第20讲 磁场【四大题型】（举一反三）-备战2025年高考物理二轮复习讲练（新高考通用）（解析版）.docx

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第20讲磁场

题型一磁场的描述

题型二安培力

题型三洛伦兹力

题型四洛伦兹力与现代科技

课标要求

命题预测

重难点

1.1.理解磁场的性质及磁感应强度的概念，会求解磁感应强度叠加的问题。

生活实践类：生活和科技、地磁场、电磁炮、回旋加速器、质谱仪、速度选择器、磁流体发电机、霍尔元件等

学习探究类：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、叠加场及立体空间中的运动

（1）学会分析处理带电粒子在匀强磁场中的圆周运动问题，能够确定粒子运动的圆心、半径、运动时间。

（2）理解电场与磁场叠加场的科技应用实例的原理。

（3）会灵活应用运动学公式及推论解题。

2.掌握左手定则，会判断安培力的方向，并会计算安培力的大小。

3.掌握洛伦兹力的大小和方向的判断方法。

4.会分析洛伦兹力作用下带电体的运动。

5.理解质谱仪、回旋加速器的工作原理。

磁场的描述

磁场的描述

题型一

【典型例题剖析】

【例1】如图所示，直导线AB、通电螺线管E、电磁体D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，小磁针N极(黑色一端)指示磁场方向正确的是()

A．aB．bC．cD．d

【答案】C

【详解】根据安培定则可判断出电流的磁场方向，再根据小磁针静止时N极的指向为磁场的方向可知C正确。

【高考考点对接】

1．磁场与磁感应强度

(1)磁场的基本性质

磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。

(2)磁感应强度

①物理意义：描述磁场的强弱和方向。

②定义式：B＝eq\f(F,Il)(通电导线垂直于磁场的情况下)。

③方向：小磁针静止时N极所指的方向。

④单位：特斯拉，简称特，符号为T。

(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，磁感线分布如图所示。

②在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度的大小相等，且方向水平向北。

③地磁场在南半球有竖直向上的分量，在北半球有竖直向下的分量。

2．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。

3．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

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

从上往下看

从左往右看

从左往右看

纵截面图

【解题能力提升】

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感应强度的点，利用安培定则判定各个场源在这一点产生的磁感应强度的大小和方向，如图所示为M、N在c点产生的磁感应强度BM、BN。

3．应用平行四边形定则求合磁场感应强度，如图中的B为合磁感应强度。

【跟踪变式训练】

【变式1-1】(2023·山东济南市期末)如图所示，直角三角形abc，∠a＝90°，∠b＝30°，ac边长为l，两根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b两顶点处。a点处导线中的电流大小为I，方向垂直纸面向外，b点处导线中的电流大小为4I，方向垂直纸面向里。已知长直通电导线在其周围空间某点产生的磁感应强度大小B＝keq\f(I,r)，其中I表示电流大小，r表示该点到导线的垂直距离，k为常量。则顶点c处的磁感应强度大小为()

A．keq\f(I,l)B.eq\r(2)keq\f(I,l)C.eq\r(3)keq\f(I,l)D．2keq\f(I,l)

【答案】C

【详解】a点处导线在c处产生的磁感应强度大小为Ba＝keq\f(I,l)，b点处导线在c处产生的磁感应强度大小为Bb＝keq\f(4I,2l)＝eq\f(2kI,l)，即Bb＝2Ba，Ba、Bb方向如图所示，夹角为120°，由几何关系知，合磁感应强度方向垂直Ba向上，则Bc＝eq\r(3)Ba＝eq\r(3)keq\f(I,l)，故选C。

【变式1-2】把螺线管与电源连接，发现小磁针N极向螺线管偏转，静止时所指方向如图所示。下列说法正确的是()

A．螺线管左端接电源正极

B．若将小磁针移到螺线管内部，小磁针N极所指方向不变

C．若将小磁针移到螺线管左端，小磁针N极将转过180°

D．若将小磁针移到螺线管正上方，小磁针N极所指方向不变

【答案】B

【详解】小磁针静止时N极指向为其所在处的磁场方向，由题图知螺线管电流在螺