2022年山西省高考物理總復(fù)習(xí)：磁場

2022年山西省高考物理總復(fù)習(xí)：磁場

1.如圖所示，一段長為L的導(dǎo)體水平放置，若導(dǎo)體單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子的電

荷量為e,定向移動速度為v、導(dǎo)體橫截面積為S。下面說法不正確的是()

尸安

A.導(dǎo)體中電流為I=neSvL

B.導(dǎo)體中自由電子個(gè)數(shù)為N=nSL

C.導(dǎo)體放置在垂直紙面向里磁場強(qiáng)度為B的感場中，導(dǎo)線所受安培力F=B(neSv)L

D.導(dǎo)體放置在垂直紙面向里磁場強(qiáng)度為B的磁場中導(dǎo)線中每個(gè)電子所受洛倫茲力f=evB

【分析】取一時(shí)間段3求得相應(yīng)移動長度l=vt,體積為為Svt.總電量為nesvt,再除以

時(shí)間，求得表達(dá)式。用總長度所對應(yīng)的安培力除以總數(shù)求得洛倫茲力的表達(dá)式。

【解答】解：A、根據(jù)電流強(qiáng)度的定義，可得導(dǎo)體中電流為I=?=^"=neSu,故A

錯(cuò)誤；

B、導(dǎo)體中自由電子個(gè)數(shù)為N=nV=nSL,故B正確；

C、導(dǎo)體放置在垂直紙面向里磁場強(qiáng)度為B的感場中，導(dǎo)線所受安培力F=BIL=B(neSv)

L,故C正確；

D、導(dǎo)體放置在垂直紙面向里磁場強(qiáng)度為B的磁場中導(dǎo)線中，根據(jù)洛倫茲力的定義可知

每個(gè)電子所受洛倫茲力￡=€丫8,故D正確。

本題選擇不正確的選項(xiàng)

故選：Ao

【點(diǎn)評】注意建立模型，選取一小時(shí)間段t,作為一求解對象利用定義進(jìn)行求解，安培力

是洛倫茲力的宏觀體現(xiàn)，同時(shí)注意洛倫茲力的計(jì)算方式。

2.如圖所示，兩個(gè)速度大小不同的同種帶電粒子1、2,沿水平方向從同一點(diǎn)垂直射入勻強(qiáng)

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磁場中，磁場方向垂直紙面向里.當(dāng)它們從磁場下邊界飛出時(shí)相對入射方向的偏轉(zhuǎn)角分

別為90°、60°,則它們在磁場中運(yùn)動的（）

A.軌跡半徑之比為2：1B.速度之比為2：1

C.時(shí)間之比為2：3D.周期之比為1：1

【分析】帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由幾何關(guān)系可確定粒子的半徑，根據(jù)半徑

公式可確定初速度；根據(jù)粒子的運(yùn)動的軌跡和粒子做圓周運(yùn)動的周期公式可以判斷粒子

的運(yùn)動的時(shí)間。

【解答】解：A、設(shè)粒子的入射點(diǎn)到磁場下邊界的磁場寬度為d,畫出粒子軌跡過程圖,

如圖所示，

由幾何關(guān)系可知：

第一個(gè)粒子的圓心為01，由幾何關(guān)系可知：Ri-d；

第二個(gè)粒子的圓心為02；由幾何關(guān)系可知：R2sin30°+d=R2,解得：R2=2d；

故各粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑之比為：Ri：R2=l：2,故A錯(cuò)誤；

B、由口=等可知v與R成正比，故速度之比也為：1：2,故B錯(cuò)誤；

CD、粒子在磁場中運(yùn)動的周期的公式為T=鬻由此可知，粒子的運(yùn)動的周期與粒子的

qB

速度的大小無關(guān)，所以粒子在磁場中的周期相同；

由粒子的運(yùn)動的軌跡可知，三種速度的粒子的偏轉(zhuǎn)角分別為90。、60°,

TT

所以偏轉(zhuǎn)角為90°的粒子的運(yùn)動的時(shí)間為:，偏轉(zhuǎn)角為60°的粒子的運(yùn)動的時(shí)間為:，所

46

T

-3

4

以有，-

=T=-

-2故C錯(cuò)誤，D正確。

6

故選：Do

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【點(diǎn)評】本題考查帶電粒子在磁場中的運(yùn)動，要注意根據(jù)幾何關(guān)系確定粒子的半徑，再

由洛倫茲力充當(dāng)向心力來確定半徑與初速度的關(guān)系，利用周期公式結(jié)合粒子轉(zhuǎn)過的圓心

角求解粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間。

3.如圖所示，甲、乙兩個(gè)質(zhì)量不等的金屬圓環(huán)相互靠近放在絕緣水平面上，給兩個(gè)圓環(huán)分

別通入沿順時(shí)針方向、大小不等的恒定電流，兩圓環(huán)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確

的是（）

A.甲受到的安培力與乙受到的安培力大小不等

B.甲受到的摩擦力與乙受到的摩擦力大小不等

C.乙環(huán)有向右運(yùn)動趨勢

D.乙環(huán)對桌面的壓力大于乙環(huán)的重力

【分析】（1）根據(jù)左手定則進(jìn)行電流間的安培力方向的判斷：（2）力的平衡與牛頓第三

定律的結(jié)合應(yīng)用。

【解答】解：A、根據(jù)牛頓第三定律可知，甲受到的安培力與乙受到的安培力大小相等，

故A錯(cuò)誤；

B、根據(jù)力的平衡結(jié)合牛頓笫三定律可知，甲受到的摩擦力與乙受到的摩擦力大小相等。

故B錯(cuò)誤；

CD、甲環(huán)產(chǎn)生的磁場在乙環(huán)處為垂直水平面向上，根據(jù)左手定則可以判斷，磁場對乙環(huán)

各部分的安培力平行于桌面，因?yàn)樵娇拷篆h(huán)磁場越強(qiáng)，所以對乙環(huán)來說各部分所受安

培力的合力為水平向右，因此乙環(huán)有向右運(yùn)動趨勢，并且乙環(huán)對桌面的壓力等于乙環(huán)的

重力。故C正確；D錯(cuò)誤。

故選：Co

【點(diǎn)評】本題考查電流間的安培力作用，涉及左手定則、牛頓第三定律和共點(diǎn)力平衡等

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問題。屬于跨章節(jié)的小綜合。

4.如圖所示，兩根相互平行的長直導(dǎo)線A和B通有大小和方向都相同的電流，一帶電粒子

以一定的初速度平行紙面從A導(dǎo)線附近的a點(diǎn)開始運(yùn)動，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)動到圖示的b

點(diǎn)，此粒子由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，粒子的運(yùn)動軌跡曲線可以分成很多小段，每小

段都可以看成圓周運(yùn)動的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替，圓

半徑即為曲率半徑。不計(jì)阻力和帶電粒子的重力，下列說法中正確的是（）

A.該粒子運(yùn)動軌跡曲線的曲率半徑逐漸變大，加速度逐漸變小

B.該粒子運(yùn)動軌跡曲線的曲率半徑逐漸變大，加速度逐漸變大

C.該粒子運(yùn)動軌跡曲線的曲率半徑逐漸變小，加速度逐漸變小

D.該粒子運(yùn)動軌跡曲線的曲率半徑逐漸變小，加速度逐漸變大

【分析】兩個(gè)通電導(dǎo)線在其周圍產(chǎn)生環(huán)形磁場，根據(jù)磁場的疊加可知，由a到b的過程

中，磁場逐漸減小，粒子在磁場運(yùn)動中洛倫茲力不做功，速度不變，根據(jù)洛倫茲力提供

向心力可判斷加速度變化，曲率半徑的變化。

【解答】解：

兩個(gè)通電導(dǎo)線在其周圍產(chǎn)生環(huán)形磁場，根據(jù)磁場的疊加可知，由a到b的過程中，磁場

逐漸減小，帶電粒子在磁場中運(yùn)動，洛倫茲力始終與電子運(yùn)動方向垂直，只改變粒子的

運(yùn)動方向不改變速度大小，故粒子運(yùn)動速度的大小不變，

由qvB=嗒

zsmv

得：口D=而

由a到b的過程中，由于B逐漸減小，故曲率半徑逐漸增大；

由qvB=ma得：a=喈可知由a到b的過程中，由于B逐漸減小，