2020年高中物理讲义(第10章)-磁场(附详解)

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内容要求要点解读

磁场、磁感应强度、磁感线Ⅰ

新课标卷高考近几年未直接考查，而是结合安培力、洛伦兹力、电磁感应等内容间接考查。高考要求知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用。

通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ

常考点，多以选择题考查安培定则的应用，要求考生会分项多条通电导线周围磁场的叠加。

安培力、安培力的方向Ⅰ常考点，往往结合平衡条件、牛顿运动定律和电磁感应问题综合考查。

匀强磁场中的安培力Ⅱ常考点，选择题或计算题均有可能，特别是安培力作用下的平衡或运动问题，并且常结合电磁感应问题综合考查。

洛伦兹力、洛伦兹力的方向Ⅰ

热点。要求考生会用左手定则判断洛伦兹力的方向，知道安培力是洛伦兹力的宏观表现。

洛伦兹力公式Ⅱ高频点或热点。要求考查能熟练运用洛伦兹力公式，常结合带电粒子在磁场中的运动综合考查。

带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ

热点也是难点。考查形式有选择题，也有压轴计算题，多涉及有界磁场，还会考查电、磁复合场，对考生各种能力要求较高。复习时要注意多研究一些以最新科技成果为背景的题目，注意将实际问题模型化能力的培养。

质谱仪和回旋加速器Ⅰ熟悉其工作原理，多注意其他类似元件的工作原理，例如速度选择题、电磁流量计、磁流体发电机、霍尔元件等。

带电粒子在组合场、叠加场中的运动

Ⅱ

重力场、电场、磁场的组合或叠加，这部分内容涵盖了力、电、磁的核心内容，是高考的重点和难点，综合度高，难度大。

10 磁场

§10-1 磁场性质

一、磁场

1．力的角度——磁感应强度：把一段检验电流放在磁场中时，用它受到的最大安培力

与其电流强度和长度的乘积之比来描述该点的磁感应强度大小，即

F

B

IL 。

2．“形”的角度——磁感线：磁感线的疏密反映磁场的强弱（磁感应强度的大小），切线方向是磁场方向。

3．磁场的叠加：由于磁感应强度是矢量，故磁场叠加时合磁场的磁感应强度可以由平行四边形定则计算。

二、安培定则和左手定则

使用手使用范围

安培定则右手环形电流→磁场、直线电流→环形磁场

左手定则左手电（流）+磁→（安培）力

判断通电导线在磁场中的运动方向：

1．把弯曲导线分成很多直线电流元，先用左手定则判断各电流元受力方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线的运动方向。

2．环形通电导线等效为小磁针，根据小磁针受到的磁力方向判断导线的受力和运动方向。

3．两平行直线电流间，同向电流互相吸引，反向电流相互排斥。

三、安培力

1．公式：F A=BIL sin θ，安培力的大小取决于磁感应强度B、电流强度I、导体长度L及直导体与磁场方向间的夹角θ，该公式一般只适用于匀强磁场。

2．涉及安培力的力学综合问题，一般采取以下步骤解题：

（1）选择适当的视角，将电流方向或磁场方向用“●”或“×”表示，使立体图转化为平面图；

（2）进行受力分析，特别要根据磁场特定分析好安培力；

（3）根据平衡条件、牛顿第二定律或功能关系列方程解答。

磁场叠加问题的一般解题思路：

（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．如图所示为M、N在c点产生的磁

场．

（3）应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场．

如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，二者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直

于纸面向里，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．2B0B．

23

B C．

3

B D．B0

1．三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的

电流。它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c

处，如图所示。已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应

强度与该导线的距离成反比，通电导线b在a处产生的磁场磁

感应强度大小为B，则d处的磁感应强度大小为（）

A．2B B．32B C．3B D．32B 1

磁场合成

2．如图所示，A 、B 、C 是正三角形的三个顶点，O 是AB 的中点，两根互相平行的通电长

直导线垂直纸面固定在A 、B 两处，导线中通入的电流大小相等、方向相反。已知通电长直导线产生磁场的磁感应强度kI B r ，

I

为通电长直导线的电流大小，r 为距通电长直导线的垂直距离，k 为常量，O 点处的磁感应强度大小为B 0，则

C 点处的磁感应强度大小为（ ）

A ．

02B B ．022B C ．04B D ．03B

下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是( )

如图所示，

ab 、cd 是两根在同一竖直平面内的直导线，在两导线中

央悬挂一个小磁针，静止时在同一竖直平面内。当两导线中通以大

小相等的电流时，小磁针N 极向纸面内转动，则两导线中的电流方向（ ）

A ．一定都是向上

B ．一定都是向下

C ．ab 中电流向上，cd 中电流向下

D ．ab 中电流向下，cd 中电流向上

2 右手定则

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（左手定则判断）

如图所示，伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同

一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向；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。

把如图所示，三根通电长直导线a、b、c平行水平放置，其横截面恰好位于等边三角形的三个顶点，导线a、b固定在同一竖直面内，导线

a中的电流方向垂直纸面向里，导线b中的电流方向垂

直纸面向外，已知导线a、b中的电流在导线c处产生的

磁场的磁感应强度大小均为

B；导线c中的电流方向垂

直纸面向里，电流大小为I，长度为L，质量为m，在粗

糙水平面上处于静止状态，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A．导线c所受安培力的大小为

3B IL

B．导线c受到的静摩擦力方向向右

C．导线c对水平面的压力大小为

mg B IL

D．若仅将导线b中的电流反向，则导线c所受安培力的大小为

B IL

1．在赤道上方沿东西水平放置一根直导线并通以自东向西方向的电流，那么该处地磁场的方向及该导线所受地磁场作用力的方向为（）

3

安培定则