文档内容
2021·全国甲卷·T16 2021·福建卷·T6 2020·浙江7月选考·T9
磁场的叠加
2018·全国卷Ⅱ·T20
2022·全国甲卷·T25 2022·湖南卷·T3 2022·湖北卷·T11
安培力 2022·浙江1月选考·T3 2022·江苏卷·T3 2021·广东卷·T5
2021·浙江6月选考·T15
2022·浙江6月选考·T22 2022·广东卷·T7 2022·辽宁卷·T8
带电粒子在磁
2021·全国乙卷·T16 2021·北京卷·T12 2021·湖北卷·T9
考情 场中运动
2020·全国卷Ⅱ·T24 2020·天津卷·T7 2019·全国卷Ⅲ·T18
分析
2022·山东卷·T17 2022·湖北卷·T8 2021·全国甲卷·T25
2021·山东卷·T17 2021·河北卷·T5 2021·河北卷·T14
带电粒子在组
2021·江苏卷·T15 2021·湖南卷·T13 2021·辽宁卷·T15
合场中运动
2021·北京卷·T18 2021·浙江6月选考·T22 2021·广东卷·T14
2020·全国卷Ⅱ·T17 2020·江苏卷·T16 2020·山东卷·T17
带电粒子在叠 2022·全国甲卷·T18 2022·广东卷·T8 2022·浙江1月选考·T22
加场中运动 2022·重庆卷·T5
生活和科技、地磁场、电磁炮、回旋加速器、质谱仪、速度选
生活实践类
试题 择器、磁流体发电机、霍尔元件等
情境 通电导线在安培力作用下的平衡与加速问题，带电粒子在磁
学习探究类
场、组合场、叠加场及立体空间中的运动
第 1 讲 磁场及其对电流的作用
目标要求 1.了解磁场，掌握磁感应强度的概念，会用磁感线描述磁场.2.会判断通电直导
线和通电线圈周围的磁场方向.3.会判断安培力的方向，会计算安培力的大小，了解安培力在
生产、生活中的应用．考点一 安培定则 磁场的叠加
1．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________的作用．
(2)磁感应强度
①物理意义：描述磁场的强弱和________．
②定义式：B＝(通电导线垂直于磁场)．
③方向：小磁针静止时N极所指的方向．
④单位：________，符号为T.
⑤矢量：合成时遵循________________________________________．
2．磁感线的特点
(1)磁感线上某点的________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________.
(3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从________指向________；在磁体
内部，由________指向________．
(4)同一磁场的磁感线不中断、不________、不相切．
(5)磁感线是假想的曲线，客观上并不存在．
3．几种常见的磁场
(1)条形磁体和蹄形磁体的磁场(如图所示)
(2)电流的磁场
直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场
安培定则
立体图纵截面图
(3)匀强磁场
磁场中各点的磁感应强度的大小________、方向________，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________附近，S极在地理________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______，且方向水平________．
③地磁场在南半球有竖直向上的分量，在北半球有竖直向下的分量．
1．磁场是客观存在的一种物质，磁感线也是真实存在的．( )
2．磁场中的一小段通电导线在该处受力为零，此处磁感应强度B不一定为零．( )
3．由定义式B＝可知，电流I越大，导线l越长，某点的磁感应强度B就越小．( )
4．北京地面附近的地磁场方向是水平向北的．( )
考向1 磁感应强度的理解
例1 有人根据B＝提出以下说法，其中正确的是( )
A．磁场中某点的磁感应强度B与通电导线在磁场中所受的磁场力F成正比
B．磁场中某点的磁感应强度B与Il的乘积成反比
C．磁场中某点的磁感应强度B不一定等于
D．通电直导线在某点所受磁场力为零，则该点磁感应强度B为零
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考向2 安培定则的应用和磁场的叠加
例2 如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开
关S闭合后，则小磁针北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是( )A．a B．b C．c D．d
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例3 如图，在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放
0
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的电流 I时，纸面内与两导
线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．下列说法正确的是( )
A．B 的方向平行于PQ向右
0
B．导线P的磁场在a点的磁感应强度大小为B
0
C．只把导线Q中电流的大小变为2I，a点的磁感应强度大小为B
0
D．只把导线P中的电流反向，a点的磁感应强度大小为B
0
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磁场叠加问题的解题思路
(1)确定磁场场源，如通电导线．
(2)定位空间中需要求解磁场的点，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B 、B .
M N
(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的B为合磁场．
考点二 安培力的分析与计算
1．安培力的大小F＝IlBsin θ(其中θ为B与I之间的夹角，如图所示)
(1)磁场和电流垂直时：F＝________.
(2)磁场和电流平行时：F＝________.
2．安培力的方向
左手定则判断：
(1)如图，伸开左手，使拇指与其余四个手指________，并且都与手掌在同一个平面内．
(2)让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向________的方向．
(3)________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
1．在磁场中同一位置，电流元的电流越大，所受安培力也一定越大．( )
2．安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直．( )
3．通电导线与磁场不垂直，有一定夹角时，左手定则就不适用了．( )
1．安培力的方向
安培力既垂直于B，也垂直于I，即垂直于B与I决定的平面．
2．安培力公式F＝BIl的应用条件
(1)I与B垂直．
(2)l是指有效长度．
弯曲通电导线的有效长度l等于连接导线两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连
线由始端流向末端，如图所示．
考向1 通电导线有效长度问题例4 (2023·山东济南市高三月考)如图所示，将一根同种材料、粗细均匀的导体围成半径
为R的闭合导体线圈，固定在垂直线圈平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．C、D两
点将线圈分为上、下两部分，且C、D两点间上方部分的线圈所对应的圆心角为 120°.现将
大小为I的恒定电流自C、D两点间通入，则线圈C、D两点间上、下两部分导线受到的总
安培力的大小为( )
A.BIR B.BIR
C．BIR D．0
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考向2 判断安培力作用下导体的运动情况
判断的五种方法
分割为电流元――――→安培力方向→整段导体所受合力方向→运动
电流元法
方向
特殊位置法 在特殊位置→安培力方向→运动方向
等效法
根据同极相斥、异极相吸判断作用力的方向进而判断运动方向
两平行直线电流在相互作用中，无转动趋势，同向电流互相吸
结论法 引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转
到平行且电流方向相同的趋势
先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，
转换研究对象法
确定磁体所受电流磁场的作用力
例5 (2022·江苏卷·3)如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，
电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向( )
A．平行于纸面向上
B．平行于纸面向下
C．左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里
D．左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外
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例6 如图所示，两个完全相同、互相垂直的导体圆环 Q、P(Q平行于纸面，P垂直于纸
面)中间用绝缘细线连接，通过另一绝缘细线悬挂在天花板下，当Q有垂直纸面往里看逆时
针方向的电流、同时P有从右往左看逆时针方向的电流时，关于两圆环的转动(从上向下看)
以及细线中拉力的变化，下列说法中正确的是( )
A．Q逆时针转动，P顺时针转动，Q、P间细线拉力变小
B．Q逆时针转动，P顺时针转动，Q、P间细线拉力变大
C．Q顺时针转动，P逆时针转动，Q、P间细线拉力变小
D．Q顺时针转动，P逆时针转动，Q、P间细线拉力变大
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考点三 安培力作用下的平衡和加速问题
解题思路：
(1)选定研究对象．
(2)受力分析时，变立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析
图，安培力的方向F ⊥B、F ⊥I.如图所示：
安 安
考向1 安培力作用下的平衡问题
例7 (2022·湖南卷·3)如图(a)，直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴
OO′上，其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度
大小相等且不随时间变化，其截面图如图(b)所示．导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直
方向的夹角为θ.下列说法正确的是( )A．当导线静止在图(a)右侧位置时，导线中电流方向由N指向M
B．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变
C．tan θ与电流I成正比
D．sin θ与电流I成正比
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考向2 安培力作用下的加速问题
例8 如图所示，宽为L＝0.5 m的光滑导轨与水平面成θ＝37°角，质量为m＝0.1 kg、长
也为L＝0.5 m的金属杆ab水平放置在导轨上，电源电动势E＝3 V，内阻r＝0.5 Ω，金属杆
电阻为R ＝1 Ω，导轨电阻不计．金属杆与导轨垂直且接触良好．空间存在着竖直向上的匀
1
强磁场(图中未画出)，当电阻箱的电阻调为R ＝0.9 Ω时，金属杆恰好能静止．取重力加速
2
度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.
(1)求磁感应强度B的大小；
(2)保持其他条件不变，当电阻箱的电阻调为R′＝0.5 Ω时，闭合开关S，同时由静止释放
2
金属杆，求此时金属杆的加速度．
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