步步高2015一轮讲义：8.1磁场的描述 磁场对电流的作用

第1课时 磁场的描述 磁场对电流的作用

考纲解读1.知道磁感应强度的概念及定义式，并能理解与应用.2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题．

1．[对磁感应强度的理解]下列关于磁感应强度的说法正确的是( )

A ．一小段通电导体放在磁场A 处，受到的磁场力比

B 处的大，说明A 处的磁感应强度比B 处的磁感应强度大

B ．由B ＝F

IL 可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F 成正

比，与导线的I 、L 成反比

C ．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零

D ．小磁针N 极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 答案 D

解析 磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是磁场本身性质的反映，其大小由磁场以及在磁场中的位置决定，与F 、I 、L 都没有关系，B ＝F

IL 只是磁感应强度的定义

式，同一通电导体受到的磁场力的大小由所在处的磁感应强度和放置的方式共同决定，所以A 、B 、C 都是错误的．磁感应强度的方向就是该处小磁针N 极所受磁场力的方向，不是通电导线的受力方向，所以D 正确．

2．[对磁感线的理解]关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是( )

A ．磁极与磁极之间、磁极与电流之间都可以通过磁场发生相互作用

B ．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时北极所指的方向一致

C ．磁感线总是从磁铁的N 极出发，到S 极终止

D ．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 答案 AB

解析 磁场是一种特殊物质，磁极、电流间发生作用都是通过磁场发生的，故A 对；磁感线是为形象描述磁场而假想的线，不是真实存在的，故D 错；磁感线的切线方向表示磁场的方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，故B 对；磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N 极指向S 极，在磁体内部由S 极指向N 极，故C 错．

3．[磁场对电流作用力的计算]如图1所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab 、

cd 边均与ad 边成60°角，ab ＝bc ＝cd ＝L ，长度为L 的该电阻丝电阻为r ，框架与一电动势为E 、内阻为r 的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B 的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为( )

图1

A ．0 B.5BEL 11r C.10BEL 11r D.BEL r

答案 C

解析 总电阻R ＝3r ·2r 3r ＋2r ＋r ＝115r ，总电流I ＝E R ＝5E

11r ，梯形框架受到的安培力等效为I

通过ad 边时受到的安培力，故F ＝BI ·ad ＝BI ·2L ＝10BEL

11r ，所以C 选项正确．

4．[左手定则和安培定则的应用]如图2所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电

流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．

图2

答案

5．[左手定则的应用]请根据图3中给出的条件，运用左手定则，求出各图中第三个物理量

的方向．

图3

答案 根据各图中已知方向利用左手定则，判知： (a)F 垂直于纸面向里 (b)F 垂直于纸面向里 (c)B 垂直于纸面向外 (d)I 由左向右

(e)F 垂直于I 斜向右下方

一、磁场、磁感应强度

1．磁场

(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用．

(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时北极的指向．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＝F

IL(通电导线垂直于磁场)．

(3)方向：小磁针静止时N极的指向．

3．匀强磁场

(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场．

(2)特点

匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线．

二、磁感线、通电导体周围磁场的分布

1．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)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线较

疏的地方磁场较弱．

(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，客观上不存在．

2．电流的磁场

1．安培力的大小

(1)磁场和电流垂直时，F ＝BIL .(2)磁场和电流平行时：F ＝0. 2．安培力的方向

(1)用左手定则判定：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．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时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．

(2)安培力的方向特点：F ⊥B ，F ⊥I ，即F 垂直于B 和I 决定的平面．

考点一 对磁感应强度的理解

1．磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的． 2．磁感应强度B 与电场强度E 的比较

A ．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零

B ．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零

C ．表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电

荷本身电荷量的比值

D．表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值

解析电场和磁场有一个明显的区别是：电场对放入其中的电荷有力的作用，磁场对通电导线有力的作用的条件是磁场方向不能和电流方向平行，因此A对，B错．同理根据电场强度的定义式E＝F/q可知C正确．而同样用比值定义法定义的磁感应强度则应

有明确的说明，即B＝F

IL中I和B的方向必须垂直，故D错．

答案AC

1．某点电场强度的方向与电荷在该点的受力方向相同或相反；而某点磁感应强度方向与电流元在该点所受安培力方向垂直，满足左手定则．

2．电荷在电场中一定会受到电场力的作用；如果电流方向与磁场方向平行，则电流在磁场中不受安培力的作用．

突破训练1关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()

A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关

B．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致

C．若在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用，该点B值大小为零

D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大

答案 D

解析磁感应强度是磁场本身的属性，在磁场中某处的磁感应强度为一恒量，其大小可

由B＝F

IL计算，与试探电流元的F、I、L的情况无关，A错．磁感应强度的方向规定为小磁针N极所受磁场力的方向，与放在该处的电流元受力方向垂直，B错．当试探电流元的方向与磁场方向平行时，电流元受磁场力虽为零，但磁感应强度却不为零，C 错．磁感线的疏密是根据磁场的强弱画出的，磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，磁感线越稀疏的地方，磁感应强度越小，故D正确．

考点二安培定则的应用和磁场的叠加

1．安培定则的应用

在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.

2

磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进