磁场及其对电流的作用

2.匀强磁场中安培力的大小 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__，这 是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况： （1）当磁场与电流_垂__直__时，安培力最大，Fmax＝Il B。 （2）当磁场与电流_平__行__时，安培力等于零。
【思考辨析】 （1）磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流 元的情况有关。 ( ) （2）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。 ( ) （3）垂直磁场放置的线圈面积减小时，穿过线圈的磁通量一 定减小。 ( )
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
【解题探究】（1）根据安培定则对导线M和N产生的磁感线方 向进行判断： ①导线M：_顺__时__针__； ②导线N：_逆__时__针__。 （2）磁感应强度的大小与导线的位置有怎样的关系？ 提示：离导线越近，磁感应强度越强。 （3）磁场的合成遵从_平__行__四__边__形__定__则__。
【典例透析1】 (2012·大纲版全国卷)如图，两根相互平行的 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( )
（4）磁感线是真实存在的。 ( ) （5）磁感线越密，磁场越强。 ( ) （6）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。 ( ) （7）安培力一定不做功。 ( )
分析:（1）磁场中某点磁感应强度的大小跟放在该点的试探电 流元无关，只由磁场本身决定，故（1）错。（2）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 向垂直，故（2）错。（3）套在条形磁铁上的线圈面积减小时， 穿过它的磁通量反而增大，故（3）错。（4）磁感线是为了更 加形象地描述磁场而提出的假想曲线，故（4）错。 （5）用磁感线描述磁场时，磁感线越密，磁场越强；磁感线 越疏，磁场越弱，故（5）对。（6）若通电导线在磁场中与磁 感线平行，则不受安培力作用，故（6）错。（7）安培力可以 做正功、负功或不做功，故（7）错。
【解题探究】（1）本题中金属棒处于_平__衡__状态。 （2）试画出金属棒MN的受力分析图。 提示:
第八章 磁场及其对电流和运动电荷的 作用
第1讲 磁场及其对电流的作用
知识点 1 磁场、磁感应强度 Ⅰ 1.磁场 磁体与磁体之间、磁体与__通_电__导__体__之间，以及通电导体与通 电导体之间的相互作用是通过_磁__场__发生的。
强弱 方向
F IL
N极
知识点 2 磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 Ⅰ 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。
【互动探究】（1）在MN的两侧延长线上分别有e、f两点，且 eM=Nf，则e、f两点的磁感应强度大小、方向关系如何？ （2）在典例透析1导线M、N中如果为等大的同向电流，则O、a、 b、c、d五个点中，磁感应强度为零的点有哪些？
【解析】（1）根据安培定则、平行四边形定则以及对称关系， e、f两点的磁感应强度大小相等，方向垂直于MN连线竖直向 上。 （2）根据安培定则、平行四边形定则可判断只有O点的磁感 应强度为零。 答案：（1）大小相等，方向与MN连线垂直向上 （2）O点
2.几种常见的磁场 （1）常见磁体的磁场
（2）常见电流的磁场
通电直导线
安 培 定 则
通电螺线管
环形电流
通电直导线
通电螺线管
环形电流
立 体 图
通电直导线
通电螺线管
环形电流
横 截 面 图
知识点 3 安培力、安培力的方向 Ⅰ 匀强磁场中的安培力 Ⅱ
1.安培力的方向 （1）左手定则：伸出左手，让拇指与其余四指_垂__直__，并且都 在同一个平面内。让磁感线从掌心进入，并使四指指向_电__流__ 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）两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相_吸__引__， 异向电流互相_排__斥__。
【考点解读】解决安培力作用下导体平衡问题的一般思路
【典例透析2】 (2012·天津高考)如图所示,金属棒MN两端由
等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通
以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。如果
仅改变下列某一个条件,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ角的相应变化情况是
()
A.棒中的电流变大,θ角变大 B.两悬线等长变短,θ角变小 C.金属棒质量变大,θ角变大 D.磁感应强度变大,θ角变小
【解析】选C。根据安培定则，导线M、N中电流在O点处产 生的磁感应强度方向相同，都垂直MN连线向下，O点处的磁 感应强度不为零，选项A错误；由对称关系可知，a、b两点处 的磁感应强度大小相等，磁感应强度方向都垂直MN连线向下， 方向相同，选项B错误；c、d两点处的磁感应强度方向都垂直 MN连线向下，方向相同，大小相等，选项C正确、D错误。
【总结提升】磁场的叠加和安培定则应用的“三大注意” （1）根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向。 （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。
考点 2 安培力作用下导体的平衡问题（三年2考） 解题技巧
考点 1 安培定则的应用和磁场的叠加（三年3考） 深化理解
【考点解读】 （1）安培定则的应用：在运用安培定则判定直线电流和环形 电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”。
原因（电流方向） 结果（磁场方向）
直线电流的磁场
大拇指
四指
环形电流及通电 螺线管的磁场
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。