径增大 B. 轨道半径减小 C. 周期增大 D. 周期不变 9.匀强磁场B=1T，倾斜导线长L=4m，与磁场夹角60°，通电流I=1.5A，求导线所受安培力大小；若导线为半圆形、直径4m，求安培力大小。 10.电子，，以垂直进入B=0.5T匀强磁场，求轨道半径与周期。 11.(多选).关于安培力与洛伦兹力，下列说法正确的是（） A. 安培力是洛伦兹力的宏观合力表现 B. 匀强磁场中闭合通电线圈合安培力为零 C. 洛伦兹力可以改变粒子运动轨迹 D. 平行磁场运动的带电粒子受洛伦兹力最大 12.带电粒子垂直进入匀强磁场，轨迹圆心角60°，已知周期T，求粒子运动时间。 13．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”下列说法正确的是（　　） A．地球内部不存在磁场 B．地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近 14．如图所示，从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中都含有大量的高能带电粒子，这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，那么（　　） A．宇宙射线受到地磁场施加的与运动方向相反的排斥力 B．垂直射向地球表面的带电粒子在两极处受磁场的偏转作用最强 C．带正电的离子垂直射向赤道时会向东偏转宇宙射线 D．带负电的离子垂直射向赤道时会向南极偏转 15．有一种磁悬浮地球仪，通电时地球仪会悬浮起来（图甲）。实际原理是如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮起来。则下列叙述中正确的是（　　） A．地球仪只受重力作用 B．电路中的电源必须是交流电源 C．电路中的b端点须连接直流电源的正极 D．增大线圈中的电流，地球仪飘浮的高度不会改变 16．如图所示，是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。当电流从电磁铁的接线柱A流入时，发现吸引小磁体向下运动，以下选项中正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N极，小磁体的下端为N极 B．电磁铁的上端为S极，小磁体的下端为S极 C．电磁铁的上端为N极，小磁体的下端为S极 D．电磁铁的上端为S极，小磁体的下端为N极 17．下列说法是某同学对概念、公式的理解，其中正确的是（　　） A．根据电场强度定义式E，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q无关 B．根据公式B可知，磁感应强度B与通电导线所受到的磁场力F成正比，与电流I和导线长度L的乘积IL成反比 C．电荷在电场中某点所受静电力的方向就是这点电场强度的方向 D．磁场中某点磁感应强度B的方向，与通电导线在该点所受磁场力F的方向相同 18．如图，在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，有一边长为L的正方形导线框，以OO′为轴从图示位置逆时针匀速转动，角速度为ω。OO′轴距AD为，距BC为，说法正确的是（　　） A．感应电动势的最大值为BL2ω B．感应电动势的最大值为 C．从图示位置开始转过60°的过程中，磁通量的变化量为 D．从图示位置开始转过120°的过程中，磁通量的变化量为 19．匀强磁场中放置一根长为0.15m且通有4A电流的直导线，若仅调整导线方向，其受到的磁场力大小只能在0到0.6N之间变化，则该磁场的磁感应强度大小为（　　） A．3T B．1T C．0.3T D．0.1T 20．如图所示，ab是水平面上的一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一通电导线ef，已知ef平行于ab，当ef竖直上平移时，电流产生的磁场穿过圆面积的磁通量将（　　） A．逐渐减少 B．始终为零 C．不为零，但保持不变 D．逐渐增大 学科网（北京）股份有限公司 $