磁场及其对电流的作用高考考点及典型题总结

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高三物理磁场对电流的作用试题答案及解析

高三物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。

当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向A．向左B．向右C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里【答案】B【解析】当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，单匝矩形线圈abcd中产生的感应电流方向顺时针方向，由左手定则可知，线圈所受安培力的合力方向向右，选项B正确。

2.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示．则（）A．θ＝0时，杆产生的电动势为2BavB．θ＝时，杆产生的电动势为 BavC．θ＝0时，杆受的安培力大小为D．θ＝时，杆受的安培力大小为【答案】AD【解析】由图知，当θ＝0时，根据E=BLv可求杆产生的电动势为2Bav，故A正确；当θ＝时，，电流，杆产生的电动势为Bav，由B错误；θ＝0时，回路总电阻R=（2+π）aR所以杆受的培力，所以C错误；θ＝时，回路总电阻，所以杆受的安培力，故D正确。

【考点】本题考查电磁感应3.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。

将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。

除电阻R外其余电阻不计。

现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放。

则A．释放瞬间金属棒的加速度小于重力加速度gB．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为b→aC．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少【答案】BC【解析】A、金属棒释放瞬间，速度为零，感应电流为零，由于弹簧处于原长状态，因此金属棒只受重力作用，故其加速度的大小为g，故A错误；B、根据右手定责可知，金属棒向下运动时，流过电阻R电流方向为b→a，故B正确；C、当金属棒的速度为v时，E=BLv，安培力大小为：F＝BIL＝，故C正确；D、当金属棒下落到最底端时，重力势能转化为弹性势能和焦耳热，所以电阻R上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少，故D错误．故选AC．【考点】右手定则；安培力的计算。

高考物理一轮基础复习磁场及其对电流的作用1

磁场及其对电流的作用一、选择题(每小题6分，共54分)1．图甲所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点(图中白点)为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为图乙所示图象中的( )解析 C 磁感线的疏密程度表示磁感应强度B的大小，因沿z轴方向B先减小后增大，故最有可能的为C图．2．长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度为( )A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误解析 B 由安培力F＝BIL sin θ，则磁场的磁感应强度B＝FIL sin θ，由于sin θ≤1，则B≥FIL＝0.41×0.1T＝4 T，选项B正确．3.如图所示，一弓形线圈通以逆时针电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将( )A．a端向纸内，b端向纸外转动，且靠近导线B．a端向纸内，b端向纸外转动，且远离导线C．b端向纸内，a端向纸外转动，且靠近导线D．b端向纸内，a端向纸外转动，且远离导线解析 A 弓形通电线圈圆弧部分的电流方向和通电导线的磁力线重合，不受安培力作用，直线部分的上半段受安培力指向纸内，下半段受安培力指向纸外，导致线圈a端向纸内，b端向纸外转动，当转到弓形线圈直线部分与直导线趋于平行时，直线部分与直导线相吸，弧线部分与直导线相斥，但斥力小于引力，故线圈将靠近导线，选项A正确．4.如图所示，有两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，比较通过两环的磁通量Φa、Φb，则( )A．Φa>ΦbB．Φa<ΦbC．Φa＝ΦbD．不能确定解析 A 由于磁感线是闭合曲线，在磁体内部是由S极指向N极，在磁体外部是由N极指向S极，且在磁体外部的磁感线分布在磁体的周围较大的空间．又由于穿过圆环a、b的磁通量均为Φ＝Φ内－Φ外，因此线圈面积越大，磁感线抵消得越多，合磁通量越小，故b环的磁通量较小．A项正确．5.如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B 1＝1 T．位于纸面内的细直导线，长L＝1 m，通有I＝1 A的恒定电流．当导线与B1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零．则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为( )A.12T B.32TC．1 T D. 3 T解析BCD 导线所受安培力为零，可判断出合磁感应强度为零或沿导线方向，这就决定了另一个磁场必须平行于纸面，则可知磁感应强度B2有最小值．由平行四边形定则得B2min＝B1sin 60°＝32T，则B2的值可能为大于等于32T的所有值，故选项B、C、D都正确．6．如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中( )A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流方向保持不变C．线框所受安培力的合力为零D．线框的机械能不断增大解析 B 由通电直导线周围磁感线的分布规律可知，线框下落过程中穿过其中的磁感线越来越少，故磁通量在不断变小，故A错；下落时穿过线框的磁通量始终减小，由楞次定律可知感应电流的方向保持不变，故B正确；线框上下两边受到的安培力方向虽相反，但上边所处位置的磁感应强度始终大于下边所处位置的磁感应强度，故上边所受的安培力大于下边所受的安培力，其合力不为零，故C错；由能量守恒可知下落时一部分机械能会转化为线框通电发热产生的内能，故线框的机械能减少，D错．7.通有电流的导线L 1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生( )A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向转动D．L2绕轴O按逆时针方向转动解析 D 由右手螺旋定则可知导线L1上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1的距离越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O 点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕固定转轴O按逆时针方向转动．8.如图所示，一根长为l的铝棒用两个劲度系数均为k的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当铝棒中通过的电流I的方向从左到右时，弹簧缩短Δx，而当电流反向且大小不变时，弹簧伸长x ，则该磁场的磁感应强度为( ) A.2k Δx Il B.2Il k ΔxC.k Δx IlD.kIl Δx解析 A 不通电时mg ＝2k Δl ，电流自左向右时mg ＝BIl ＋2k (Δl －Δx )，电流自右向左时mg ＋BIl ＝2k (Δl ＋Δx )，由以上三式可得B ＝2k Δx Il，选项A 正确．9．质量为m 的通电细杆放在倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上，在如图所示的A 、B 、C 、D 四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是( )解析 CD 选项A 中通电细杆所受的安培力水平向右，选项B 中通电细杆所受安培力竖直向上，这两种情况下，如果没有摩擦力，通电细杆都可以静止在导轨上；选项C 中通电细杆所受安培力方向竖直向下，选项D 中通电细杆所受安培力方向水平向左，这两种情况下，如果没有摩擦力，通电细杆均不能静止，故选项C 、D 正确．二、非选择题(共46分)10.(12分)如图所示，框架面积为S ，框架平面与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直，则穿过线框平面的磁通量为多少？若使框架绕OO ′转过60°，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90°，则此时穿过线框平面的磁通量为多少？解析磁通量的大小直接利用公式Φ＝B ·S cos θ即可求解，应特别注意θ角的大小．框架平面与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直时θ＝0，此时磁通量Φ1＝BS ，框架绕OO ′转过60°，磁通量Φ2＝BS cos 60°＝12BS ，框架转过90°磁通量Φ3＝BS cos 90°＝0. 【答案】 BS 12BS 011．(16分)三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示．现使每条通电导线在斜边中点O 所产生的磁感应强度的大小均为B ，则该处的磁感应强度的大小和方向如何？解析根据安培定则，I 1与I 3在O 点处产生的磁感应强度相同，I 2在O 点处产生的磁感应强度的方向与B 1(B 3)相垂直，又知B 1、B 2、B 3的大小相等均为B ，根据矢量的运算法则可知O 处的实际磁感应强度大小为B 0＝2B 2＋B 2＝5B .方向在三角形平面内与斜边夹角为θ，则有tan θ＝2，即θ＝arctan 2，如图所示．【答案】 5B 方向在三角形平面内与斜边夹角为arctan 212.(18分)粗细均匀的直导线ab 的两端悬挂在两根相同的弹簧下边，ab 恰好处在水平位置(如图所示)．已知ab 的质量为m ＝10.0 g ，长度L ＝60 cm ，沿水平方向与ab 垂直的匀强磁场的磁感应强度B ＝0.4 T.(1)要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab 中应沿什么方向、通过多大的电流？(2)当导线中有方向从a 到b 、大小为0.2 A 的电流通过时，两根弹簧均被拉长了Δx ＝1 mm ，求该弹簧的劲度系数．(3)当导线中由b 到a 方向通过0.2 A 的电流时两根弹簧被拉长多少？(取g ＝9.6 m/s 2＝9.6N/kg)解析 (1)只有当ab 受到的磁场力方向竖直向上且大小等于ab 的重力时，两根弹簧才能处于自然状态，根据左手定则，ab 中的电流应由a 到b ，电流的大小由mg ＝BIL 求得 I ＝mg BL ＝0.01×9.60.4×0.6A ＝0.4 A. (2)当导线中通过由a 到b 的电流时，受到竖直向上的磁场力作用，被拉长的两根弹簧对ab 有竖直向上的拉力，同时ab 受竖直向下的重力，平衡时平衡方程为BIL ＋2k Δx ＝mg可得弹簧的劲度系数k ＝mg －BIL 2Δx＝0.01×9.6－0.4×0.2×0.62×0.001N/m ＝24 N/m.(3)当电流方向由b 向a 时，ab 所受磁场力竖直向下，这时的平衡方程为： 2k Δx ′＝mg ＋BIL由此式可求出两根弹簧被拉伸的长度为Δx ′＝mg ＋BIL 2k ＝0.01×9.6＋0.4×0.2×0.62×24m ＝0.003 m ＝3 mm.【答案】 (1)由a 到b 0.4 A (2)24 N/m (3)3 mm欢迎您的下载，资料仅供参考！。

高中物理【磁场的描述磁场对电流的作用】知识点、规律总结

考点三安培力作用下导体运动的判断
师生互动
1．判定导体运动情况的基本思路
判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的
磁感线分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方
向或运动趋势的方向．
2．五种常用判定方法
电流元法
左手定则分割为电流元 ――→ 安培力方向―→整段导体所受合力方向―→运动方向
第 1 维度：安培力的叠加安培力大小计算常用公式 F＝BIL，要求两两垂直，应用时要满足： (1)B 与 L 垂直； (2)L 是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度．
如弯曲导线的有效长度 L 等于两端点所连直线的长度(如图所示)，相应的电流方向沿 L 由始端流向末端．因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零．
考点二安培定则及磁场的叠加
自主学习
1．安培定则的应用
在运用安培定则时应分清“因”和“果”，电流是“因”，磁场是“果”，既可以
由“因”判断“果”，也可以由“果”追溯“因”．
原因(电流方向)
结果(磁场方向)
直线电流的磁场
大拇指
四指
环形电流的磁场
四指
大拇指
2.磁场的叠加磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则． 3．两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的．
2．安培力的大小当磁感应强度 B 的方向与导线方向成 θ 角时，F＝___I_L_B_s_i_n_θ__________． (1)当磁场与电流_垂__直___时，安培力最大，Fmax＝ILB. (2)当磁场与电流_平__行___时，安培力等于零．

专题56 磁场及其对电流的作用(解析版)

2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题56 磁场及其对电流的作用导练目标导练内容目标1安培定则和磁场的叠加目标2安培力的大小方向目标3安培力作用下导体的平衡、加速问题一、安培定则和磁场的叠加1.安培定则直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N 极和S 极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图截面图2.磁场叠加问题的分析思路(1)确定磁场场源,如通电导线。

(2)定位空间中需求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向,如图所示M 、N 在c 点产生的磁场磁感应强度分别为B M 、B N 。

(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中c 点的合磁场磁感应强度为B 。

【例1】如图所示，金属圆环放在绝缘水平面上，通有沿逆时针（俯视看）方向的恒定电流I 1，带有绝缘外皮的长直导线放在圆环上，圆环的圆心在直导线上，直导线中通有向右的恒定电流I 2，圆环圆心的正上方的P 点的磁感应强度大小为B ，此时直导线电流在P 点处产生3；若将直导线中的电流减为零，则P 点的磁感应强度大小为（）A ．13B B 2C 3D 6 【答案】D【详解】设圆环中电流在P 点产生的磁场磁感应强度大小为B 1，直导线中电流为I 2时在P 点产生的磁场磁感应强度大小为B 2，根据安培定则可知，两个磁场的磁感应强度垂直，根2212B B B +=解得16B B =故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

二、安培力的大小方向1.安培力公式：F ＝ILB sin θ。

2．两种特殊情况：(1)当I ⊥B 时，F ＝BIL 。

(2)当I ⊥B 时，F ＝0。

3．弯曲通电导线的有效长度(1)当导线弯曲时，L 是导线两端的有效直线长度(如图所示)。

(2)对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为零，所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。

高考物理一轮复习精讲精练第10章磁场第一讲磁场及其对电流的作用

第一讲磁场及其对电流的作用➢ 知识梳理一、磁场、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：表征磁场的强弱和方向。

(2)定义式：B ＝FIl (通电导线垂直于磁场)。

(3)方向：小磁针静止时N 极的指向。

(4)单位：特斯拉，符号为T 。

3．磁场的叠加磁感应强度是矢量，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行合成与分解。

二、磁感线和电流周围的磁场 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)磁感线的疏密程度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，客观上并不存在。

2．电流的磁场安培定则立体图横截面图纵截面图3．常见磁体的磁场4．匀强磁场：如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫作匀强磁场。

匀强磁场的磁感线用一些间隔相等的平行直线表示，如图所示。

5．地磁场(1)地磁场的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，磁感应强度相同，且方向水平向北。

三、磁场对通电导线的作用——安培力1．安培力的方向(1)用左手定则判断：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；让磁感线从掌心垂直进入，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)安培力方向的特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面。

(3)推论：两平行的通电直导线间的安培力——同向电流互相吸引，反向电流互相排斥。

2．安培力的大小F＝IlB sinθ(其中θ为B与I之间的夹角)。

高三物理一轮复习第8章第1讲磁场及磁场对电流的作用

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3.安培定则的应用
直线电流的磁场环形电流的磁场
原因(电流方向) 大拇指四指
结果(磁场方向) 四指大拇指
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典例1 如图所示,在a、b、c三处垂直于纸面放置三根长直通电导线,电流大小相等,a、b、c是等边三角形的三个顶点,a处电流在三角形中心O点产生的磁场的磁感应强度大小为B,求O处的磁感应强度。
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解析由于Oa=Ob=Oc,所以在各电流等大的前提下,各处的电流在O点的磁感应强度大小都为B,根据安培定则,各电流在O处的磁感应强度应垂直于各点和O点的连线,如图所示,由图中几何关系知Ba与Bb夹角为120°,所以根据平行四边形定则,a、b在O处的合磁感应强度为B,方向平行于ab连线向右,所以O处的总磁感应强度大小为2B,方向平行于ab连线向右。
(2)安培力一定不做功 ⑧(✕)
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1.如图是一个用均匀金属导线做成的圆环,A、B是圆环直径的两个端点,当电流I从A点流入,从B点流出时,在环中心处的磁场方向是 ( )
A.在圆环所在的平面内,且指向B B.垂直圆环平面,且指向纸外 C.垂直圆环平面,且指向纸内 D.磁感应强度为零,无方向 1. 答案 D 利用安培定则结合对编称辑课性件分析,易得D正确。
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3.在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根通电长直导线,电流的方向垂直于纸面向里。如图所示,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中 ( ) A.c、d两点的磁感应强度大小相等 B.a、b两点的磁感应强度大小相等 ห้องสมุดไป่ตู้.c点的磁感应强度的值最小 D.b点的磁感应强度的值最大
答案 2B,方向平行于ab连线向右
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XX高考物理重要考点整理：磁场的描述磁场对电流的作用

XX高考物理重要考点整理：磁场的描述磁场对电流的作用考点32 磁场的描述磁场对电流的作用考点名片考点细研究：本考点命题要点：磁场、磁感应强度、磁感线；通电直导线及通电线圈周围磁场的判定和叠加；安培力、安培力的方向、安培力作用下的动力学分析。

其中考查到的如：XX年北京高考第17题、XX年全国卷第24题、XX 年江苏高考第4题、XX年重庆高考第7题、XX年全国卷第18题、XX年全国卷第15题、XX年四川高考第6题、XX年山东高考第16题、XX年浙江高考第20题、XX年上海高考第11题、XX年安徽高考第15题等。

备考正能量：对本考点的考查主要有：由安培定则判定磁场的方向及磁场的叠加、与电磁感应结合分析导体棒在安培力作用下的运动。

选择题多考查磁场的基本概念及右手定则，难度一般较小；计算题难度中等偏上或较大。

预计今后高考形式依然为选择题和计算题。

一、基础与经典．关于磁感应强度，下列说法中正确的是A．若长为L、通有电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为B．由B＝知，B与F成正比，与IL成反比c．由B＝知，若一小段通电导体在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场D．磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向答案 D解析磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放置通电导体无关，故c错误；磁感应强度B是磁场本身的性质，公式B＝只是定义式，不是决定式，B错误；只有当电流I与磁感应强度垂直时B＝才成立，A错误。

．一段通电直导线，长度为l，电流为I，放在同一个匀强磁场中，导线和磁场的相对位置有如图所示的四种情况，通电导线所受到的安培力的大小情况将是A．丙和丁的情况下，导线所受到的安培力都大于甲的情况B．乙的情况下，导线不受力c．乙、丙的情况下，导线都不受力D．甲、乙、丁的情况下，导线所受安培力大小都相等答案 B解析乙的情况下，由于I与B同向，通电导线不受安培力作用，B正确；甲、丙、丁三种情况下，l、I与B三者大小相同且方向总是相互垂直的，所以安培力的大小相同，A、c、D错误。

2021年高考物理磁场及其对电流的作用考点全攻关答案详解教师版(19页)

2021年高考物理磁场及其对电流的作用考点全攻关磁场及其对电流的作用（解析版）双基过关：一、磁场、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＝FIL(通电导线垂直于磁场)．(3)方向：小磁针静止时N极的指向．(4)单位：特斯拉，符号为T.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：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，磁感应强度相等，且方向水平向北．5．磁场的叠加磁感应强度是矢量，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行合成与分解．自测1(多选) 如图所示是我国最早期的指南仪器——司南，静止时它的长柄指向南方，是由于地球表面有地磁场．下列与地磁场有关的说法，正确的是()A．地磁场是一种物质，客观上存在B．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行C．通电导线在地磁场中可能不受安培力作用D．运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力可以对运动电荷做正功【答案】AC【解析】地磁场是客观存在的一种物质，磁感线是人们为了研究方便而假想出来的，故A正确；磁感线是闭合的曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故B错误；当通电导线与地磁场平行放置时，导线不受安培力，故C正确；由于洛伦兹力始终与速度方向垂直，所以运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力不做功，故D错误．二、磁感线和电流周围的磁场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)磁感线的疏密程度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．①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．①同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切．①磁感线是假想的曲线，客观上并不存在．2．几种常见的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场如图所示(2)电流的磁场自测2如图所示，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4【答案】三、安培力的大小和方向1．大小若I①B，F＝0；若I①B，F＝BIL.2．方向可以用左手定则来判定：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．安培力方向总垂直于B、I所决定的平面，即一定垂直于B和I，但B 与I不一定垂直．3．两平行通电导线间的作用同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．自测3以下说法中正确的是()A．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行B．安培力的方向可以用右手定则来判定C．磁感线可以形象地描述各点的磁场强弱和方向，磁感线上每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时N极所指的方向一致D．放置在磁场中1 m长的导线，通过1 A的电流，该处磁感应强度是1 T，则导线受到的安培力为1 N【答案】C题热点一：安培力和磁场的叠加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场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图5所示为M 、N 在c 点产生的磁场B M 、B N . (3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场B . 题型1 安培力的大小和方向例1 如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接．已知导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为( )A ．2FB ．1.5FC ．0.5FD ．0 【答案】B【解析】设三角形边长为l ，通过导体棒MN 的电流大小为I ，则根据并联电路的规律可知通过导体棒ML 和LN 的电流大小为I2，如图所示，依题意有F ＝BlI ，则导体棒ML 和LN 所受安培力的合力为F 1＝12BlI ＝12F ，方向与F 的方向相同，所以线框LMN 受到的安培力大小为F ＋F 1＝1.5F ，选项B 正确．变式1如图所示，三根相互平行的固定长直导线L 1、L 2和L 3两两等距，通过L 1、L 2中的电流相同，L 1、L 2中的电流方向垂直纸面向里，L 3中的电流方向垂直纸面向外，在三根导线与纸面的交点所构成的等边三角形的中心上放有一电流方向垂直纸面向外的通电长直导线，则该导线受到的安培力的方向为( )A ．指向L 1B ．指向L 2C ．指向L 3D ．背离L 3 【答案】C【解析】因同向电流之间相互吸引，异向电流之间相互排斥，可知L3对等边三角形的中心上的导线是吸引力，方向指向L3；而导线L1和L2对等边三角形的中心上的导线都是斥力，因大小相等且互成120°角，则其合力方向指向L3，则三条导线对等边三角形的中心上的导线的安培力的合力方向指向L3，故选C.题型2磁场的叠加例2有两条长直导线垂直水平纸面放置，交纸面于a、b两点，通有大小相等的恒定电流，方向如图.a、b的连线水平，c是ab的中点，d点与c点关于b点对称．已知c点的磁感应强度为B1，d点的磁感应强度为B2，则关于a处导线在d点产生磁场的磁感应强度的大小及方向，下列说法中正确的是()A．B1＋B2，方向竖直向下B．B1－B2，方向竖直向上C.B12＋B2，方向竖直向上 D.B12－B2，方向竖直向下【答案】D【解析】根据安培定则，a、b导线在c点的磁场方向都向下，因a、b导线通有大小相等的恒定电流，故b导线在c点的磁场为B12，由于b距离c点和d点一样，所以b导线在d点的磁场大小为B12，方向向上；根据安培定则，a导线在d点的磁场方向向下，则其大小为B12－B2.变式2如图所示，在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里且大小相等的电流时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零．若仅让P中的电流反向，则a点处磁感应强度的大小为()A．2B0 B.233B0 C.33B0D．B0【答案】B【解析】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为0，由此可知，外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，即B1＝B0；依据几何关系有：B P cos 30°＝12B0，解得通电导线P或Q在a处的磁场大小均为B P＝33B0；当P中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系及三角知识，则有：B2＝B P＝33B0，方向垂直于PQ向上，由矢量的合成法则，那么a点处磁感应强度的大小为B＝B02＋33B02＝233B0，故B正确，A、C、D错误．命题热点二：安培力作用下导体运动情况的判断1．问题特点安培力作用下导体的运动问题与力学中的运动问题一样，同样遵从力学基本规律，只是研究对象所受的力中多分析安培力而已．2．规律分析判定通电导体在安培力作用下的运动方向或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁感线分布情况，再弄清楚导体中电流的方向，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势．3．判定方法电流元法分割为电流元――→左手定则安培力方向→整段导体所受合力方向→运动方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流例3 如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I 时，导线的运动情况是(从上往下看)( )A ．顺时针方向转动，同时下降B ．顺时针方向转动，同时上升C ．逆时针方向转动，同时下降D ．逆时针方向转动，同时上升【答案】A【解析】如图甲所示，把直线电流等效为无数小段，中间的点为O 点，选择在O 点左侧S 极右上方的一小段为研究对象，该处的磁场方向指向左下方，由左手定则判断，该小段受到的安培力的方向垂直纸面向里，在O 点左侧的各段电流元都受到垂直纸面向里的安培力，把各段电流元受到的力合成，则O 点左侧导线受到垂直纸面向里的安培力；同理判断出O 点右侧的导线受到垂直纸面向外的安培力．因此，由上向下看，导线沿顺时针方向转动．分析导线转过90°时的情形：如图乙所示，导线中的电流垂直纸面向外，由左手定则可知，导线受到向下的安培力．由以上分析可知，导线在顺时针转动的同时向下运动．选项A 正确．变式3 如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置．接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M 和N 的电流大小分别为I 1和I 2，已知I 1>I 2，方向均向上．若用F 1和F 2分别表示导线M 与N 受到的磁场力，则下列说法正确的是( )A．两根导线相互排斥B．为判断F1的方向，需要知道I1和I2的合磁场方向C．两个力的大小关系为F1>F2 D．仅增大电流I2，F1、F2会同时增大【答案】D【解析】同向电流相互吸引，故A错误；为判断F1的方向，需要知道I2在I1处产生的磁场方向，故B错误；F1和F2是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故C错误；增大电流I2，F1、F2同时增大，故D正确．变式4将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看()A．圆环顺时针转动，靠近磁铁B．圆环顺时针转动，远离磁铁C．圆环逆时针转动，靠近磁铁D．圆环逆时针转动，远离磁铁【答案】C【解析】该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针，N极在内，S极在外，根据同极相斥、异极相吸，C正确．命题热点三：安培力作用下的平衡问题通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力电综合模型，该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成．这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定．因此解题时一定要先把立体图转化为平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如图所示．例4如图所示，金属杆MN用两根绝缘细线悬于天花板的O、O′点，杆中通有垂直于纸面向里的恒定电流，空间有竖直向上的匀强磁场，杆静止时处于水平，悬线与竖直方向的夹角为θ，若将磁场在竖直面内沿逆时针方向缓慢转过90°，在转动过程中通过改变磁场磁感应强度大小来保持悬线与竖直方向的夹角不变，则在转动过程中，磁场的磁感应强度大小的变化情况是()A．一直减小B．一直增大C．先减小后增大D．先增大后减小【答案】C【解析】磁场在转动的过程中，杆处于平衡状态，杆所受重力的大小和方向不变，悬线的拉力方向不变，由图解法结合左手定则可知，在磁场沿逆时针方向缓慢转动的过程中，安培力先减小后增大，由F＝BIL可知，磁场的磁感应强度先减小后增大，故选C.变式5(多选)光滑斜面上放置一个通电导体棒，施加磁场后导体棒静止在斜面上，则以下四种情况中可能的是()【答案】BC【解析】A图，由左手定则可知，导体棒受到竖直向下的安培力作用，导体棒所受合力不可能为0，选项A错误；B图中的导体棒受到的安培力水平向右，导体棒所受合力可能为0，选项B正确；C图中的导体棒受到的安培力方向沿斜面向上，导体棒所受合力可能为0，选项C正确；D图中的导体棒受到的安培力方向沿斜面向下，导体棒受到的合力不可能为0，选项D错误．变式6如图所示，三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里．电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面且处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力是()A.32B0IL，水平向左 B.32B0IL，水平向右C.3B0IL，水平向左D.3B0IL，水平向右【答案】D【解析】根据安培定则，知A、B电流在C处的磁场方向分别垂直于AC、BC斜向下，如图所示，可知θ＝30°，则有：B C＝3B0，方向竖直向下；再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为F安＝3B0IL；由于导线C位于水平面且处于静止状态，所以导线C受到的静摩擦力大小为3B0IL，方向水平向右．课时精练：一、双基巩固练：1．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图1.结合上述材料，下列说法不正确．．．的是()图1A．地理南、北极与地磁场的北、南极不重合B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用【答案】C【解析】地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，并不重合，故A、B正确；地球内部也存在磁场，只有赤道附近上空磁场的方向才与地面平行，故C错误；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不平行，一定受到地磁场力的作用，故D正确．2.磁场中某区域的磁感线如图2所示，则()图2A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B bC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小【答案】A【解析】磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出B a>B b，所以A正确，B错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B、电流大小I、导线长度L和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C、D错误．3.一段导线abcde位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc、cd和de的长度均为L，且①abc＝①cde＝120°，流经导线的电流为I，方向如图3中箭头所示．导线段abcde所受到的磁场的作用力的合力大小为()图3A．2BIL B．3BIL C．(3＋2)BIL D．4BIL【答案】B【解析】因为①abc＝①cde＝120°，根据几何关系可知①bcd＝60°，故b与d之间的直线距离也为L，则导线abcde有效长度为3L，故所受安培力的大小为：F＝3BIL，故A、C、D错误，B 正确．4．L2是竖直固定的长直导线，L1、L3是水平固定且关于L2对称的长直导线，三根导线均通以大小相同、方向如图4所示的恒定电流，则导线L2所受的磁场力情况是()图4A．大小为零B．大小不为零，方向水平向左C．大小不为零，方向水平向右D．大小不为零，方向竖直向下【答案】A【解析】由右手螺旋定则可知，L1与L3在L2所在直线上产生的合磁场方向竖直向下，即L2处的磁场方向与电流方向平行，所以L2所受磁场力为零．5. 如图5，光滑斜面上放置一根通有恒定电流的导体棒，空间有垂直斜面向上的匀强磁场B，导体棒处于静止状态．现将匀强磁场的方向沿图示方向缓慢旋转到水平方向，为了使导体棒始终保持静止状态，匀强磁场的磁感应强度应同步()图5A．增大B．减小C．先增大，后减小D．先减小，后增大【答案】A【解析】对导体棒进行受力分析如图：磁场方向缓慢旋转到水平方向，则安培力方向缓慢从图示位置转到竖直向上，因为初始时刻安＝BIL，所培力沿斜面向上，与支持力方向垂直，最小，所以安培力一直变大，而安培力：F安以磁场一直增大，B、C、D错误，A正确．6．(多选)如图6，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反．下列说法正确的是()图6A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1①1①3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3①3①1【答案】BC【解析】同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1受力分析，如图甲所示，可知L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在的平面平行，故A错误；对L3受力分析，如图乙所示，可知L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在的平面垂直，故B正确；设三根导线间两两之间的相互作用力的大小为F，则L1、L2受到的磁场作用力的合力大小均等于F，L3受到的磁场作用力的合力大小为3F，即L1、L2、L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1①1①3，故C正确，D错误．7. (多选)如图7，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B 0，方向垂直于纸面向外．已知a 、b 两点的磁感应强度大小分别为13B 0和12B 0，方向也垂直于纸面向外．则( )图7A ．流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为712B 0B ．流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为112B 0C ．流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为112B 0D ．流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为712B 0【答案】AC【解析】原磁场、电流的磁场方向如图所示，由题意知在b 点：12B 0＝B 0－B 1＋B 2 在a 点：13B 0＝B 0－B 1－B 2由上述两式解得B 1＝712B 0，B 2＝112B 0，A 、C 项正确．8．如图8所示，AC 是四分之一圆弧，O 为圆心，D 为圆弧中点，A 、D 、C 处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B 的匀强磁场，O 处的磁感应强度恰好为零．如果将D 处电流反向，其他条件都不变，则O处的磁感应强度大小为()图8A．2(2－1)B B．2(2＋1)B C．2B D．0【答案】A【解析】A、D、C处的通电直导线在O处的磁感应强度的方向如图所示，大小相等，设为B0，则A、D、C处的通电直导线在O处的合磁感应强度大小为B＝(2＋1)B0，即B0＝B2＋1.如果将D处电流反向，其他条件都不变，则O处的磁感应强度大小为B′＝B＋B0－2B0＝2(2－1)B，故B、C、D错误，A正确．二、综合提升练9. (多选)如图9所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是()图9A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短C．F1>F2 D．F1<F2【答案】BC【解析】如图甲所示，导体棒处的磁场方向指向右上方，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向垂直于磁场方向指向右下方，根据牛顿第三定律，对条形磁铁受力分析，如图乙所示，所以台秤对条形磁铁的支持力减小，即台秤示数F1>F2，在水平方向上，由于F′有水平向左的分力，条形磁铁压缩弹簧，所以弹簧长度变短．10. 如图10所示，一根长为L的金属细杆通有电流I时，水平静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上．斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．若电流和磁场的方向均不变，电流大小变为0.5I，磁感应强度大小变为4B，重力加速度为g.则此时金属细杆()图10A．电流流向垂直纸面向外B．受到的安培力大小为2BIL sin θC．对斜面压力大小变为原来的2倍D．将沿斜面加速向上运动，加速度大小为g sin θ【答案】D11．如图11所示，长为L、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上．导体棒与斜面的水平底边始终平行．已知导体棒通以从b向a的电流，电流为I，重力加速度为g.图11(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B的大小；(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向．【答案】(1)mgIL tan θ(2)mgIL sin θ方向垂直斜面向上【解析】(1)匀强磁场方向竖直向上时，导体棒受力如图甲所示，由平衡条件得：mg sin θ＝F 安cos θ，F 安＝BIL ，解得B ＝mg IL tan θ.(2)如图乙所示，当安培力平行斜面向上，即安培力和重力沿斜面的分力平衡时，安培力最小，有mg sin θ＝F 安′，F 安′＝B min IL ，解得B min ＝mg IL sin θ，由左手定则可知磁感应强度的方向垂直斜面向上．12.如图12所示，在倾角为θ＝37°的斜面上，固定一宽为L ＝1.0 m 的平行金属导轨．现在导轨上垂直导轨放置一质量m ＝0.4 kg 、电阻R 0＝2.0 Ω、长为1.0 m 的金属棒ab ，它与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5.整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B ＝2 T 的匀强磁场中．导轨所接电源的电动势为E ＝12 V ，内阻r ＝1.0 Ω，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑动变阻器的阻值符合要求，其他电阻不计，取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.现要保持金属棒在导轨上静止不动，求：图12(1)金属棒所受安培力的取值范围；(2)滑动变阻器接入电路中的阻值范围．【答案】(1)811 N≤F ≤8 N (2)0≤R ≤30 Ω【解析】(1)当金属棒刚好达到向上运动的临界状态时，金属棒受到的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向下，对金属棒受力分析，如图甲所示，此时金属棒所受安培力最大，设为F 1，则有垂直斜面方向：F N＝F1sin θ＋mg cos θ沿斜面方向：F1cos θ＝mg sin θ＋F fmax又F fmax＝μF N以上三式联立并代入数据可得F1＝8 N当金属棒刚好达到向下运动的临界状态时，金属棒受到的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向上，其受力分析如图乙所示，此时金属棒所受安培力最小，设为F2，则有F N′＝F2sin θ＋mg cos θ，F2cos θ＋F fmax′＝mg sin θ，F fmax′＝μF N′以上三式联立并代入数据可得F2＝811N所以金属棒受到的安培力的取值范围为811N≤F≤8 N(2)因磁场与金属棒垂直，所以金属棒受到的安培力为F＝BIL，因此有I＝FBL，由安培力的取值范围可知电流的取值范围为411A≤I≤4 A设电流为I1＝411A时滑动变阻器接入电路中的阻值为R1，由闭合电路欧姆定律，有E－I1r＝I1(R0＋R1)，代入数据可得R1＝30 Ω设电流为I2＝4 A时滑动变阻器接入电路中的阻值为R2，由闭合电路欧姆定律，有E－I2r＝I2(R0＋R2)，代入数据可得R2＝0所以滑动变阻器接入电路中的阻值范围为0≤R≤30 Ω.。

新课程改革物理专题复习高考高分必备磁场及其对电流的作用

磁场及其对电流的作用知识点1磁场、磁感应强度1．磁场(1)定义：磁场是磁体、电流周围存在的一种特殊物质。

(2)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。

(3)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向。

2．磁感应强度(1)定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)。

(2)方向：小磁针静止时N极的指向。

知识点2磁感线与安培定则1．磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。

2．安培定则：(1)通电直导线：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。

(2)环绕电流：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。

如图，分别表示通电直导线、环形电流、通电线圈周围的磁场，①表示电流的方向，②表示磁场的方向。

知识点3安培力的大小与方向1．安培力的方向：左手定则(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。

(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。

(3)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。

如图，①表示电流的方向，②表示磁场的方向，③表示安培力的方向。

2．安培力的大小：F ＝BIL sin θ(θ为磁场方向与电流方向的夹角) (1)当磁场与电流垂直时，F ＝BIL 。

(2)当磁场与电流平行时，F ＝0。

思考：(1)磁场中的一小段通电导体在该处受力为零，此处B 一定为零吗？(2)利用左手定则判断两平行的通电(同向、异向)直导线间的安培力是引力还是斥力？ [答案] (1)不一定 (2)同向相吸、异向相斥思维诊断：(1)同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，与此类似，同向电流相互排斥，异向电流相互吸引。

( × )(2)安培力F 、磁感应强度B 、电流I 三者方向总是相互垂直。

( × )(3)安培力计算公式F ＝BIl 的成立条件是磁感应强度B 垂直于电流I ，即B ⊥I 。

高考物理重点难点知识专题讲解：磁场的描述磁场对电流的作用

【答案】AD
【小结】 1.空间任意一点的磁感应强度，是各个电流在该点分别产生的磁感应强度的矢量和． 2．电流方向和磁场方向之间的关系，用右手确定：在直线电流中，大拇指指电流方向，弯曲的四指指磁场绕行方向；在环形电流中，四指指环形电流的绕行方向，大拇指指环内磁场的方向．
变式 1 如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的 M、N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b 在 M、N 的连线上，O 为 MN 的中点，c、d 位于 MN 的中垂线上，且 a、b、c、d 到 O 点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( A．O 点处的磁感应强度为零 B．a、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C．c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D．a、c 两点处磁感应强度的方向不同 )
3I 导线与 I 导线在 a 处的磁感应强度大小 Ba k· 3I kI 8kI ＝＋＝，而 3I 导线与 I 导线在 b 处的磁 L L L 2 2 k· 3I kI kI 感应强度大小 Bb＝－＝，则 a 点和 b 点 2L L 2L 的磁感应强度大小之比为 16∶1，故 C 错误，D 正确．故选 AD.
N极
所指的方向．
特斯拉，符号 T，1 T＝1 N/A· m.
(5)决定因素：由磁场本身决定，与 I、L 和 F 的无关大小均．
2．磁感线：在磁场中人为地画出一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，磁感线的疏密程度表示磁场的
强弱
，这样的曲线叫做磁感线．常见的磁场
相似，管为匀强磁场，于两个磁极且离圆环
磁场越弱
知识点四

高考物理配套文档：第八章第1讲磁场及其对电流的作用 Word版含解析

一、磁场和磁感应强度1．磁场(1)磁场：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质．磁体和磁体之间、磁体和通电导体之间、通电导体和通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的．(2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导体有力的作用．(3)方向：①小磁针N极所受磁场力的方向．②小磁针静止时N极的指向．(4)地磁场：地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近．2．磁感应强度(1)定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)．(2)方向：小磁针静止时N极的指向．[深度思考]判断下列说法是否正确．(1)奥斯特发现了电流可以产生磁场．(√)(2)磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情况无关．(√)(3)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致．(×)(4)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零．(×)二、几种常见的磁场1．常见磁体的磁场(图1)图1 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．1．(多选)下列说法中正确的是()A．磁场看不见、摸不着，所以它并不存在，它是人们为了研究问题方便而假想出来的B．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引C．磁体和通电导体都能产生磁场D．若小磁针始终指向南北方向，则小磁针的附近一定没有磁铁答案BC2．对B＝FIL的理解，下列说法正确的是()A．磁感应强度大小与放入该处的通电导线受到的安培力成正比B．磁感应强度大小与放入该处的通电导线I、L的乘积成反比C．导线中电流越大，该处的磁感应强度越小D．磁感应强度的大小和方向跟磁场中通电导线受力的大小和方向无关答案 D3．在下列图中“⊗”表示直线电流方向垂直纸面向里，“⊙”表示直线电流方向垂直纸面向外，则下列图形中能正确描绘直线电流周围的磁感线的是()答案 D4．(2016·扬州模拟)把长0.10 m的直导线全部放入匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直．当导线中通过的电流为3.0 A时，该直导线受到的安培力的大小为1.5×10－3 N．则该匀强磁场的磁感应强度大小为()A．4.5×10－3 T B．2.5×103 TC．2.0×102 T D．5.0×10－3 T答案 D5．一段直导线长L＝1 m，其中通有I＝1 A的电流，它受到垂直于纸面向外的大小为F＝1 N 的磁场力作用．据此()A．既可以确定这个磁场的磁感应强度的大小，又可以确定磁感应强度的方向B．仅能确定这个磁场的磁感应强度的大小，不可以确定磁感应强度的方向C．仅能确定这个磁场的磁感应强度的方向，不可以确定磁感应强度的大小D．磁感应强度的大小和方向均无法确定答案 D命题点一安培定则和磁感应强度的叠加例1(多选)三根平行的长直通电导线，分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图2所示．现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则下列说法中正确的有()图2A．O点处实际磁感应强度的大小为BB．O点处实际磁感应强度的大小为5BC．O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为90°D．O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角正切值为2解析由题意可知，三根平行的通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向如图：则：B 合＝B 2＋(2B )2＝5B ，故A 错误，B 正确，设O 点处实际磁感应强度的方向与斜边的夹角为α，根据力的合成与分解的法则，结合三角函数关系，则有：tan α＝2BB ＝2.所以磁感应强度的方向与斜边夹角正切值为2，故C 错误，D 正确．答案 BD磁场的矢量性及合成方法1．根据安培定则确定通电导体周围磁场的方向．2．磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向．3．磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和．题组阶梯突破1．(2016·浙江模拟)关于电场强度、磁感应强度，下列说法中正确的是( )A ．由真空中点电荷的电场强度公式E ＝k Qr 2可知，当r 趋近于零时，其电场强度趋近于无限大B ．电场强度的定义式E ＝Fq适用于任何电场C ．由安培力公式F ＝BIL 可知，一小段通电导体在某处不受安培力，说明此处一定无磁场D ．一带电粒子在磁场中运动时，磁感应强度的方向一定垂直于洛伦兹力的方向和带电粒子的运动方向答案 B解析当r →0时，电荷已不能看成点电荷，公式E ＝k Qr 2不再成立，故A 错误；电场强度的定义式E ＝Fq 适用于任何电场．故B 正确；一小段通电导体在某处若不受安培力，可能是B的方向与电流方向平行，所以此处不一定无磁场，故C 错误；根据左手定则，一带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力的方向一定垂直于磁感应强度的方向和带电粒子的运动方向，而粒子运动的方向不一定与磁感应强度的方向垂直．故D 错误．2．(多选)(2016·广西模拟)关于小磁针在磁场中静止时的指向，下列说法中正确的是( )答案CD3．如图3所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时()图3A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右答案 C解析金属环带负电，按题图所示的方向旋转，则金属环的电流方向与旋转方向相反．由右手螺旋定则可知磁极的方向：左端N极，右端S极．因此小磁针最后静止时N极沿轴线向左．故C正确，A、B、D错误．命题点二通电导线在磁场中受到的安培力例2一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图4所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将()图4A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．在纸面内平动解析解法一(电流元法)把线圈L1沿水平转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成无数段直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上，由左手定则可得，上半部分电流元所受安培力均指向纸外，下半部分电流元所受安培力均指向纸内，因此从左向右看线圈L1将顺时针转动．解法二(等效法)把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2的中心，小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向，由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心处竖直向上，而L1等效成小磁针后，转动前，N极指向纸内，因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L 1将顺时针转动．解法三 (结论法)环形电流I 1、I 2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止．据此可得，从左向右看，线圈L 1将顺时针转动．答案 B判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路研究对象：通电导体――→明确通电导体所在位置的磁场分布情况――→利用左手定则判断通电导体的受力情况――→确定通电导体的运动方向或运动趋势的方向题组阶梯突破4．如图5所示，电磁炮是一种新型的发射炮弹的装置．把待发射的炮弹放在匀强磁场中的两平行导电导轨上，给导轨通以大电流，炮弹作为一个载流导体在磁场作用下沿导轨加速，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁场B 方向的是( )图5答案 B5．如图6所示，通有恒定电流的导体由Ⅰ位置绕固定轴转到Ⅱ位置，该导体所受安培力的大小将()图6A．变大B．变小C．不变D．不能确定答案 C解析电流方向始终与磁场方向垂直，安培力大小始终为F＝BIL，是不变的，选项C正确．6．(2016·湖州市联考)如图7所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中．当在该导线中通以由C到A、大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力大小和方向是()图7A ．BIL ，平行于OC 向左 B.22BIL π，平行于OC 向右C.22BIL π，垂直AC 的连线指向左下方D ．22BIL ，垂直AC 的连线指向左下方答案 C解析由14圆弧长为L ，所以2πR 4＝L ，即R ＝2L π，»AC 的有效长度为l ＝2R ＝22Lπ，安培力为F A ＝BIl ＝22BILπ，方向由左手定则判断，即垂直AC 的连线指向左下方，因此选项C 正确．7．(多选)如图8所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为F N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为F N2，则以下说法正确的是( )图8A ．弹簧长度将变长B ．弹簧长度将变短C ．F N1＞F N2D ．F N1＜F N2 答案 BC解析如图甲所示，导体棒处的磁场方向指向右上方，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向垂直于磁场方向指向右下方，根据牛顿第三定律，条形磁铁受到导体棒斜向左上方的反作用力；对条形磁铁受力分析，如图乙所示，根据平衡条件可知，mg ＞F N2，又F N1＝mg，所以F N1＞F N2，在水平方向上，弹簧对磁铁施加了水平向右的弹力，磁铁肯定压缩弹簧，所以弹簧长度将变短．命题点三通电导线在磁场中的平衡例3(2016·杭州市联考)水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨放一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且斜向右上方，如图9所示，问：图9(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B 的方向如何？解析从b向a看侧视图如图所示．(1)水平方向：F f ＝F 安sin θ① 竖直方向：F N ＋F 安cos θ＝mg ② 又F 安＝BIL ＝B ERL ③联立①②③得：F N ＝mg －BLE cos θR ，F f ＝BLE sin θR.(2)要使ab 棒所受支持力为零，且让磁场最小，则所受安培力竖直向上，故有F 安＝mg B min ＝mgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右．答案 (1)mg －BLE cos θR BLE sin θR (2)mgREL 方向水平向右安培力作用下导体的分析技巧1．安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相同，只不过多了安培力． 2．解题的关键是将立体图形平面化，正确画出受力示意图．题组阶梯突破8．(多选)(2016·舟山市联考)如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置，导轨上另放一个质量为m的金属导体棒．当开关闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场，其中可能平衡的是()答案ACD解析四种情况下导体棒的受力分别如图所示：A、C都有可能平衡，D中如果重力与安培力刚好大小相等，则导体棒与导轨间没有压力，可以平衡，B中合外力不可能为零．故正确答案为A、C、D.9．如图10所示，用两根相同的弹簧测力计钩住一根铜棒，铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场．当铜棒中通入自左向右的电流，静止时两弹簧测力计的示数均为F1；若将铜棒中电流反向而大小保持不变，静止时两弹簧测力计的示数均为F2，且弹簧测力计示数F2大于F1.则根据以上所给的信息不能求出的是()图10A．铜棒自身重力的大小B．铜棒所受安培力的大小C．虚线框内磁感应强度的方向D．虚线框内磁感应强度的大小答案 D解析因为电流反向时，弹簧测力计的读数F2＞F1，故电流自左向右时，导体棒受到的磁场力方向向上，根据左手定则可以确定磁场的方向为垂直纸面向里；两弹簧测力计的示数均为F1时，2F1＋BIL＝mg，示数均为F2时，2F2－BIL＝mg，解得铜棒自身重力mg＝F1＋F2，故铜棒所受安培力的大小F A＝BIL＝F2－F1；由于电流大小和铜棒的长度未知，故虚线框内磁感应强度的大小不能计算．本题选D.10．质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图11所示．则下列关于导体棒中的电流分析正确的是()图11A ．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为3mgBL B ．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为3mg3BL C ．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为3mgBL D ．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为3mg3BL答案 C解析导体棒受到竖直向下的重力、斜向左上方的弹力，要使导体棒平衡，应受水平向右的安培力，重力和安培力的合力大小与弹力大小相等、方向相反，由平衡条件有tan 60°＝BILmg ＝3，得导体棒中电流I ＝3mgBL，再由左手定则可知，导体棒中电流的方向应垂直纸面向里，故只有选项C 正确．11．如图12所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L ，劲度系数为k 的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab 相连，弹簧与导轨平面平行并与ab 垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场．闭合开关S 后，导体棒中的电流为I ，导体棒平衡时，弹簧伸长量为x 1；调转图中电源极性使棒中电流反向，导体棒中电流仍为I ，导体棒平衡时弹簧伸长量为x 2.忽略回路中电流产生的磁场，则磁感应强度B 的大小为( )图12A.kIL(x1＋x2)B.kIL(x2－x1)C.k2IL(x2＋x1)D.k2IL(x2－x1)答案 D解析由平衡条件mg sin α＝kx1＋BIL，调转题图中电源极性使棒中电流反向，由平衡条件mg sin α＋BIL＝kx2，联立解得B＝k2IL(x2－x1)，故选项D正确. (建议时间：30分钟)1．“特斯拉”是下述哪个物理量的单位()A．电容B．电场强度C．磁通量D．磁感应强度答案 D解析电容的单位是法拉，不是特斯拉．故A错误；电场强度的单位是牛/库，不是特斯拉．故B错误；磁通量的单位是韦伯，不是特斯拉．故C错误；磁感应强度的单位是特斯拉．故D 正确．2．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是()A．单根磁感线可以描述各点磁场方向和强弱B．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的C．磁感线是磁场中客观真实存在的线D．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止答案 B解析磁感线的疏密程度可表示磁感应强度大小，磁感线方向可表示磁场方向，但是一根磁感线无法判断疏密，故不能表示磁感应强度大小，A错误；磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，B正确；磁感线是人为假想出来的，不是真实存在的，在磁体外部磁感线从N极出发到S极，但在磁体内部，磁感线从S极出发到N极，形成封闭的曲线，C、D错误．3．(2014·新课标全国Ⅰ·15)关于通电直导线在匀强磁场中所受到的安培力，下列说法正确的是()A．安培力的方向可以不垂直于直导线B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半答案 B解析安培力总是垂直于磁场与电流所决定的平面，因此，安培力总与磁场和电流垂直，A 错误，B正确；安培力F＝BIL sin θ，其中θ是导线与磁场方向的夹角，所以C错误；将直导线从中点折成直角，导线受到安培力的大小不仅与导线的有效长度有关，还与导线在磁场中的相对位置有关，D错误．4．如图所示的四幅图都是通电直导线放入匀强磁场中的情况，其中直导线所受安培力为零的是()答案 D解析导线与磁感线方向平行时，导线所受安培力为零，故A、B、C安培力都不为零，D 安培力为零．故D正确．5．如图1所示四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是()图1A．甲图中，导线通入电流时小磁针发生偏转B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离答案 B解析磁场对小磁针、通电导体有作用力，图甲中的小磁针发生了偏转，图丙、丁中的通电导线发生了吸引和排斥，都说明了电流周围存在磁场．乙图不能说明电流能产生磁场．本题正确答案为B.6．(2016·扬州模拟)如图2是条形磁铁的部分磁感线分布示意图，关于图中a、b两点磁场的描述，正确的是()图2A．a点的磁场方向为图中B a指向B．b点的磁场方向为图中B b指向C．a点的磁感应强度大于b点的磁感应强度D．a点的磁感应强度小于b点的磁感应强度答案 C解析磁感线上某点的切线方向表示磁场的方向，图中a、b两点的磁场方向均是错误的，故A、B错误．磁感线疏密表示磁场的强弱，a点磁感线比较密，则a点的磁感应强度大于b 点的磁感应强度，故C正确，D错误．7．在磁场中某区域的磁感线如图3所示，则()图3A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，且B a＞B bB．a、b两处的磁感应强度的大小相等C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小答案 A解析磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出B a＞B b，所以A正确，B错误．安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、I、L和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C、D错误．8．下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是()答案 C解析通电直导线中的安培定则：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向，由此可知A、B错误；通电螺线管中的安培定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲方向与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，据此可知D错误．9．如图4所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()图4A．0 B．0.5BIlC．BIl D．2BIl答案 C解析导线有效长度为2l sin 30°＝l，所以该V形通电导线受到的安培力大小为BIl，选C. 10．如图5所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与两导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是()图5A．a点B．b点C．c点D．d点答案 C11．两个完全相同的通电圆环A、B圆心O重合、圆面相互垂直放置，通电电流相同，电流方向如图6所示，设每个圆环在其圆心O处独立产生的磁感应强度为B0，则O处的磁感应强度大小为()图6A．0 B．2B0C.2B0D．无法确定答案 C解析根据安培定则可知，通电圆环A在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为B0，通电圆环B在圆心O处产生的磁感应强度方向竖直向下，大小为B0，两者相互垂直，根据平行四边形定则进行合成得知，O处的磁感应强度大小为B＝2B0. 12．(2015·江苏单科·4)如图7所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度．下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()图7答案 A解析由题意知，处于磁场中的导体受安培力作用的有效长度越长，根据F＝BIL知受安培力越大，磁场发生微小变化，安培力变化最大，天平越容易失去平衡，由图知选项A中导体的有效长度最大，所以A正确．13．如图8所示，在匀强磁场中用两根柔软绝缘的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b的恒定电流I，这时两根细线均被拉紧，现要想使两根细线对金属棒的拉力变为零，可采用哪些办法()图8A．适当增大电流IB．将电流反向并适当改变大小C．适当减小磁感应强度D．将磁场反向并适当改变大小答案 A解析由左手定则可知，金属棒所受安培力方向竖直向上，由此可知BIL＋2F＝mg(F为每根细线的拉力)，要想使两根细线对金属棒的拉力变为零，可增大安培力大小，由安培力公式可知选项A对．14．如图9所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的正中间上方固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里(即与条形磁铁垂直)的电流，与原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力F N和摩擦力F f将()图9A．F N减小，F f＝0 B．F N减小，F f≠0C．F N增大，F f＝0 D．F N增大，F f≠0答案 C解析磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中央上方，所以此处的磁感线是水平向左的，电流的方向垂直于纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁的安培力方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，导线对磁铁的反作用力方向竖直向下，因此磁铁对水平桌面的压力增大；由于导线对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁不会产生相对运动或相对运动趋势，也就不会产生摩擦力，故选C.15．如图10所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L＝1 m．导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连(绳与棒垂直)，物体的质量为M＝0.3 kg.导体棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5(g取10 m/s2)，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？图10答案 2 A由a指向b解析对导体棒ab受力分析，由平衡条件得，竖直方向F N＝mg水平方向BIL－F f－Mg＝0又F f＝μF N联立解得I＝2 A由左手定则知电流方向由a指向b.16．如图11所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，金属棒在导轨上保持静止，求：图11(1)金属棒所受到的安培力的大小；(2)通过金属棒的电流的大小；(3)滑动变阻器R 接入电路中的阻值．答案 (1)0.1 N (2)0.5 A (3)23 Ω解析 (1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示F 安＝mg sin 30°，代入数据得F 安＝0.1 N.(2)由F 安＝BIL ，得I ＝F 安BL＝0.5 A. (3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R 0，根据闭合电路欧姆定律得：E ＝I (R 0＋r )，解得R 0＝E I－r ＝23 Ω.。

2024届高考物理一轮复习讲义三：磁场磁场对电流作用

复习讲义三磁场磁场对电流的作用力【知识梳理】1.磁场的产生 ⑴磁极周围有磁场。

(2)电流周围有磁场（奥斯特）。

2.磁场的基本性质：3.磁感应强度 ILF B =（条件：且L ⊥B ）4.磁感线⑴用来形象地描述的曲线。

磁感线上每一点的切线方向就是该点的方向，也就是在该点小磁针静止时极的指向。

磁感线的疏密表示磁场的。

⑵磁感线的特点：⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线：条形、蹄形、直线电流、环形电流、通电螺线管、地磁场的分布规律⑷安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指向方向；对环形电流，大拇指向方向；对长直螺线管大拇指向方向。

5.磁通量：B 与S 的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示，Φ= （B ⊥S ）；Φ是量，但是有方向。

单位为，符号为。

1W b =1T·m 2。

6、安培力（磁场对电流的作用力）（1）安培力大小：B ⊥I 时，F = ；B ∥I 时，F = ；（2）安培力的方向：用定则，即伸开左手,使______________________：让____________________使四指指向_______________的方向，这时___________的方向就是导线所受安培力的方向。

【典型例题】一、磁场磁感线磁感应强度1．下列关于磁场的说法中，正确的是 ( )A.只有磁铁周围才存在磁场B.磁场是假想的，不是客观存在的C.磁场中有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生D ．磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用2．关于磁感线的一些说法, 不正确的是 ( )A. 磁感线上各点的切线方向, 就是该点的磁场方向B. 磁场中两条磁感线一定不相交C. 磁感线分布较密的地方, 磁感应强度较强D. 通电螺线管的磁感线从北极出来, 终止于南极, 是一条不闭合的曲线3．关于磁感应强度的定义式ILF B =的理解，正确的是：（）A ．磁感应强度B 的大小与磁场力F 成正比，与电流强度I 和导线长度L 乘积成反比B ．磁感应强度B 的方向由安培力F 的方向决定C ．磁感应强度B 的方向与小磁针N 极的指向相同D ．处在磁场中且与磁场方向垂直的通电导线，在任何情况下所受磁场力F 与电流强度和导线长度的乘积IL 的比都是恒定的，且不为零二、地磁场4．地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是( )A ．①②④B ．②③④C ．①⑤D ．②③三、安培定则的应用5．下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是()四、磁现象的电本质6．如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是()A．两棒均显磁性B．两棒均不显磁性C．甲棒不显磁性，乙棒显磁性D．甲棒显磁性，乙棒不显磁性五、左手定则的应用7．如下图所示，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是()六、安培力作用下导线的运动---五种方法（微元法，特殊位置法，结论法，等效法，转移对象法）七、磁通量的理解8．关于磁通量的描述，下列说法正确的是()A．置于磁场中的一个平面，当平面垂直于磁场方向时，穿过平面的磁通量最大B．穿过平面的磁通量最大时，该处的磁感应强度一定最大C．如果穿过某一平面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零D．将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等八、通电导线在磁场中的平衡临界问题9. 相距为20 cm的平行金属导轨倾斜放置，如图所示，导轨所在平面与水平面的夹角为θ＝37°.现在导轨上放一质量为330 g的金属棒ab，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.50，整个装置处于磁感应强度B＝2 T的竖直向上的匀强磁场中，导轨所接电源电动势为15 V．内阻不计，滑动变阻器的阻值可按要求进行调节，其他部分电阻不计，g取10 m/s2.为保持金属棒ab处于静止状态(设最大静摩擦力F f与支持力F N满足F f＝μF N)。

高考物理一轮复习 7. 磁场、磁场对电流的作用精品资料

7. 磁场、磁场对电流的作用1、高考解读真题品析知识：安培力的大小与方向例1. （09年全国卷Ⅰ）17.如图，一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。

线段ab 、bc 和cd 的长度均为L ，且0135abc bcd ∠=∠=。

流经导线的电流为 I ，方向如图中箭头所示。

导线段abcd 所受到的磁场的作用力的合力A. 方向沿纸面向上，大小为1)ILBB. 方向沿纸面向上，大小为1)ILBC. 方向沿纸面向下，大小为1)ILBD. 方向沿纸面向下，大小为1)ILB解析：该导线可以用a 和d 之间的直导线长为L )12(+来等效代替,根据BIl F =,可知大小为BIL )12(+,方向根据左手定则.A 正确。

答案：A点评：熟练掌握安培力公式中各个物理量的含义，此题中BIL F =安，L 就利用了等效长度。

热点关注知识：通电导体在安培力作用下的转动和平动例2. 如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I 时，导线的运动情况是（从上往下看）( )A ．顺时针方向转动，同时下降B ．顺时针方向转动，同时上升C ．逆时针方向转动，同时下降D ．逆时针方向转动，同时上升答案：A点评：1.电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元。

进而判断受力、运动2、等效法：环行电流或通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可以等效成环行电流或通电螺线管3、推论法（1）两电流相互平行时无转动趋势，有靠近或远离的趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；（2）两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势，然后相互靠近。

2、知识网络考点1. 磁场的基本概念1. 磁体的周围存在磁场。

2. 电流的周围也存在磁场3. 变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。

4. 磁场和电场一样，也是一种特殊物质5. 磁场不仅对磁极产生力的作用，对电流也产生力的作用．6. 磁场的方向——在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．7. 磁现象的电本质:磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．考点2. 磁场的基本性质磁场对放入其中的磁极或电流有磁场力的作用．（对磁极一定有力的作用;对电流只是可能有力的作用,当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。

2019届高三物理二轮复习磁场对电流的作用题型归纳

2019届高三物理二轮复习磁场对电流的作用题型归纳类型一、对磁感应强度的理解例1、如图所示，在正方形的四个顶点处垂直纸面放置四根长直通电导线，电流大小相等，各处电流方向如图，它们在三角形中心O点的磁感应强度大小均为B，求O处磁感应强度。

【思路点拨】直线电流的磁场与电流大小有关，与距离有关。

方向用安培定则（即右手螺旋定则）确定。

磁感应强度是矢量，仍然用平行四边形定则进行合成和分解。

【答案】，方向水平向左。

【解析】因四根长直通电导线的电流在O点产生的磁场大小均为B，根据安培定则，各电流在O处产生的B的方向应垂直于各点和O的连线，再根据平行四边形定则和几何关系知，a、c电流在O处的磁感应强度均为B，方向都指向d，它们的矢量和大小为2B；b、d在O处的磁感应强度均为B，方向都指向a，它们的矢量和大小也为2B，这两个磁感应强度相互垂直，由勾股定理知，四个电流在O点的磁感应强度的矢量和为，方向水平向左。

【总结升华】磁感应强度是矢量，要用矢量合成的平行四边形定则。

各电流在O处产生的B 的方向应垂直于各点和O的连线。

举一反三【变式】如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。

a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。

关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（）A. O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同【答案】C【解析】由安培定则可知，两导线在O点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，选项A错；由安培定则，两导线在a、b两处产生磁场方向均竖直向下，由于对称性，电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b处产生磁场的磁感应强度，同时电流M在b处产生磁场的磁感应强度等于电流N在a处产生磁场的磁感应强度，所以a、b两处磁感应强度大小相等方向相同，选项B错；根据安培定则，两导线在c、d处产生磁场垂直c、d两点与导线连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度相等，由平行四边形定则可知，c、d两点处的磁感应强度大小相同，方向相同，选项C正确。

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