文档内容
第 49 讲 磁场及其对电流的作用
目录
复习目标
网络构建
考点一 安培定则和磁场的叠加
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 安培定则
知识点2 磁场叠加问题的分析思路
【提升·必考题型归纳】
考向1 安培定则的应用
考向2 磁场叠加问题
考点二 安培力的大小方向
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 安培力的大小
知识点2 安培力的方向
【提升·必考题型归纳】
考向1 安培力的大小计算
考向2 安培力的方向判断
考点三 安培力作用下导体的平衡、加速问题
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点 通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路
【提升·必考题型归纳】
考向1 通电导线在磁场中的平衡问题
考向2 通电导线在磁场中的加速问题
真题感悟
1、理解和掌握安培定则以及安培力大小和方向的计算与判断。
2、能够应用力学知识分析安培力作用下导线的平衡和加速问题。考点要求 考题统计 考情分析
高考对磁场及其对电流的作用的考查
2023年天津卷第11题
（1）安培定则和安培力 较为频繁，有选择题也有计算题的考
2023年江苏卷第2题
查形式，题目较为基础，这部分内容
（2）安培力作用下的力电综合
2022年江苏卷第3题
容易和电磁感应现象相结合。
1.安培定则
安培定则和磁场的叠加
2.磁场叠加问题的分析思路
1.安培力的大小
磁场及其对电流的 安培力的大小方向
作用
2.安培力的方向
安培力作用下导体的平衡、
平衡和加速问题的分析思路
加速问题
考点一 安培定则和磁场的叠加
知识点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
无磁极、非匀强，且距导 与条形磁铁的磁场相似，管内 环形电流的两 侧是 N 极和 S
特点
线越远处磁场越弱 为匀强磁场且磁场最强，管外 极，且离圆环中心越远，磁场为非匀强磁场 越弱
安培
定则
立体图
截面图
知识点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 、B 。
M 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。
考向1 安培定则的应用
1．给如图所示直导线ab通电后，发现正下方小磁针的N极向纸内转动。下列说法正确的是（ ）
A．导线下方产生了水平向右的磁场 B．导线下方产生了垂直纸面向外的磁场
C．导线中的电流方向从a到b D．导线中的电流方向从b到a
2．电视机显像管的偏转线圈示意图如图所示，某时刻电流方向如图所示，则环心 处的磁场方向
（ ）A．向上 B．垂直纸面向里 C．向下 D．垂直纸面向外
考向2 磁场叠加问题
3．如图所示，纸面内有两条互相平行的长直绝缘导线 和 ， 中的电流方向向左， 中的电流方向向
右， 和 中电流大小相等；a、b两点相对于 对称，且a点到 、 的距离相等．整个系统处于匀强
外磁场中，外磁场方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度的方向也垂直于纸面向外，a点的磁
感应强度大小是b点的2倍．流经 的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小分别为 和 ，则外磁场
的磁感应强度的大小为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，互相绝缘的通电长直导线 沿正方体的EH边和GH边放置，导线M中电流大小为I，
导线N中电流大小为 ，电流方向如图中箭头所示。已知通电长直导线在某点产生的磁场的磁感应强度的
大小与该导线中电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比，可以简写为 。若导线M中的电流
在坐标原点O产生的磁场的磁感应强度大小为B，则A点的磁感应强度大小为（ ）
A．B B． C． D．
考点二 安培力的大小方向知识点1 安培力的大小
1.安培力公式：F＝ILBsin 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。
知识点2 安培力的方向
1.安培力方向的判断
(1)判断方法：左手定则。
(2)方向特点：既垂直于B，也垂直于I，所以安培力一定垂直于B与I决定的平面。
2.合安培力的两种分析思路
思路一：先分析通电导线所在处的合磁场的大小和方向，由左手定则判断安培力的方向，由 F ＝IB lsin
合 合
θ，求合安培力的大小。
思路二：根据同向电流相互排斥，异向电流相互吸引，结合力的平行四边形定则，分析合安培力的大小和
方向或某个安培力的大小和方向。
考向1 安培力的大小计算
1．如图，用材料相同、粗细均匀的电阻丝折成正方形金属框架ABCD，边长为L，每边电阻为r，框架与
一电动势为E，内阻也为r的电源相接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则电键闭合电路
稳定后，框架受到安培力大小为（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，一根粗细均匀的金属丝弯折成一直角三角形闭合线框，其中 ，将其放入匀强磁场中，磁场方向垂直三角形所在平面向里，若在 间加一电压 ，则折线 边和 边受到的安培力大
小之比为（ ）（ ）
A． B． C． D．
考向2 安培力的方向判断
3．如图所示，由6根长度均为L的相同的金属棒组成的正四面体线框ACDE放在匀强磁场中，磁场方向垂
直CDE面向上，磁感应强度大小为B，将C、D两点接入电路，从C点通入大小为I的恒定电流，正四面
体保持不动，则下列判断正确的是（ ）
A．CD边受到的安培力大小为
B．整个线框受到的安培力的方向指向正四面体中心
C．DE、CE两条边受到的安培力相同
D．AE、AC、AD三条边受到的安培力大小相同
4．法拉第电动机原理如图所示。条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心， 极向上。一根金属杆斜插在水
银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连。电源负极与金属杆上端相连，与电源正极连接的
导线插入水银中。从上往下看，金属杆（ ）
A．在金属杆和导线所在平面内绕铰链向上摆动
B．在金属杆和导线所在平面内绕铰链向下摆动
C．绕铰链和磁铁连线顺时针转动D．绕铰链和磁铁连线逆时针转动
考点三 安培力作用下导体的平衡、加速问题
知识点 通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路
(1)选定研究对象。
(2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意
F ⊥B、F ⊥I；如图所示。
安 安
(3)列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解。
考向1 通电导线在磁场中的平衡问题
1．如图所示，一通电导体棒ab静止在倾角为 的粗糙斜面上，流过导体棒的电流如图所示，导体棒所在
空间加一方向与导体棒垂直的匀强磁场，当匀强磁场方向与图中箭头方向（与斜面垂直向上）的夹角为
时，无论所加磁场多强，均不能使导体棒发生移动。已知导体棒与斜面间的动摩擦因数为 ，最大静摩擦
力等于滑动摩擦力，下列关系式中正确的是（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，一表面粗糙的半圆柱体固定在水平面上，柱体表面动摩擦因数为μ，其外表面放有一通电直
导体棒，电流方向垂直于纸面向里，导体棒长度为L、质量为m，空间中加有沿柱体半径向外的辐向磁场，
圆柱体表面磁场大小为B且处处相等，在导体棒中通变化的电流，使导体棒沿粗糙的圆柱体从底端缓慢向
上滑动，在到达顶端前的过程中，导体棒（ ）A．所受的摩擦力一直减小
B．所受的安培力一直减小
C．所受重力与支持力的合力大小不变
D．所受重力和安培力的合力与安培力的夹角始终不变
考向2 通电导线在磁场中的加速问题
3．电磁炮是将电磁能转变成动能的装置。我国电磁炮曾在936坦克登陆舰上进行了海上测试，据称测试中
弹丸以 的出口速度，击中了 外的目标。如图是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水
平平行金属导轨 、 的间距 ，电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小
。装有弹体的导体棒 垂直放在导轨 、 上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒
（含弹体）的质量 ，在导轨 、 间部分的电阻 ，可控电源的内阻 。在某次模
拟发射时，可控电源为导体棒 提供的电流恒为 ，不计空气阻力，导体棒 由静止加速到
后发射弹体。则（ ）
A．其他条件不变，若弹体质量变为原来的2倍，射出速度将变为原来的
B．其他条件不变，若水平金属导轨的长度变为原来的2倍，加速时间将变为原来的 倍
C．其他条件不变，若磁感应强度大小 变为原来的2倍，射出速度将变为原来的2倍
D．该过程系统产生的焦耳热为
4．如图所示，两长度均为 的通电长直导线 、 锁定在倾角为 的光滑斜面上，质量分别为 、 ，
两导线中通入的电流大小相等，均为 ，重力加速度大小为 ，现在导线 的中点施加一沿斜面向上的拉
力 与此同时对两导线解除锁定，两导线间距离不变并沿斜面向上做匀加速直线运动。下列说法正确的是
（ ）A．两导线中电流的方向可能相反
B．两导线间的安培力大小为
C．若 ，撤去 瞬间，导线 、 的加速度大小之比为
D．去掉 ，导线 仅在外加匀强磁场作用下静止在斜面上，所加磁场的磁感应强度大小满足
（2023年高考江苏卷真题）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B．L形导线通以恒定电流I，放置在磁场
中．已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行．该导线受到的安培力为（ ）
A．0 B．BIl C．2BIl D．
