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第1 讲 磁场及其对电流的作用
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、电流和运动电荷有力的作用。
(2)磁感应强度
①物理意义：表征磁场的强弱和方向。
②定义式：B ＝
( 通电导线垂直于磁场)。
B 的大小和方向由磁场本身决定，与该处放不放通电导线无关，在定义式中一定要强调
通电导线垂直于磁场。
③方向：小磁针静止时N 极的指向
。
④单位：特斯拉，符号为T。
(3)匀强磁场
①定义：如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫作匀强磁场。
②特点：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 极在地理南极附近，S 极在地理北极附近，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，磁感应强度大小相等，方向水平向北。
(5)磁场的叠加
磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进
行合成与分解。
2．磁感线和电流周围的磁场
(1)磁感线的特点
①磁感线上某点的切线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强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线
较疏的地方磁场较弱。
a．磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，由N 极
指向S 极
；在磁体内部，
由S 极
指向N 极
。
b．同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切。
c．磁感线是假想的曲线，实际并不存在。
(2)电流的磁场
项目
直线电流的磁场
通电螺线管的磁场
环形电流的磁场
特点
无磁极、非匀强，且距
导线越远处磁场越弱
与条形磁体的磁场相
似，管内为匀强磁场且
磁场最强，管外为非匀
强磁场
环形电流的两侧是N
极和S 极，且离圆环中
心越远，磁场越弱
安培定则
立体图
横截
面图
纵截
面图
3.安培力的大小和方向
(1)大小
若I∥B，F＝0；若I⊥B，F＝BIl。
(2)方向
可以用左手定则来判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一
个平面内，让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向电流的方向，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。安培力方向总垂直于B 、
I 所决定的平面，即一定垂
直于B 和I，但B 和I 不一定垂直。
(3)两平行通电导线间的作用
同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
考点一 安培定则和磁场的叠加
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的磁场时应分清“因”和“果”。
磁场
原因(电流方向)
结果(磁场方向)
直线电流的磁场
大拇指
四指
环形电流的磁场
四指
大拇指
2.磁场叠加的基本思路
(1)确定磁场的场源，是磁体产生的磁场还是电流产生的磁场。
(2)定位空间中需求解磁场的位置(点)，利用安培定则判定各个场源在该点产生的磁感应
强度的大小和方向。如图所示，BM、BN分别为电流M、N 在C 点产生的磁感应强度。
(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中C 点的合磁感应强度为B。
【典例1】（2026·福建福州·三模）如图为两形状完全相同的金属环A、B平行竖直的固定在
绝缘水平面上，且两圆环的圆心O1、O2的连线为一条水平线，其中M、N、P为该连线上
的三点，相邻两点间的距离满足M O1=O1 N = N O2=O2 P。当两金属环中通有从左向右看
逆时针方向大小相等的电流时，经测量可得M点的磁感应强度大小为B1，N点的磁感应强
度大小为B2。如果将右侧的金属环B的电流方向变为与原来相反（大小不变），则P点的磁
感应强度大小应为（ ）
A．B2−B1
B．B1−B2
2
C．B1+ B2
2
D．B1+ B2
【典例2】（2026·陕西商洛·模拟预测）四根相同长直导线处于边长为❑√2a的正方形四个顶
点上，O为正方形的中心，通入的电流方向如图所示，第1、2、3、4 根导线中电流的大小
分别为I 0、2 I 0、3 I 0、4 I 0。已知一根无限长直导线通入电流I时，与直导线距离为r处的磁
感应强度大小B =k I
r
，k为常量。则中心O处的磁感应强度大小为（ ）
A．5 ❑√2k I 0
a
B．5k I 0
a
C．5
2
❑√2k I 0
a
D．5
2 k I 0
a
考点二 安培力的大小和方向
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(如图所示)。
2．安培力公式F＝BIl 的应用条件
(1)B 与I 垂直。
(2)l 是有效长度。
①弯曲通电导线的有效长度l 等于连接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。
②对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为0，所以通电后在匀强磁场中受到的安培
力的矢量和为0。
【典例3】（2026·河南南阳·三模）赤道某处水平地面上空高1m处，有两条彼此绝缘的长直
导线1 和2 互相垂直分别沿东西和南北方向固定放置，两条导线交点正下方地面上O点的正
东方向2m处有一点P。已知该地区的地磁场水平分量为4×10
−5T，方向水平向北。导线1
中的电流方向由东向西，大小为100 A；导线2 中的电流方向由北向南，大小为50 ❑√5 A（无
限长直导线外距离导线r处的磁感应强度大小为B =k ⋅I
r
，其中k =2×10
−7T⋅m / A）。下
列说法正确的是（ ）
A．P点与O点磁感应强度方向相同
B．地磁场对导线1 的安培力方向竖直向上
C．O点磁感应强度大小为❑√41×10
−5T
D．P点磁感应强度大小为❑√5×10
−5T
【典例4】（2026·福建三明·二模）如图，矩形弹性线圈abcd 位于竖直放置的长直导线MN
附近，其四个端点a、b、c、d 固定，线圈与长直导线在同一竖直面内，线圈两边ab、cd 与
MN 平行。当通入如图所示的电流（长直导线中的电流远大于矩形线圈中的电流）时，则稳
定后矩形线圈的大致形状可能是（ ）
A．
B．
C．
D．
考点三 安培力作用下导体运动情况的判断
1．判断导体运动情况的基本思路
(1)弄清楚导体所在位置的磁感线分布情况。
(2)利用左手定则准确判定导体的受力情况。
(3)确定导体的运动方向或运动趋势的方向。
2．五种常用判定方法
电流元法
分割为电流元―――→安培力方向→整段导体所受合力方向→运动方
向
特殊位
置法
在特殊位置→安培力方向→运动方向
等效法
环形电流→小磁针，通电螺线管→条形磁体
结论法
同向平行电流互相吸引，异向平行电流互相排斥；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
转换研究
对象法
定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分
析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体
所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向
【典例5】 （2026·广东汕头·二模）（多选）某高压三相交流输电线路采用等边三角形排
列，三根输电线a、b、c 位于等边三角形顶点，O1为中心，O2与O1关于bc 边对称。某时刻
电流满足Ia＝2Ib＝2Ic，方向如图。已知无限长直导线产生的磁感应强度大小B = kI
r
（k 为常
数，r 为该点到导线的距离）。将矩形线圈平行于输电线截面放置在三角形区域内，下列说
法正确的是（ ）
A．O1的磁感应强度为零
B．O2的磁感应强度为零
C．矩形线圈中有感应电流
D．输电线b 所受安培力的方向垂直bc 边向下
【典例6】（2025·江苏南京·模拟预测）通有电流I 的直导线竖直放置，且可绕O 点向各个
方向转动，电流方向如图所示，O 为直导线的中心，下列说法正确的是（ ）
A．导线受磁场力的作用，绕O 点上端向里，下端向外转动
B．导线受磁场力的作用，绕O 点上端向外，下端向里转动
C．导线受磁场力的作用，绕O 点在纸面内逆时针方向转动
D．导线不受磁场力的作用，故不转动
考点四 安培力作用下的平衡和加速问题
1．选定研究对象。一般为某段导体棒(线框)。
2．受力分析时，变三维图为二维图，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 安⊥B、F 安⊥I，如图所示。
3．列平衡方程或利用牛顿第二定律进行求解。
考向1 安培力作用下的平衡问题
【典例7】 （2026·重庆·三模）质量均匀分布的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，
其截面如图所示。导体棒中通有电流强度大小为I 的电流，空间存在磁感应强度大小为B 的
匀强磁场，磁场的方向竖直向上。导体棒平衡时，导体棒与圆心的连线跟竖直方向的夹角为
θ(θ<45°)，轨道对导体棒的弹力大小为F N。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒中电流方向垂直于纸面向外
B．若仅将电流强度I 缓慢增大，则θ逐渐减小
C．若仅将磁感应强度B 缓慢增大，则FN逐渐增大
D．若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°，则θ逐渐减小
考向2 安培力作用下的加速问题
【典例8】 （2026·云南昆明·模拟预测）如图所示，倾角为θ =37°的平行导轨cdef 固定于
水平地面上，虚线cc'与ff '分别为cd、fe在水平地面上的投影，导轨宽为L=1m，上端连接
有电动势E =10 V的直流电源，R =9Ω的电阻和开关S。空间存在与cc'、ff '平行，磁感应
强度大小为B =0.2T的匀强磁场，闭合开关S后，将质量m=0.1kg，电阻r =1Ω的导体杆
ab垂直cd边轻放于导轨上，初始时刻由静止释放，导体杆ab与导轨间的滑动摩擦因数
μ=0.5，不计导轨电阻和电源内阻，导体杆与导轨接触良好，重力加速度g=10 m/s
2，
sin37° =0.6，cos37° =0.8。
(1)初始时刻ab杆受到的摩擦力大小及方向；
(2)电源反接后瞬间，ab杆的加速度大小。
1.
（2026·云南玉溪·模拟预测）如图所示，通有恒定电流的导体棒P通过两等长细线悬挂在竖
直墙面上等高的A、B 两点。另一长导体棒Q固定于AB 正下方且与AB 平行，其到AB 的距
离与细线长相等，导体棒Q与电源（内阻为5Ω）、滑动变阻器（最大阻值为15Ω）、开
关构成电路，闭合开关前滑片位于最左端，只考虑电源内阻和滑动变阻器接入电路的电阻。
已知通电直导线产生磁场的磁感应强度与通电导线的电流大小成正比、与到通电导线的距离
成反比。开关闭合后，导体棒P静止于图示位置，细线与竖直方向夹角θ=60°。现将滑动
变阻器的滑片向右缓慢滑至距变阻器左端2
3
处，此时导体棒P静止于某一位置，下列说法正
确的是（ ）
A．导体棒P、Q中的电流方向相同
B．此时，细线与竖直方向的夹角为90°
C．此过程中，细线拉力一直变小
D．此过程中，电源的输出功率先增大后减小
2.
（2026·安徽·模拟预测）三根长度均为L的金属棒和三根长度均为L的绝缘棒搭成如图所示的
正四面体形框架，其中AC、CD、DE三段为金属棒，底面ADE水平。正四面体框架固定
在磁感应强度大小为B、竖直向上的匀强磁场中，将A、E两端接入电路，通入大小为I的
电流，则正四面体框架受到的安培力大小为（ ）
A．BIL
B．
❑√3
3 BIL
C．
❑√3
2 BIL
D．❑√3 BIL
3.
（2026·北京海淀·三模）磁电式电流表依据的原理是通电线圈因受安培力而转动，其结构如
图1 所示。极靴和铁芯间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到什么位置，其平面都与磁感线
平行，如图2 所示。线圈左、右两边所在处的磁感应强度的大小都相等。当电流通过线圈时，
线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧发生形变，以反抗线圈的转动。电流越大，安培力就
越大，螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大，达到新的平衡。根据题中信息，
下面说法正确的是（ ）
A．若线圈中通以如图2 所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动
B．测恒定直流电时，线圈转动过程中受到的安培力的大小变大
C．若增加线圈的匝数，该电流表的量程会变大
D．在搬运电流表时，可以把电流表的正负接线柱短接，可以减少指针的晃动
4.
（2026·青海西宁·二模）（多选）如图所示是导轨式电磁炮的原理结构示意图。两根平行长
直金属导轨沿水平方向固定在一匀强磁场中，其间安放炮弹。炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且
始终与导轨保持良好接触，内阻为r可控电源提供的强大恒定电流。在发射过程中，磁场在
炮弹所在位置始终可以简化为磁感应强度为B的垂直平行轨道的匀强磁场。已知两导轨内侧
间距L，炮弹的质量m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行s后获得的发射速度为v。不
计空气阻力，不考虑电磁炮产生的感应电动势，下列说法正确的是（ ）
A．a为电源负极
B．电磁炮受到的安培力大小为F = m v
2
s
C．可控电源的电动势是E = mv (R+r)
2sBL
D．这一过程中系统消耗的总能量是1
2 m v
2+ m
2v
3(R+r)
2s B
2 L
2
5.
（2026·江西赣州·二模）如图所示，光滑绝缘半圆柱筒和长直导线a 固定在斜面上，长直导
线a 与半圆柱筒的轴线重合，一段长直导线b 紧靠半圆柱筒上端放在斜面上，a、b 通有方
向相同的恒定电流，现给b 施加水平方向向左的力F，使b 沿半圆柱筒外表面向上缓慢移动
直至O 点正上方，a、b 始终保持相互平行，则（ ）
A．力F 不断减小
B．b 受到的安培力的大小不断减小
C．b 受到的安培力不变
D．b 对半圆柱筒表面的压力大小不断增大
6.
（2026·广西·模拟预测）（多选）如图所示，在水平绝缘桌面上放置一个半径为R的金属圆
环，圆环粗细均匀、单位长度的电阻为r。圆环所在区域存在竖直向上的匀强磁场（未画
出），磁场的磁感应强度大小为B，环上P、Q两点通过鳄鱼夹连有轻质软导线，与金属圆
环接触良好，在导线两端加上恒定电压U。开始时P、Q两点连线过圆环的圆心，现顺时针
将Q点的鳄鱼夹在圆环上缓慢移动90°，则下列说法正确的是（ ）
A．移动过程中，流过软导线的电流不断增大
B．移动过程中，流过软导线的电流不断减小
C．移动90°后圆环受到的安培力为8UB
3πr
D．移动90°后圆环受到的安培力为8 ❑√2UB
3πr
7.
（2026·内蒙古呼伦贝尔·模拟预测）（多选）如图（a），两长直通电导线电流方向相同
（图中未标记），导线1 放置在粗糙水平桌面上，导线2 沿着以导线1 为圆心的竖直圆轨迹
转动。导线1 始终静止在桌面上，所受的摩擦力f 与导线2 转过的角度θ之间的关系如图
（b）所示，以水平向右为正方向，则（ ）
A．导线2 一定顺时针转动
B．导线1 所受的安培力大小随θ呈余弦规律变化
C．θ =0时，导线2 的位置一定在导线1 左侧，且与其等高
D．当导线1 受到的摩擦力最大时，它受到的支持力和重力大小相等
8.
（2026·河北·二模）（多选）如图所示，绝缘光滑直角三棱柱固定在水平地面上，ABC 为其
截面，∠C 为90°，AC 面与水平面夹角为θ1，BC 面与水平面夹角为θ2。通电直导线a 放在
AC 面上，电流方向垂直纸面向里；通电直导线b 放在BC 面上。两导线位于同一高度，且
均处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．通电导线b 在导线a 处产生的磁场方向水平向右
B．通电导线b 在导线a 处产生的磁场方向竖直向上
C．通电导线a、b 的质量之比为tanθ1
tanθ2
D．通电导线a、b 的质量之比为tanθ2
tanθ1
9.
（2026·山西吕梁·三模）《大国重器》节目介绍的GIL 输电系统的三相共箱技术如图甲所示，
管道内部有三根绝缘超高压长输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电
线缆A、B 圆心连线水平，某时刻B、C 中电流方向垂直于纸面向外、A 中电流方向垂直于
纸面向里，A、B、C 中电流大小均为I，已知导线在图示平面某处所产生的磁感应强度满足
B∝I
R
，R 为离导线的距离。已知输电线缆A 在O 处所产生的磁感应强度大小为B0。则（
）
A．输电线缆B、C 相互排斥
B．输电线缆C 所受安培力方向指向O 点
C．输电线缆A、B、C 在正三角形中心O 处的磁感应强度大小为2B0
D．输电线缆A、B、C 在B、C 连线中点处的磁感应强度大小为1
3 B0
10. （2026·江西·模拟预测）如图所示，弯曲金属棒ACDE 固定在匀强磁场中，金属棒所在平面
与磁场垂直，AC 段和CDE 段是半径相等的四分之一圆弧和半圆弧，A、C、D、E 为正方形
的四个顶点，在A、E 两端给金属棒通入恒定电流，CDE 段受到的安培力为F，则整个金属
棒受到的安培力大小为（ ）
A．
❑√2
2 F
B．❑√2 F
C．1
2 F
D．2F
11. （2026·陕西宝鸡·模拟预测）如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中固定有两根平行长直
导线a、b，两导线与磁场垂直且通有大小、方向均相同的恒定电流，此时导线a 受到的安
培力大小为F，方向水平向右；导线b 受到的安培力大小为2F，方向水平向左。若撤去磁
场，则导线a、b 之间的作用力大小为（ ）
A．3
2 F
B．2F
C．1
2 F
D．F
12. （2026·陕西安康·三模）如图所示，两长直通电导线电流方向相同（图中未标记），电流大
小恒定，导线1 放置在粗糙水平桌面上，导线2 沿着以导线1 为圆心的半圆轨迹自P 点顺时
针转到Q 点，导线1 始终静止在桌面上。下列说法正确的是（ ）
A．导线1 所受的安培力先变小后变大
B．导线2 在P、Q 两点时，导线1 所受的摩擦力相同
C．当导线1 受到的摩擦力最大时，水平面对它的支持力大小等于其重力大小
D．当水平面对导线1 的支持力最小时，导线2 对它的安培力为零
13. （2026·湖南岳阳·二模）如图所示，一根均匀带正电的塑料棒，长为l、横截面积为S、内部
均匀分布有N 个可视为正电荷载流子（电荷量为+e）。让棒垂直于匀强磁场B，以速度v沿
棒的轴向向右做匀速运动。下列说法正确的是（ ）
A．等效电流的方向与v方向相反
B．等效电流的大小为I = NeSv
C．棒产生的感应电动势为E = Blv
D．棒所受安培力的大小为F = BNev
14. （2026·江西九江·二模）某科创小组制作了一个玩具飞碟，如图甲所示，上、下两圆盘内均
安放了半径为r 的水平匀质金属圆环，圆环上下同轴水平放置，下方圆盘放在水平桌面上。
当上、下圆环中通有大小分别为I 0、2 I 0的电流时，上方圆盘能悬浮，此时两线圈相距为
h，且r ≫h，轴截面如图乙。已知上方圆盘的总质量为m，长直通电导线在空间中某点激
发的磁场的磁感应强度满足关系式B =k I
x
，k 为常数，I 为通过直导线的电流，x 为该点与
直导线的垂直距离，重力加速度为g。此时（ ）
A．两圆环中电流方向相同
B．上方圆环对下方圆环的作用力大于mg
C．电流I 0= 1
2
❑√
mgh
πkr
D．下方圆环在上方圆环处产生的磁场的磁感应强度B = 1
2
❑√
mgk
πhr
15. （2026·重庆九龙坡·二模）如图所示，相距L=0.2m的平行金属导轨所在平面与水平面成
θ =37
∘角，质量为m=0.2kg、接入电路电阻R1=1Ω的金属棒ab垂直导轨放置，棒与导轨
间动摩擦因数为μ=0.5。装置处于磁感应强度B =4T、垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨接
电动势E =12V、 内阻r =2Ω的电源，导轨电阻不计。开关闭合时，金属棒ab恰好不上滑，
g取10m/s
2，sin37
∘=0.6 ，cos37
∘=0.8。求：
(1)金属棒ab 所受安培力的大小；
(2)金属棒ab 中电流的大小；
(3)滑动变阻器R的热功率。
16. （2026·湖北·二模）在光滑绝缘水平桌面上将长为L 的柔软金属导线的两个端点固定在间距
可忽略不计的a、b 两点，整个导线处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。当
导线通有图示电流I，稳定后导线中的张力为F。下列说法正确的有（ ）
A．F =0
B．I = F
BL
C．I = 2π F
BL
D．I =π F
BL
17. （2026·安徽·模拟预测）（多选）如图，两条足够长平行金属导轨间距为d，导轨平面与水
平面夹角为θ =37°，二者的交线与导轨垂直，斜面所在区域有垂直斜面向上的磁场，一金
属棒垂直于导轨放置在斜面MN位置，以M点等高处O为坐标原点，平行斜面向下建立坐标
轴x，磁感应强度沿x轴方向的变化规律为B =kx（k为常数，未知），金属棒质量为m，与
导轨间的动摩擦因数为μ=0.5。金属导轨上端外接恒流电源。金属棒中流过大小为I的恒定
电流，方向从M指向N。在x =0处由静止释放金属棒，金属棒运动到x =l处时加速度恰好
为零。已知重力加速度大小为g，sin37° =0.6，cos37° =0.8，忽略回路中的电流对原磁
场的影响。下列有关金属棒第一次沿斜面向下运动的过程，说法正确的是（ ）
A．金属棒运动到x =2l处时速度恰好为零
B．k的大小为mg
5lId
C．金属棒下滑距离l的过程中，安培力所做的功为−1
10 mgl
D．金属棒运动到x =l处时速度大小为❑√
gl
10
18. （2026·陕西西安·模拟预测）一个不会发生形变的通电圆环置于匀强磁场中。由静止释放后
的短时间内，仅在安培力作用下，可能观察到圆环发生的运动是（ ）
A．如图甲，在圆环平面内向某一方向平动
B．如图乙，沿垂直于圆环的方向平动
C．如图丙，绕过圆心且垂直于圆环的轴转动
D．如图丁，绕圆环的某条直径转动
19. （2026·云南昆明·模拟预测）如图所示，由均匀电阻丝做成的正方形金属线框abcd的边长为
L，每条边的电阻均为r，处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂
直，b、d两个顶点与电源相连，电源电动势为E、内阻为r，则（ ）
A．b、d两点间的电势差为E
B．b、d两点间的电势差为2 E
3
C．线框abcd 受到的安培力大小为
❑√2 EBL
2r
D．线框abcd受到的安培力大小为
❑√2 EBL
r
20. （2026·安徽·模拟预测）如图所示，“
”形导体棒ACDE 处在匀强磁场中，磁场与导体棒
所在平面垂直，导体棒两端A、E 在直线MN 上，给导体棒通入恒定电流，方向沿ACDE 且
大小始终保持不变，现将导体棒绕MN 缓慢转过90°，则在转动过程中，下列说法正确的是
（ ）
A．AC 边受到的安培力始终为零
B．AC 边受到的安培力不断减小且方向不断变化
C．整个导体棒受到的安培力不断变小
D．整个导体棒受到的安培力方向始终不变
