1、高考资源网（） 您身边的高考专家 版权所有高考资源网 12011 高考物理磁场类问题最大热门预测随着高考命题指导思想逐渐贯彻新课标的“从生活走向物理，从物理走向社会”课改理念，近年来高考物理试题最大特点是难度下降了，但灵活性却更强了。具体表现在完全脱离生活生产实际的抽象化、纯模型化问题越来越少了，而理论联系实际、取材于生活生产的具体问题越来越多了。因此考生要想在高考取得理想成绩，必须从单一的知识型要向综合能力型转变。磁场作为高中物理主干知识的电磁学的“两场”之一，是每年高考物理的必考核心知识，比分约占 12%，考查内容包括磁场的描述，电流的磁效应，磁场对电流和带电粒子作用，电磁感应现象和规律等
2、。近年来高考物理磁场类问题出现了新趋势，即常常以地磁场为背景考查磁场相关知识，例如 2011 全国 I 就考察了河流发电的问题。地磁场是人类生活息息相关的环境，选择地磁场为背景很贴切生活、贴切实际，故被高考命题者所青睐。实际上，高中物理有关磁场的几乎所有知识点的考查都可以通地磁场这个材料背景来实现。解决这类问题的关键当然是要熟悉地磁场的分布特点。但笔者从事高三物理教学教研 10 几年，发现很多学生尽管把地磁场的磁场分布特点倒背如流，但一遇到具体问题往往茫然不知所措、无从下手。问题的关键在与不会把地磁场的立体空间分布图转化为平面图。笔者还发现，几乎所有的教辅资料都画出了地磁场的立体图，却没有画出
3、对解决地磁场类问题真正关键有效的平面图。为此笔者把自己多年来对这类问题的解题技巧和心得分享给大家，希望对更多的高三学生有所帮助。本文还附录了 11 道笔者多年来收集整理的地磁场类习题，几乎囊括了磁场的所有主要知识点，把整个磁场学知识串联一起，可以作为二轮复习磁场专题参考资料。地磁场空间分布特点：（1）地磁场的 N 极在地球 南极 附近,S 极在地球 北极附近,磁感线分布如图.（2）地磁场 B 的水平分量(B x)总是从地球 南极 指向 北极,而竖直分量(B y)则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.（3）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
4、由此我们不难画出来地磁场分布的平面图（B x、B y分别表示地磁场水平分量和竖直分量）:（1）赤道面上如图 1（2）在两极如图 2（3）在北半球如图 3（4）在南半球，如图 4东南西北Bx By东南西北By东南西北Bx东南西北By图 1 赤道面 图 2（a）北极图 2（b）南极图 3 北半球 图 4 南半球ByBx东南北西高考资源网（） 您身边的高考专家 版权所有高考资源网 2磁场类习题经典汇编1.(武汉市 2011 二月调考)如图所 示 ，在国庆 60 周年阅兵盛典上，我国预警机“空警-2000”在天安门上空机翼保持水平，以 4.5102km/h 的速度自东向西飞行。该机的翼展（两翼尖之间的
5、距离）为 50m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为 4.710-5T，则（A C ）A两翼尖之间的电势差为 0.29VB两翼尖之间的电势差为 1.1VC飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高D飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低【试题评析】很多同学对此题电势高低判断感到头疼，问题关键就是不能画出在地磁场的在水平面上的平面分布图。其实不难总结出，飞机不论沿哪个方向水平面上飞行，都是左边比右边电势高。其实题干中若不说明北京地区地磁场竖直分量方向，而且还同时告诉了水平分量大小，则难度和迷惑性更大了一些。笔者自己改编成如下题。其中磁场强度数据来自中国地磁数据网，2011 年 1 月份平均值 H=
6、2.9610-5T，Z=1.0610 -5。【改编】如图所 示 ，一预警机在北京上空机翼保持水平，以 3.6102km/h 的速度自南向北飞行。该机的翼展（两翼尖之间的距离）为 50m，北京地区地磁场的竖直分量大小为 3.010-5T，水平分量大小为 1.010-5T，则（A C ）A两翼尖之间的电势差为 0.15VB两翼尖之间的电势差为 0.05VC飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高D飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低【拓展】如果改为直升机向上运动，情况会怎么样？提示：切割地磁场水平分量。2.(2010 年全国 I)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为 4.510-5T。
7、一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽 100m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过。设落潮时，海水自西向东流，流速为 2m/s。下列说法正确的是(AC ）A河北岸的电势较高 B河南岸的电势较高C电压表记录的电压为 9mV D电压表记录的电压为 5mV3地磁场可以有效抵御宇宙射线的侵入，保护地球赤道剖面外地磁场可简化为包围地球厚度为d 的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图 1 所示只要速度方向在该剖面内的射线粒子不能到达地面，则其它粒子不可能到达地面宇宙射线中对地球危害最大的带电粒子主要是 粒子，设 粒子的质量为 m，电荷量为 e，最大速度为 v，地球半径为 R，匀强磁场的磁感应强度为
8、B，不计大气对 粒子运动的影响要使在赤道平面内从任意方向射来的 粒子均不能到达地面，则磁场厚度 d应满足什么条件？解析：设 粒子从 A 点以任意方向向往地磁场后做匀速圆周运动的半径为 r，要粒子不到达地面，则圆轨道最多与地面相切，如图 713 所示作速度方向的垂线 AO，O为轨道圆心，连接 OO得OOA，由三角知识得R+rd则 ，即当 、粒子速度方向与地磁场边界相切射入时轨道半径最2d=小，磁场厚度最小 BdR图 1高考资源网（） 您身边的高考专家 版权所有高考资源网 3而粒子最大轨道半径 mr=Bqv所以有 为轨道与地面相切的磁场最小厚度，要粒子不2de到达地面，则磁场厚度应满足 2de【点
9、评】不能直接将代入不等式求解，那样将得到 的结2mdBev论式只用来判断“粒子速度方向与地磁场边界相切射入时轨道半径最小”，但 粒子最大轨道半径轨道为定值，地磁场厚度 d 必须大于 2r 才能满足要求4.地磁场可以减少宇宙射线中的带电粒子对地球上生物体的危害。如图所示，地球半径为 R，地球赤道平面附近的地磁场可简化为赤道上方厚度为 d、磁感应强度大小为 B、方向垂直于赤道平面的匀强磁场。宇宙射线中某种带电粒子以不同的速度射入地磁场，该种粒子的质量为 m、带电量为+q。不计地球对粒子的引力以及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。（1）若速度为 v 的该种粒子在赤道平面内沿地球径向射人地磁场
10、，求刚射入地磁场时粒子所受洛伦兹力 f 的大小和方向；（2）若该种粒子的最大速度为 vm，在赤道平面内从任意方向射人地磁 场的所有这种粒子均不能到达地面，则粒子离地面的最近距离 h 为 多少?（3）若速度为 v 的该种粒子在赤道平面内沿地球径向射人地磁场，在 地磁场作用下未能到达地面，求粒子在地磁场中运动的时间 t；ABdR图 2BOOr rvv高考资源网（） 您身边的高考专家 版权所有高考资源网 45.从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带来危害对于地磁场对宇宙射线有无阻挡作用的下列说法中，正确的是（B ）A.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用
11、在南北两极最强，赤道附近最弱B.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，南北两极最弱C.地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同D.地磁场对宇宙射线无阻挡作用6我国南极科考队第 21 次考察时在南极观看到了美丽的极光。极光是由来自太阳的高能量带电粒子(宇宙粒子)高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有的运动方向，向两极做螺旋运动，如图所示。这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征的各种颜色的光。由于地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能达到地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然屏障。科学家发现并证实，向
12、两极做螺旋运动的宇宙粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关(BC)A.洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B粒子克服阻力做功，使其动能减小C靠近南北两极地磁场的磁感应强度增强D靠近南北两极地磁场的磁感应强度减小7每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将 ( A)A向东偏转 B向南偏转 C向西偏转 D向向北偏转8在赤道上某处有一个避雷针当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向
13、为(C)A正东 B正西 C正南 D正北9一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，在墙的西侧处，当放一指南针时，其指向刚好比原来旋转 180，由此可以断定，这根电缆中电流的方向为(D )A可能是向北 B可能是竖直向下 C可能是向南 D可能是竖直向上如图所示，用弯曲的导线环把一铜片和锌片相连装在一绝缘的浮标上，然后把浮标浸在盛有稀硫酸的容器中，设开始设置时，环平面处于东西方向上放手后，环平面将最终静止在 方向上答案：南北方向10科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针突然失灵，原来指向正北的 N 极逆时针转过 30(如图所示)，设该位置地磁场磁感应强度水平分量为 B，则磁矿所产生的磁感应强度水平分量的最小值为(C)AB B2B C. D.B2 3B211根据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷如果用这种思想解释地球磁场的形成，根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实那么由此推断，地球总体上应该是：（A）A.带负电; B.带正电;ZnCu高考资源网（） 您身边的高考专家 版权所有高考资源网 1C.不带电; D.不能确定
