专题九 第1讲 磁场 磁场对电流的作用

则可知在磁针所处的磁场方向沿OO′轴向左，由于磁针N 极指
向为磁场方向，所以应选C. 答案：C
6．如图 9－1－2 所示，a、b、c 三枚小磁针分别放在通电螺 线管的正上方、管内和右侧．当这些小磁针静止时，小磁针 N 极 的指向是( ) A．a、b、c 均向左 B．a、b、c 均向右
C．a 向左，b 向右，c 向右
磁场力 F 的方向相同
解析：根据磁感应强度的定义，A 正确；通电导线(电流 I )
与磁场平行时，磁场力为零，B 错误；C 中结论成立的前提是
通电导线(电流 I )必须与磁场垂直，C 错误；B 与F 方向一定垂 直，D 错误． 答案：A
3．(双选)关于磁感线，下列说法中正确的是(
)
A．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 B．磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看不见的曲线
(2)特点：不仅与B、I、L有关，还与夹角θ有关；L是有效 长度，不一定是导线的实际长度．弯曲导线的有效长度 L 等于 两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度
L＝0.
(3)安培力的方向：安培力的方向既与磁场方向垂直，又与
电流的方向垂直，即 F 总是垂直于 B 和 I 所在的平面，可以用 左手定则来判定．
N 闭合 (3)磁感线是永不相交的_____曲线：在磁体外部，从___极
S N 指向___极；在磁体内部，由___极指向___极． S (4)注意：熟记条形磁体、蹄形磁体、直线电流、环形电流、 通电螺线管的磁感线分布状况．
4．磁通量 (1)定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积
为S且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积 S 的乘积，
(4)推论分析法：两电流相互平行时无转动趋势，方向相同
相互吸引，方向相反相互排斥；两电流不平行时有转动趋势．
题组1
对应考点1
)
1．下列关于磁场的说法中，正确的是( A．只有磁体周围才存在磁场 B．磁场是假想的，不是客观存在的
C．磁场的方向就是小磁针静止时南极所指的方向 D．磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过 磁场发生相互作用的
C．两条磁感线的空隙处不存在磁场，不同磁场所形成的
磁感线可以相交
D．匀强磁场的磁感线是同向的、平行等间距的直线
解析：磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，
所以 A 正确；磁感线是形象描绘磁场的假想曲线，可以用实验
来模拟，但是不存在的，B 错误；用磁感线的疏密反映磁场的
强弱，但不等于空隙处不存在磁场，磁场是充满某个区域的， 不同磁源产生的磁场在某一区域叠加合成，磁感线描绘的是叠 加后的合磁场，某处的磁感应强度是唯一的，磁感线是不相交 的，C 错误；匀强磁场的强弱和方向都处处相同，磁感线是方 向相同的平行等间距的直线，D 正确． 答案：AD
3．右手螺旋定则与左手定则的比较 定则 作用 具体 情况 右手螺旋定则 判断电流的磁场方向 左手定则 判断电流在磁场 中的受力方向 电流在磁场中
环形电流或通 直线电流 电螺线管 四个手指弯曲 具体 大拇指指向电流 的方向指向电 内 操作 的方向 容 流的环绕方向 四个手指弯曲的 大拇指指向轴 结果 方向表示磁感线 线上的磁感线 的方向 方向
叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通． (2)意义：穿过某一面积的磁感线条数的多少． (3)定义式：Φ＝BScosθ，式中 Scosθ为面积 S 在垂直于磁场
方向的平面(中性面)上投影的大小，θ是S所在平面的法线方向
与磁场方向的夹角．
(4)磁通量是标量，但是有正负，其正负表示与规定的正方 向(如平面法线的方向)是相同还是相反．若磁感线沿相反方向 穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1，反向磁感线条数为Φ2， 则总磁通量Φ＝Φ1－Φ2. (5)单位：韦伯，符号是 Wb.1 Wb＝1 T· 2. m 相等 相同 5．匀强磁场：磁感应强度大小处处____、方向处处____ 的磁场称为匀强磁场．距离很近的两个异名磁极之间的磁场、
答案：C
热点1
安培定则和左手定则
【例1】(2010 年上海卷)如图 9－1－4，水平桌面上放置一 根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线， 并与磁铁垂直．当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以 判断出( ) A．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面 的压力减小 B．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面 的压力减小 C．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面 的压力增大 D．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面 图 9－1－4 的压力增大
解析：根据左手定则，A 正确．
答案：A
题组3
对应考点3
8．如图 9－1－3 所示，把轻质线圈用细线挂在磁铁 N 极 附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面，当线 圈内通过图示方向的电流时，线圈运动的情况是( A．线圈向磁铁靠拢 B．线圈远离磁铁 C．线圈不动 D．无法确定 图 9－1－3
D．a 向右，b 向左，c 向右 图 9－1－2
解析：首先搞清电流的方向，再根据安培定则判断．螺线管
右侧相当于N 极，左侧相当于S 极，在外部磁感线由N 极指向S
极，在内部磁感线由S 极指向N 极，所以小磁针的N 极 a 向左，
b 向右，c 向右，故选C.
答案：C
7．如下列图所示，匀强磁场对电流 I 的作用力 F 的相互关 系(方向关系)，正确的是( )
(4)磁感应强度是矢量，可描述磁场的强弱和方向．
(5)单位：特斯拉，简称特，国际符号是T,1 T＝1
N . A· m
3．磁感线 (1)磁感线是在磁场中画出的一些有方向的曲线． (2)磁感线的分布可以形象地表示出磁场的强弱和方向，磁 强弱 切线 感线的疏密表示磁场的_____，磁感线上某点的_____方向就是 该点的磁场方向．
思路点拨：先对导线进行受力分析，利用左手定则判断出
导线受到磁铁的磁场力，然后根据力是相互作用的，得出磁铁
受到导线的磁场力方向． 解析：由于磁铁的磁场对通电导线的作用，由左手定则可 判断直导线所受安培力方向向下，使弹簧的拉力增大，由于相 互作用，磁铁受到向上的作用，条形磁铁对桌面的压力减小， A 正确． 答案：A
通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外)以及平行板电容器间的 磁场，都可以认为是匀强磁场．
考点2
电流的磁效应
磁场对电流的作用
1．电流磁效应：奥斯特发现了电流的磁效应，即电流周围
存在磁场，可用安培定则(即右手螺旋定则)判断电流的磁场方
向．
2．磁场对电流的作用
(1)安培力的大小：当I⊥B时(θ＝90°)，Fmax＝BIL；当I∥B 时(θ＝0°)，Fmin＝0；当通电导线方向与磁场方向成θ角时，F安 ＝BILsinθ.
)
图 9－1－5
解析：由条形磁体磁场分布可得出导线受力方向为斜向右
下，可知磁体受斜向左上的力．
答案：BC
热点2
安培力的应用
【例2】(双选，2011年上海卷)如图 9－1－6，质量为 m、长 为 L 的直导线用两绝缘细线悬挂于 O、O′，并处于匀强磁场中． 当导线中通以沿 x 正方向的电流 I，且导线保持静止时，悬线与竖 直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为( )
对应考点2
)
5．如图 9－1－1 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平衡的位置是(
A．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
图 9－1－1
解析：带负电的金属环旋转，可形成环形电流，而产生磁场， 负电荷匀速旋转，会产生与旋转方向相反的环形电流，由右手定
解析：磁体和电流周围都能够产生磁场，A 错误；磁场的 本质是运动电荷产生的客观物质，B 错误；磁场的方向就是小 磁针静止时北极所指的方向，C 错；在磁体或电流周围首先产 生磁场，其次放入磁场中的磁体或电流将通过磁场与之发生相 互作用，所以D 正确． 答案：D
2．关于磁感应强度，下列说法正确的是(
直导线，关于在磁感应强度为 B 的匀强磁场中所受安培力 F 的 情况，正确的是( )
A．如果 B＝2 T，F 一定是 1 N
B．如果 F＝0，B 也一定为零 C．如果 B＝4 T，F 有可能是 1 N
D．如果 F 有最大值时，通电导线一定与 B 平行
解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大， 当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任 意其他角度放置时，0 < F < BIL，A、D 两项不正确，C 项正确； 磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F 无关，B 不正确．
1．(双选，2011 年黄冈中学期中)如图 9－1－5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 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 N2 ，则以下说法正确的是(
A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变短 C．N1＞N2 D．N1＜N2
(4)磁现象的电本质：磁体的磁场和电流的磁场都是由电荷
的运动产生的． 2．磁感应强度 (1)定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安 培力 F安跟电流 I 和导线长度 L 的乘积的比值叫磁感应强度． F安 B＝ IL (2)定义式：________. (3)方向：就是磁场的方向，即小磁针静止时北极所指的方 切线 向，也是过该点的磁感线的______方向．
考点1 磁场的基本概念 1．磁场 (1)定义：存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特 殊形态的物质． 磁体 通电导线 运动电荷 (2)基本特性：磁场对处于其中的____、________和_______ 有磁场力的作用． 北 (3)方向：在磁场中任一点，小磁针____极受力的方向，即 北 小磁针静止时_____极所指的方向，就是该点的磁场方向．
)
A．一小段通电导线放在磁感应强度为零的位置，它所受 到的磁场力一定为零 B．通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一 定为零