專題8磁場（含復合場）

【年高考命題預測】

磁場部分近年的考察分為兩個方向，一個是對基本概念原理和物理學史的考察，主要集中于對于磁感

應強度的定義，安培力大小方向的判斷，磁感線的性質，右手安培定則等這些電磁學部分基本的概念

原理的認識和理解，重在理解。命題形式會側重于設置新的情景，提出模棱兩可的判斷選項，考察理

解是否透徹全面,另外一個就是帶電粒子在勻強磁場中的運動，由于帶電粒子僅在洛倫茲力作用下，

若速度方向和磁場垂直.將做勻速圓周運動，而不同的磁場區域對圓周運動軌跡也會有不同的影響，

水平邊界的，圓形邊界的勻強被場，這個命題是經常考察的形式，而且還可以和其他復合場里面的運

動結合，把功能關系和類平拋運動結合，把安培力做功和機械能變化結合，把電磁力和經典動力結合

起來，這是選擇題部分的一個熱門考點和命題方向。

安培力的考察不但考察安培力的大小方向判斷，而且考察安培力做功的情況，涉及到安培力做功是個

難點也是個熱點，年高考仍然會就這些熱門考點命題。我們的備考工作首先做到概念清晰，理解到位。

對安培力做功，既要明確安培力做功和閉合回路電功的關系，又要清楚安培力做功和動能變化的功能

關系.安培力做功和機械能守恒的關系，這種綜合性的偏難的題目要多訓練多熟悉，選擇題容易涉及。

帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動，做到熟悉相關物理量的表達式，包括向心力，半徑，周期，線速

度，知道這些物理量與什么有關，選項出現時能夠快速做出判斷。

【年高考考點定位】

作為一個熱門的考點，一個每年必考的考點，近年來命題形式頻出新意，主要側重于兩個方面，一個

是描述磁場的相關物理量和定義的考察，如磁場、磁感應強度、磁感線、安培力、左手定則、右手定

則等，考察這些基本的概念，不過情景可能會新。另外一個方面就是帶點粒子在勻強磁場中的運動和

安培力做功，涉及到運動過程的描述和功能關系。

【考點pk】名師考點透析

考點一、磁場和磁感應強度

【名師點睛】

1、磁場：性質是對放入其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用。磁場的強弱用磁感應強度B表示,

F

方向為小磁針靜止時N極所指的方向。大小定義為B="，此定義為電流垂直磁場時所受到的磁場

力與電流大小和長度的比值，當然只針對一小段長度，我們稱之為電流元（微元法）。

2、磁感線：與電場線的相同點都是假設的不存在的，都以切線方向表示磁場方向（或電場方向），

不同點電場線是不閉合的，而滋感線是閉合的。常見磁場的磁感線如下

地磁S極地理北極

條形磁鐵睛形磁鐵

3、磁通量：穿過平面的磁感線的多少。對勻強磁場，若磁感應強度大小為B,平面面積為S,夾角

為氏則有磁通量。=8Ssin。

考點二、安培右手定則

【名師點睛】

1、直線電流的磁場：右手握著通電直導線，大拇指指向電流的方向，四指環繞的方向即磁場的方向。

磁場特點為以直導線為中心軸以一組同軸圓環，離軸越遠，微感應強度越弱。

2、環形電流的磁場：右手握著環形電流，四指環繞的方向為電流方向，大拇指所指的方向就是中心

軸線處磁場的方向，也就是磁場的N極。磁場特點環形電流內部和外部的磁感應強度方向相反，大拇

指指的是內部的磁場方向。

3、通電螺線管的磁場：右手握著通電螺線管，四指環繞的方向為電流方向，大拇指所指的方向就是

中心軸線處磁場的方向，也就是磁場的N極。磁場特點類似于條形磁鐵的磁場，螺線管內部為勻強磁

場。

考點三、帶點粒子在勻強磁場中的運動

【名師點睛】

1、洛倫磁力（左手定則）：伸開左手，讓磁感線穿過手心，四指直向正電荷運動的方向或者負電荷

運動的反方向，大拇指所指的就是洛倫茲力的方向。大小表達式為尸二力為sin。，。為速度與磁場

的夾角。注意的是，洛倫茲力的方向總是垂直于磁場和速度所決定的平面。所以洛倫茲力不會做功。

2、速度方向垂直磁場方向進入磁場的帶點粒子，由于洛倫茲力總是和速度方向垂直，只改變速度大

V2

小不改變速度方向，粒子將做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力："3=〃?一，粒子在磁場中勻

r

mv2兀r27Tfnv27r，n

速圓周運動半徑為/*=1；。圓周運動周期7=—=-提醒大家注意周期和速度無

qBvvqBqB

關。

3、水平邊界的勻強磁場中，帶電粒子進磁場時速度與邊界的夾角和出磁場時速度與邊界夾角相同，

即具有對稱性。圓形邊界的勻強磁場，若粒子沿磁場半徑方向進入磁場，必定還沿半徑方向離開磁場。

由于粒子在磁場中的運動涉及較多的幾何關系，所以借助某些結論可以縮短計算時間。

考點四、帶點粒子在復合場中的運動

【名師點睛】

1、質譜儀：通過一個加速電場：=u=J型，垂直磁場進入勻強磁場做勻速圓周運動，

2Vtn

圓周運動半徑一二"二」當，打在水平邊界上的間距為4=2r=力坐，對于電荷數相同質量

qB\qB~NqB~

數不同的同位素，可以通過打在不同位置而區分開，而且可以通過間距分析粒子的比荷大小。結構簡

圖如下

2、回旋加速器：兩個半圓的D行金屬盒構成，金屬盒內存在勻強磁場，兩個金屬盒的間隙處加油高

頻交流電，帶點粒子在其中一個D行盒中做半個周期的勻速圓周運動，經過高頻交流電，被電場加速,

讓后進入對面的D行盒再做半個周期的勻速圓周運動，再回到縫隙處的高頻交流電時，電場方向剛好

反向，粒子繼續加速，這樣如比循環，粒子的速度越來越大，圓周運動半徑越來越大，最終達到D行

盒的半徑而離開D行盒，獲得高速粒子。注意合交流電的周期等于粒子在勻強磁場中圓周運動的周期

?粒子最終的速度由D行盒的半徑和磁感應強度決定，與加速電壓無關。

3、速度選擇器（磁流體發電機）：帶電粒子進入勻強磁場后，由于受到洛倫茲力的作用而使得正負

粒子偏向不同的方向,如下圖所示，從而使得A板帶負申..B板帶正中..從而在AB之間形成電場和

電壓。當粒子不再偏轉時，設AB之間電壓為〃，間距為d,磁感應強度為8,則能夠通過而不偏轉

【答案】D

【解析】

試題分析：從上圖可知，其中A粒子的運動半徑為：d-R-?r--$33:=5:1-cos33:）；3粒子的運動半徑同

葉平

理可得：，力［1-必6口。則N，?--；一,所以A、：?..先項錯誤；據匕可知18五所以兩粒子

的?之比是"I則D選項正確。

7H2

考點：本題考查帶點粒子在句強磁場中的運動。

2.【江西省新余一中、宜春中學屆高三9月聯考物理試題】如圖，兩個初速度大小相同的同種離子a

和b,從0點沿垂直磁場方向進入勻強磁場，最后打到屏P上。不計重力。下列說法正確的有（）

A.asb均帶正電

B.a在磁場中飛行的時間比b的短

C.a在磁場中飛行的路程比b的短

D.a在P上的落點與0點的距離比b的近

【答案】AD

【解析】

試題分析：根據左手定則，石、。均帶正電，A正確；兩粒子在磁場中運動周期相同，所以a在磁場中

飛行的時間比b的長，B錯，兩粒子在磁場中運動半徑相同，所以a在磁場中飛行的路程比b的長，

a在P上的落點與。點的距離比b的近，C錯D對。兩粒子在磁場中的運動情況如下圖所示：

考點：洛倫茲力勻速圓周運動

【三年高考】12、13、14高考試題及其解析

?-------------------------2014年高考真題-----------------?

1.【?新課標全國卷【】關于通電直導線在勻強磁場中所受的安培力，下列說法正確的是（）

A.安培力的方向可以不垂直于直導線

B.安培力的方向總是垂直于磁場的方向

C.安培力的大小與通電直導線和磁場方向的夾角無關

D.將直導線從中點折成直角，安培力的大小一定變為原來的一半

【答案】3

【解析】

試題分析：根據安培左手定則，伸開左-使大報指和四指基直，四指指向電流方向，磁感線穿過手心，

大拇指所指的方向就是安培力的方向，可叱安培大二萬向即大時指方向總是垂直于電流方向即導線也就是

四指指向，選項A錯。而磁場方向穿過手心.大拇指垂直弓心場方向和電流方向做決定的平面，即

安培力的方向垂直于磁場方向，選項3對。根堀Z：..：口的大小的廿算公式F=3〃sin6,6是磁場方向和

電流方向的夾角，所以安培力大小與通電導線R磁場方向的夾角有關，選項C錯。若直導線從中點折成直

角，則前半段受安培力為315sin6,后半段受安培力為E=8/工cos6,由于夾角6不確定，所以

月月的合力不一定等于工，所以選項二錯。

【考點定位】安培左手定則

2.【?海南卷】下列說法中，符合物理學史實的是

A.亞里士多德認為，必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就靜止

B.牛頓認為，力是物體運動狀態改變的原因，而不是物體運動的原因

C.麥克斯韋發現了電流的磁效應，即電流可以在其周圍產生磁場

D.奧斯特發現導線通電時，導線附近的小磁針發生偏轉

【答案】A3D

【解析】

試題分析：在亞里士多德的時代，人們根據生產生后的實際經瞼感受到，物體的運動都是需要有力的作用

的，A正確；牛頓根據伽利略的研究成果提出慣性的aW，并繼承和發展了伽利略的觀點，認為物體運

動的維持不需要力，運動的改變才需要力，3一心；奧斯匕友現通電導線下方的小磁針會偏轉，從而

發現了電流磁效應，故c?錯。對.

考點：物理學史

3.【?北京卷】帶電圈子入〃在同一勻強磁場中做勻速圓周運動，它們的動量大小相等，口運動的

半徑大于6運動的半徑。若a、力的電荷量分別為公、加質量分別為雙、垢周期分別為。、。。則

一定有

D.心〈逛

A.%<qbB.m,<mbC.L<Tb

tna網,

【答案】A

【解析】

試題分析：根據洛倫茲力提供向心力有，=—?可得離彳二;運動半徑為出=絲=二，離子的

.nBqBq

動量大小相等，且在同一個磁場中，則成反比，F;七＞.七，可得會V?；,A正確；已知它們的動

量大小相等，但不知速度的大，J俁系，無法比質量大小?系，3錯誤；因為7=:三，不知速度

V

的大小關系，無法比較它們的周期大小，「二誤；E為不知道*量的關系，所以它們的比荷的大小關系

不能確定，。錯誤.

【考點定位】帶電粒子在磁場中的運動規沁

4.【?新課標全國卷II】如圖為某磁譜儀部分構件的示意圖。圖中，永磁鐵提供勻強磁場，硅微條徑

跡探測器可以探測粒子在其中運動的軌跡。宇宙射線中有大量的電子、正電子和質子。當這些粒子從

上部垂直進入磁場時，下列說法正確的是

永：硅微條徑

磁:跡探測器

鐵：

]■■一.一■■■■—?

A.電子與正電子的偏轉方向一定不同

B.電子和正電子在磁場中的運動軌跡一定相同

C.僅依據粒子的運動軌跡無法判斷此粒子是質子還是正電子

D.粒子的動能越大，它在磁場中運動軌跡的半徑越小

【答案】AC

【解析】

試題分析：由于電子和正電子帶電性相反，若入射速度方向相同時，受力方向相反，則偏轉方向一定相反,

選項A正確；由于電子和正電子的入射速度大小未知，根型廠=一可知，運動半徑不一定相同，

a,B

17,V

選項3錯誤；雖然質子和正電子帶電鰭廠電性相卮，但是兩省的動量大小未知，根據＞=——，則根據運

aB

動軌跡無法判斷粒子是質子還是正電子，選嚀二疝由E產1"“二，則＞="=/嗎,可知粒

卜2aBaB

▲▲

子的動能越大，它在磁場中運動軌跡的"壯越大，選RD錯誤.

造點定位】帶電粒子在勻強磁場中的運動。

【知識拓展】熟練掌握粒子在磁場中軌跡半徑的公式廠=—并能靈活的應用；并能知道基本粒子正電子

及質子的質量及電量關系；

5.【?新課標全國卷I】如圖，業V為鋁質薄平板，鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強磁場

（未畫出）。一帶電粒子從緊贓鋁板上表面的。點垂直于鋁板向上射出，從。點穿過鋁板后到達加的

中點。，已知粒子穿越鋁板時，其動能損失一半，速度方向和電荷量不變，不計重力。鋁板上方和下

方的磁感應強度大小之比為（）

A.2B.V2C.1D.—

【答案】D

【解析】

試題分析：粒子垂直于磁場方向進入磁場，在洛倫茲亡工用下的」速圓周運動，在薄板上方，里=上,

2密

在薄板下方駕==，即可得三.=-/上1.村》穿越鋁板時動能損失一半，可得

-姆：姆：姆

=2x—ntv、:,即v,=JIv、，帶\可得”.:八j照選項3對。

11

22-522

【考點定位】帶點粒子在勻強磁燈中的運戲

6.【?海南卷】如圖，兩根平行長直導線相距21,通有大小用等、方向相同的恒定電流：ab、。是

導線所在平面內的三點，左側導線與它們的距禹分別為《、/和3/。關于這二點處的磁感應強度，

2

下列判斷正確的是

abc

???

A.a處的磁感應強度大小比。處的大

B.b、c兩處的磁感應強度大小相等

C.&、。兩處的磁感應強度方向相同

D.。處的磁感應強度為零

【答案】AD

【解析】

試題分析：由右手定則可以判斷，。兩處的磁場是兩電流右：、。處產生的磁場相加，但M距離兩導線比

。近，故2處的磁感應強度大小比二處的大，A對;..與右側電流距離相同，故右側電流對此兩處的磁

場要求等大反向，但因為左側電流要求此兩劃“工小不同、方向相同的磁場，故，。兩處的磁感應

強度大小不相等，3錯；由右手定則可處，a處磁毋工直紙面向工，，處磁場垂直紙面向外，C?錯；.，與兩

導線距離相等，故兩磁場疊加為零，D對。

考點：磁場疊加、右手定則

7.【?江蘇卷】如圖所示，導電物質為電子的霍爾元件位于兩串聯線圈之間，線圈中電流為/,線圈

間產生勻強磁場，磁感應強度大小8與/成正比，方向垂直于霍爾元件的兩側面，此時通過霍爾元件

的電流為/〃，與其前后表面相連的電壓表測出的霍爾電壓/滿足：&=苦,式中衣為霍爾系數，d

為霍爾元件兩側面間的距離。電阻〃遠大于他霍爾元件的電阻可以忽略，則（）

A.霍爾元件前表面的電勢低于后表面B.若電源的正負極對調，電壓表將反偏

C.乙與/成正比D.電壓表的示數與總消耗的電功率成正比

【答案】CD

【解析】

試題分析：根據左手定則可以判斷出霍爾在井中的舁電物質所丁安培力指向后表面，即將向后表面側移，

又由于該導電物質為電子，帶負電，因此后表面的電涉將低于時送面的電勢，故選項A錯誤；若電源的正

負極對調，磁場方向與圖示方向相反，同時由電路結構可知，流絳霍爾元件上下面的電流也將反向，因此

電子的受力方向不變，即前后表面電勢禹底情況不變，故選項.3錯誤；由電路結構可知，;與上并聯后與

線圈串聯，因此有：；=七&%,故透項C正聲'之消耗的電功率？：=（匹％）:&=±乙＞

&&"'&

顯然巳與月成正比，又因為磁感應強度+「3與；盧工比，即F4入成正比，電壓表的示數a區

d

則上與年成正比，所以二與之消耗的叱力率巳仁三比，的七項。正確。

【考點定位】本題主要考查了電珞的串并聯關系、帶電粒子在復合場中運動的現實應用分析問題，

屬干中檔題.

8.【?浙江卷】如圖1所示，兩根光滑平行導軌水平放置，間距為人其間有豎直向下的勻強磁場，

磁感應強度為凡垂直于導軌水平對稱放置一根均勻金屬棒。從b0時刻起，棒上有如圖2所示的持

續交流電流A周期為T,最大值為/勿，圖1中,所示方向為電流正方向。則金屬棒（）

A.一直向右移動

B.速度隨時間周期性變化

C.受到的安培力隨時間周期性變化

D.受到的安培力在一個周期內做正功

【答案】ABC

【解析】

【試題分析】由圖知在"二時間內根據左手定則可判斷金屬棒受向右的安培力，且安培力的大小九32

保持不變，再根據牛頓第二定律3=3遼知金阿律先向右/習加速運動，在7>7?時間內，電流變為反

方向，同理安培力方向向左，大小不變，故￡屬棒向方效做勺減速運動，工時刻速度恰好減為零，然

后重復運動，具門：圖如圖所示：

故A、3、C正確；受到的安培力在一個周期內先做正功，后做負功，故D錯誤。

【著點定位】安培力、牛頓第二定律、功

【方法技巧】要注意安培力方向的分析、畫出一:圖像會使物體住運動更加直觀

9.【?安徽卷】“人造小太陽”托卡馬克裝置使用強磁場約束高溫等離子體，使其中的帶電粒子被盡

可能限制在裝置內部，而不與裝置器壁碰撞，已知等離子體中帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度

7成正比，為約束更高溫度的等離子體，則需要更強的磁場，以使帶電粒子在磁場中的運動半徑不變，

由此可判斷所需的磁感應強度8正比于

A.5B.TC./D.T2

【答案】A

【解析】

試題分析：粒子在磁場中運動的半徑滿工A=上，即2不殳時，[與3成正比，由題意知粒子的動能與溫

度成正比，即】：與丁成正比，綜上可知，Bx-Jr,八正產

【考點定位】帶電粒子在磁場中的運動

【應試技巧】做題時多引用一些二級結論，弓大大提高做題速度，但在做解答題時，需注意原始表達式的

書寫?

10.[?上海卷】如圖，在磁感應強度為8的勻強磁場中，面積為S的矩形剛性導線框aAd可繞過

ad邊的固定軸必’轉動，磁場方向與線框平面垂直。在線框中通以電流強度為/的穩恒電流，并使

線框與豎直平面成。角，此時曲邊受到相對。。'軸的安培力力矩大小為

KRfSR

(A)ISBsme(B)ISBcos。(C)」一(D)」一

sin0cos。

【答案】A

【解析】

試題分析：兒邊電流方向與ad平行，馬磁場垂直，所以fY力大小為F=5遼=即尤，方向根據左手

定則判斷豎直向上，所以安培力的力臂2轉軸,?七力之間的距離，根據幾何關系可得力臂大小為

VSsin所以安培力的力矩為8/J?xJZ/n6=B/Ssin6,對照選項人對。

考點：左手定則力矩

?-----------------------2013年高考真題------------------?

1.【?新課標全國卷n】如圖，在光滑絕緣水平面上，三個帶電小球a、b和C分別位于邊長為/的

正三角形的三個頂點上；a、b帶正電，電荷量均為Q,c帶負電.整個系統置于方向水平的勻強電場

中.已知靜電力常量為k.若三個小球均處于靜止狀態，則勻強電場場強的大小為()

5.................O

V

.V^kq#kq

A什B-

3kq2V5kq

L.0.]2

【答案】3

【解析】

試題分析由題意，三個小球為處于靜止狀態：對C球而齊dI?兩球在：球所在位置處產生的合場強與勺

強電場的場強等大反向，故勻強電電場的場強二二二等8*1：冬，3正確.

【考點】磁場的疊加

2.【?廣東卷】如圖所示，兩個初速度大小相同的同種離子a和b,從。點沿垂直磁場方向進入勻

強磁場，最后打到屏P上.不計重力.下列說法正確的有()

B

P

A.a、b均帶正電

B.a在磁場中飛行的時間比b的短

C.a在磁場中飛行的路程比b的短

D.a在P上的落點與（）點的距離比b的近

【答案】AD

【解析】

試題分析由左手定則可知A正確；根據洛仁茲力提供應，?小有3”=正，解得；=青，由于同種粒子

且速度相同，所以在磁場中運動的軌道半徑木「「小意圖如圖所爾，從圖中可以看出b離子軌跡為半圓，a

離子軌跡超過半圓，3、C錯誤，D正確.

【考點】帶點粒子在勻強磁場中的運動

3.[?新課標全國卷I】如圖，半徑為尸的圓是一圓柱形勻強磁場區域的橫截面（紙面），磁感應強

度大小為B,方向垂直于紙面向外.一電荷量為。（力0）、質量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射

入磁場區域，射入點與ab的距離為*已知粒子射出磁場與射入磁場時運動方向間的夾角為60。，則

粒子的速率為（不〃重力）（）

“bg

qBRqBR

A

3qBR2qBR

2mm

【答案】B

【解析】

試題分析由3好=竽可得\=警，作出粒子運動軌跡加圖所示，根據幾何知識得半徑，=.?,故3正確.

x?L

【考點】帶電粒子在圓形磁場中的運動

4.【?重慶卷】如圖所示，一段長方體形導電材料，左右兩端面的邊長都為a和b,內有帶電量為。

的某種自由運動電荷.導電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強磁場中，內部磁感應強度大小為

B.當通以從左到右的穩恒電流I時，測得導電材料上、下表面之間的電壓為〃且上表面的電勢比下

表面的低.由此可得該導電材料單位體積內自由運動電荷數及自由運動電荷的正負分別為（）

上

下

,IB《DIEp

M|q|aU負|q|aU'正

L|q|bU*貝U-|q|bU*止

【答案】c

【解析】

試題分析本題考查帶電粒子在電場和磁場交成的復合場中的運計情況，要求學生的綜合分析能力較強.導

電材料上表面的電勢比下表面的低，故導電材料內部的電場方向為豎直向上.由于電流方向為水平向右，

假設運動電荷為正電荷，則由左手定則為知電荷受到的洛倫茲力豎直向上，而運動電荷受到的電場力也豎

直向上，不能平衡，所以運動電荷不是正史荷，即式電荷一定年負電荷.取長為；的這段導電材料進行分析，

電荷通過這段導電材料所用的時間為:，則匚由運動電荷工"&J速度時間：內通過的電荷量Q=N導

電材料內部的電場三根據自由運動電荷力迺過導電材料門受力平衡，即受到的電場力等于洛倫茲力，

所以g=外3代入后有：==；3="，立以。=亙："住這段導七材料中，所含自由電荷的個數、=￡=建，

而這段材料的體積\'=ab：,所以該導電1科單位僅僅內自由這切電荷數n=1=系，選項C正確.

【考點】霍爾元件

5.【?安徽卷】圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導線，其橫截面位于正方形的四個頂點上，

導線中通有大小相同的電流，方向如圖所示.一帶正電的粒子從正方形中心。點沿垂直于紙面的方向

向外運動，它所受洛倫茲力的方向是（）

效己

/、、

?/、、、、

//''、、

%’.0'⑻

'、、、/?6

、、X//

、、Z/

Vc

A.向上B.向下

C.向左D.向右

【答案】3

【解析】

試題分析本題考查安培定則、矢量合成、左手定則的知識.葉用安培定則分別判斷4個直線電流在。點產

生的磁場方向，因為其磁感應強度的大，:汨等，對F“.二?天堂合成可得，合磁場的方向由b指向士由左手

定則可判斷帶電粒子所受的洛倫茲力的方向叵.選項3正確.

【考點】洛倫茲力

?---------------------------2012年高考真題--------------------?

1.【廣東】質量和電量都相等的帶電粒子”和N以不同的速度率經小孔s垂直進入勻強磁場，運

行的半圓軌流如圖2種虛線所示，下列表述正確的是

HX\l

出2

A.4帶負電，N帶正電

B.”的速度率小于*的速率

C.洛倫磁力對KN做正功

D."的運行時間大于M的運行時間

【答案】A

【解析】由粒子偏轉方向可判斷所受洛倫茲力的方向結d左手聲?可推知.U帶負電，V帶正電；由出=上

姆

結合二和二質量和電量都相等，可知上的速度率，??一?.加速率；洛倫茲力不做功；由7=衛可知兩粒

卷

子運動時間均為半個周期，相等；正確選項為A.

【考點】帶點粒子在磁場中的運動

2.【北京】?處于勻強磁場中的一個帶電粒子，僅在磁場力作用下做勻速圈周運動。將該粒子的運動

等效為環形電流，那么此電流噴()

A與粒子電荷量成正比B與粒子速率成正比

C與粒子質量成正比D與磁感應強度成正比

【答案】D

【解析】

試題分析：將該粒子的運動等效為環形電流該粒子。一個周力只通過某一個截面一次，則環形電流在一

._q

個周期丁內的電量為？，根據電流定義式后一一亍?上磁場力作用下做勺速圈周運動，根據周期公式有

劭兩式聯立有一三號，環”:電流與磅匕應強度成三比，與粒子質量成反比，與粒子電荷量的

平方成正比，而與粒子速率無關，答案D.

【考點】帶電粒子的運動

3.【海南】如圖，在兩水平極板間存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向下，磁場方向垂直于紙

面向里，一帶電粒子以某一速度沿水平直線通過兩極板，若不計重力，下列四個物理量中哪一個改變

時，粒子運動軌跡不會改變？（）

A.粒子速度的大小B.粒子所帶的電荷量C.電場強度【）.磁感應強度

【答案】B

【解析】粒子能水平通過電容器則gE=c、=，則改變史:，士?不會打破平衡使粒子的運動軌跡發生改變.

【考點】帶電粒子在電場中的運動

4.［天津］如圖所示，金屬棒兩端由等長的輕質細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，棒

中通以由."向'的電流.平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為九如里僅改變下列某一個條件，〃的

相應變化情況是

A.棒中的電流變大，。角變大

B.兩懸線等長變短，〃角變小

C.金屬棒質量變大，〃角變大

D.磁感應強度變大，伊角變小

【答案】A

【解析】對導棒受力分析，受到的安培九內5X573貝IJ【an￡=巴，則當棒中的電流變大時，d角變大，A

項正確；從表達式可以看出，6與懸線走無關，發；金屬棒質量叫變大，6角變小，C?項錯誤；破

感應強度弓變人，3角受人，。項錯誤.

G

【方法點撥】此類選擇題屬于分析類選注題，當要分析某個物理型與影響它的因素關系的時候，通常先建

立求解要被分析的某個物理量的表達式，工過表達式.,片分析相關因素對該物理量的影響.

【考點】考查磁場對電流的作用，考查物體「「迂。

5.【江蘇】如圖所示，朗V是磁感應強度8勻強磁場的邊界，一質量為外電荷量為。粒子在紙面內

從。點射入磁場，若粒子速度為助最遠可落在邊界上的力點，下列說法正確的有

M-----------—~?

**M4=X*

XXXXx

XXXXM

9

Xx>cXX

A.若粒子落在力點的左側，其速度一定小于外

B.若粒子落在力點的右側，其速度一定大于昨

C.若粒子落在1點左右兩側d的范圍內，其速度不可能小于%-%

2m

D,若粒子落在1點左右兩側"的范圍內，其速度不可能大于%+繆

2m

【答案】3C

【解析】當粒子以速度"垂直于'￡<祖，'磁場時，戢遠，落在A點，若粒子落在A點的左側，速度不一定

小于耳，可能方向不垂直，落在A點的?:」惻，速度一定大于“，所以A錯誤，3正確；若粒子落在

A點的右側d處，則垂直\D：進入時，軌跡直泠以OH+d,即工=QT+d,已知三2二QT,

qBqB

解得丫=丫.-絲2,不垂直4進時，，.八一對，所以C?二珅，。錯誤。

【考點】帶電粒子在句強磁場中的運動

【兩年模擬】

?-------------------------2014年名校模擬題-------------------?

1.【?北京市東城區示范校高三第一學期12月聯考試卷】為了科學研究的需要，常常將質子（；H）

和a粒子（：Ho）等帶電粒子貯存在圓環狀空腔中，圓環狀空腔置于一個與圓環平面垂直的勻強磁

場（偏轉磁場）中，磁感應強度為反如果質子和。粒子在空腔中做圓周運動的軌跡相同（如圖中

虛線所示），偏轉磁場也相同。比較質子和。粒子在圓環狀空腔中運動的動能E”和均、運動的周

期G和1的大小，有

EETT

A-H=a>H=aB.EH=Ea,TH^TaC.EH^Ea,TH=TaD.EH^Ea,TH^Ta

【答案】3

【解析】

試題分析：粒子在空腔中做勻速圓周運動，故滿足013="：—得：五故

*R-

、、、、，

E-.=-v"='口"、「K質N、；H）和c，'..；?、：H。）的二是相等的，所以Eu=E；

'2Immm

根據T=3所以,選項B正確.

Ba▲

考點：帶電粒子在向強磁場中的運動問題。

2.[?貴州省遵義市第四中學高三上學期第三次月考】如圖，兩個初速度大小相同的同種離子a和b,

從。點沿垂直于磁場方向進入勻強磁場，最后打到屏P上.不計重力.下列說法正確的有（）

A.a、b均帶負電

B.a在磁場中飛行的時間比b的短

C.a在磁場中飛行的路程比b的大

D.a在P上的落點與（）點的距離比b的遠

【答案】C

【解析】

試題分析：a、b粒子的運動軌跡如圖所示:

粒子縱5都向下由左手定則可知，久：均帶正叱，故A弋誤；由，=_:可知，兩粒子半徑相

等，根據上圖中兩粒子運動軌跡可知々粒子運動軌跡長度大于$粒子運動軌跡長度，運動時間

a在磁場中飛行的時間比？的長，故3錯誤，C正確；根據運動軌跡可知，在9上的落

點與。點的距離，比力的近，故。錯誤.

考點：本題考查帶電粒子在磁場中的運動。

3.【?貴州省六校聯盟高三第一次聯考】如圖所示，一束電子以大小不同的速率沿圖示方向飛入橫截

面為一正方形的勻強磁場區，在從刈邊離開磁場的電子中，下列判斷正確的是（）

j-XXX；

；xXXX：

II

；xXXX；

II

lxxxx!

ab

A.從〃點離開的電子速度最大

B.從〃點離開的電子在磁場中運動時間最長

C.從〃點離開的電子速度偏轉角最大

D.在磁場中運動時間相同的電子，其軌跡線一定重合

【答案】AD

【解析】

試題分析：電子進入磁場，軌跡圓心在入射：、下方，父電子速，從零逐漸增大，逐漸噌大軌跡扇半徑，從

左邊界離開的電子軌跡為半圓，由作圖可知從^點離開得由“仇跡半徑最大，且從己點離開的電子其軌跡

圓心角最小，速度偏轉角最小，在磁場中運動時間巴」A正確，3錯誤，C錯誤；從左邊界射出的電子軌

跡均為半圖，句速時間相同，D錯誤。

考點：本題考查帶電粒子在有界磁場中遼旬分析。

4.【?鄭州高三笫一次質量預測】如圖所示，在半徑為A的圓柱形區域內有勻強磁場。一個電子以速

度為外從加點沿半徑方向射入該磁場，從N點射出，速度方向偏轉了60。則電子從必到N運行的

時間是0

,2TTR“2兀Rc7iRn昌R

%3%3%3%

【答案】D

【解析】

試題分析：帶電粒子在勺強磁場中做勻速圓周運動的周期7=二，粒子在磁場中做圓周運動的速度偏向

v:

角等于圓心角，如下圖，則有tan30：=?,.在彳切中運動時間

r

60sr1后77WR團比后_

t=-rx7=-x—2—=—*—，.可照選項二N。

3606口3v\

考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動

5.【?唐山高三12份月考】如圖所示，兩根長直導線豎育插入光滑絕緣水平桌面上的KN兩小孔中.

。為隊N連線中點，連線上3。兩點關于。點對稱。導線均通有大小相等、方向向上的電流。已知

長直導線在周圍產生的磁場的遨感應強度6=k,，式中攵是常數、/是導線中電流、「為點到導線

r

的距離。一帶正電的小球以初速度即從a點出發沿連線運動到〃點。關于上述過程，下列說法正確的

A.小球先做加速運動后做減速運動B.小球一直做勻速直線運動

C.小球對桌面的壓力先減小后增大D.小球對桌面的壓力一直在增大

【答案】BD

【解析】

試題分析：根據右手螺旋定則可知直線.:處的磁場方向垂直于二。.向里，直線..處的磁場方向垂直于

向外，磁場大小先減小過。點后反向增+根據左手=；如，帶正電的小球受到的洛倫茲力方向開始時

的方向向上，過。得后洛倫茲力的方向向下,3民：馬知，小球￡成勻速直線運動，小球對桌面的壓力一直

在噌大，故AC錯誤，3。正確.

考點：左手定則及右手螂旋法則

6.【-湖北武漢高三2月調研】如圖所示，將長度為/'的直導線放置在y軸上，當通以大小為I、沿/軸

負方向的電流后，測得其受到的安培力大小為五、方向沿x軸正方向。則勻強磁場的磁感應強度可能：

（：.在2。/平面內，人小為丁

4F

D.在zOy平面內，大小為萬

【答案】CD

【解析】安培力垂直與3和：決定的平面zqy,當3和：家等7名則有3二工達=己則3=廣二上達，JD

正確。

考點：本題考查安培力。

7.【?陜西長安一中等五校高三二模】如圖所示，以直角三角形月”為邊界的有界勻強磁場區域,磁

感應強度為氏ZJ=60°.AO=L,在。點放置一個粒子源，可以向各個方向發射某種帶負電粒子（不

計重力作用），粒子的比荷為q/m,發射速度大小都為犯且滿足必="〃/,/如。粒子發射方向與％邊

的夾角為〃，對于粒子進入磁場后的運動，下列說法正確的是（）

A.粒子有可能打到4點

B.以飛入的粒子在磁場中運動時間最短

C.以〃<30。飛入的粒子在磁場中運動的時間都相等

D.在〃、邊界上只有一半區域有粒子射出

【答案】AD

【解析】

試題分析：根據Bqx=,又x-=qBL陰，可得了=上==Z,?又所以當"6P時，粒子經過上

rBe：

點，所以A正確；根據粒子運動的時間—T,圓公尸上大，時間越長，粒子以3=6下飛入磁場中時，

->.

粒子從A點飛出，軌跡圓心角等于6P,圓，「?一&、：，運動的時三最長，所以3錯誤；當粒子沿打丁飛人

磁場中，粒子恰好從AC中點飛出，在磁場;運動時間也恰好是￡3從r到6T在磁場中運動時間先減小

O

后噌大，在AC邊上有一半區域有粒子飛出，所以C錯誤；。正研。

考點：本題考查帶電粒子在旗場中的運M

8.【?江西九所重點中學高三3月聯考】如圖所示，某一真空室內充滿豎直向下的勻強電場￡在

豎直平面內建立坐標系X0,在八0的空間里有與場強/垂直的勻強磁場氏在y>0的空恒內，將一

質量為m的帶電液滴（可視為質點）自由釋放，此液滴則沿y軸的負方向，以加速度a=2g核為重力

加速度）做勻加速直線運動，當液滴運動到坐標原點時，被安置在原點的一個裝置瞬間改變了帶電性

質（液滴所帶電荷量和質量均不變），隨后液滴進入X0的空間運動.液滴在產：0的空間區的運動過

程中

A.重力勢能一定不斷減小B.電勢能一定先減小后增大

C.動能不斷增大0.動能保持不變

【答案】D

【解析】

試題分析：帶電粒子在工軸二方運動時，受鐘電場力bN力作田.由牛頓第二定律可得：

2三7阻=叫1=〃4;g,故4＞叫木當帶電粒子進入下方磁場時于電場力與重力方向相反，處于平衡.而洛

倫茲力提供向心力，做勻速圖周運動.所以重力勢好.「飛J、后噌大，故A錯誤；由于電場力先作負功后做

正功，所以電勢能先噌大后被小，故3錯誤；J丁做勻速圓周運動，則速度的大小不變，則動能不變，故

C錯誤，D正確；

考點：帶電粒子在復合場中的運動.

9.【?湖南益陽高三下期模考】如圖所示，在互相垂直的勻強電場和勻強磁場中，電荷量為。的液

滴在豎直面內做半徑為〃的勻速圓周運動.已知電場強度為￡磁感應強度為B,則液滴的質量和環

繞速度分別為

,EB%RE押qEBgR

A