1、第1講磁場及其對電 流的作用大一輪復習講義第1頁，共61頁。過好雙基關研透命題點課時精練內容索引NEIRONGSUOYIN第2頁，共61頁。過好雙基關01第3頁，共61頁。磁場、磁感應強度一1.磁場的基本性質磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有 的作用.2.磁感應強度(1)物理意義：描述磁場的強弱和 .(2)定義式：_(通電導線垂直于磁場).(3)方向：小磁針靜止時_.(4)單位：特斯拉，符號為T.3.勻強磁場(1)定義：磁感應強度的大小處處相等、方向 的磁場稱為勻強磁場.(2)特點：磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線.力方向N極的指向處處相同B第4頁，共61頁。4.地磁場(1)地磁的

2、N極在地理 附近，S極在地理 附近，磁感線分布如圖1所示.(2)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點，磁感應強度 ，且方向水平 .圖1南極北極向北相等5.磁場的疊加磁感應強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進行合成與分解.第5頁，共61頁。(1)磁感應強度為0的地方，電流受到的安培力不一定為0.()(2)電流受到安培力為0的地方，磁感應強度一定為0.()(3)磁感應強度B一定等于 .()(4)磁場中電流受到的安培力大的地方，磁感應強度一定大.()判斷正誤第6頁，共61頁。自測1(多選)(2019四川綿陽市第二次診斷) 如圖2所示是我國最早期的指南儀器司南，靜

3、止時它的長柄指向南方，是由于地球表面有地磁場.下列與地磁場有關的說法，正確的是A.地磁場是一種物質，客觀上存在B.地球表面上任意位置的地磁場方向都與地面平行C.通電導線在地磁場中可能不受安培力作用D.運動電荷在地磁場中受到的洛倫茲力可以對運動電荷做正功圖2第7頁，共61頁。解析地磁場是客觀存在的一種物質，磁感線是人們為了研究方便而假想出來的，故A正確；磁感線是閉合的曲線，不是地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行，故B錯誤；當通電導線與地磁場平行放置時，導線不受安培力，故C正確；由于洛倫茲力始終與速度方向垂直，所以運動電荷在地磁場中受到的洛倫茲力不做功，故D錯誤.第8頁，共61頁。磁感線和電

4、流周圍的磁場二1.磁感線的特點(1)磁感線上某點的 方向就是該點的磁場方向.(2)磁感線的疏密程度定性地表示磁場的 ，在磁感線較密的地方磁場 ；在磁感線較疏的地方磁場 .磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點，在磁體外部，從 指向 ；在磁體內部，由 指向 .同一磁場的磁感線不中斷、不 、不相切.磁感線是假想的曲線，客觀上并不存在.切線強弱較強較弱N極S極N極S極相交第9頁，共61頁。2.幾種常見的磁場(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如圖3所示)圖3第10頁，共61頁。(2)電流的磁場直線電流的磁場通電螺線管的磁場環形電流的磁場特點無磁極、非勻強，且距導線越遠處磁場_與 磁鐵的磁場相似，管內為 磁場且

5、磁場 ，管外為 磁場環形電流的兩 側是N極和S極，且離圓環中心越遠，磁場_安培定則越弱條形勻強最強非勻強越弱第11頁，共61頁。立體圖橫截面圖縱截面圖第12頁，共61頁。自測2如圖4所示，甲、乙是直線電流的磁場，丙、丁是環形電流的磁場，戊、己是通電螺線管的磁場，試在各圖中補畫出電流方向或磁感線方向.圖4第13頁，共61頁。答案第14頁，共61頁。安培力的大小和方向三1.大小若IB，F0；若IB，FBIL.2.方向可以用左手定則來判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內，讓磁感線從掌心進入，并使四指指向 的方向，這時_所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向.安

6、培力方向總垂直于_所決定的平面，即一定垂直于B和I，但B與I不一定垂直.3.兩平行通電導線間的作用同向電流相互 ，反向電流相互 .B、I電流拇指吸引排斥第15頁，共61頁。自測3 以下說法中正確的是A.通電直導線在磁場中受到的安培力方向與磁場方向平行B.安培力的方向可以用右手定則來判定C.磁感線可以形象地描述各點的磁場強弱和方向，磁感線上每一點的切線方向 都和小磁針在該點靜止時N極所指的方向一致D.放置在磁場中1 m長的導線，通過1 A的電流，該處磁感應強度是1 T，則導線 受到的安培力為1 N第16頁，共61頁。02研透命題點第17頁，共61頁。1.安培定則的應用在運用安培定則判定直線電流和

7、環形電流的磁場時應分清“因”和“果”.安培力和磁場的疊加高考熱點講透練熟命題點一 因果 磁場原因(電流方向)結果(磁場方向)直線電流的磁場大拇指四指環形電流的磁場四指大拇指第18頁，共61頁。圖52.磁場疊加問題的解題思路(1)確定磁場場源，如通電導線.(2)定位空間中需求解磁場的點，利用安培定則判定各個場源在這一點上產生的磁場的大小和方向.如圖5所示為M、N在c點產生的磁場BM、BN.(3)應用平行四邊形定則進行合成，如圖中的合磁場B.第19頁，共61頁。題型1安培力的大小和方向圖6例1(2019全國卷17)如圖6，等邊三角形線框LMN由三根相同的導體棒連接而成，固定于勻強磁場中，線框平面與

8、磁感應強度方向垂直，線框頂點M、N與直流電源兩端相接.已知導體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為A.2F B.1.5F C.0.5F D.0解析設三角形邊長為l，通過導體棒MN的電流大小為I，方向與F的方向相同，所以線框LMN受到的安培力大小為FF11.5F，選項B正確.第20頁，共61頁。變式1(2019陜西漢中市期末)如圖7所示，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，通過L1、L2中的電流相同，L1、L2中的電流方向垂直紙面向里，L3中的電流方向垂直紙面向外，在三根導線與紙面的交點所構成的等邊三角形的中心上放有一電流方向垂直紙面向外的通電長直導線，則

9、該導線受到的安培力的方向為A.指向L1 B.指向L2C.指向L3 D.背離L3圖7解析因同向電流之間相互吸引，異向電流之間相互排斥，可知L3對等邊三角形的中心上的導線是吸引力，方向指向L3；而導線L1和L2對等邊三角形的中心上的導線都是斥力，因大小相等且互成120角，則其合力方向指向L3，則三條導線對等邊三角形的中心上的導線的安培力的合力方向指向L3，故選C.第21頁，共61頁。題型2磁場的疊加例2(2019陜西渭南市教學質檢(二)有兩條長直導線垂直水平紙面放置，交紙面于a、b兩點，通有大小相等的恒定電流，方向如圖8.a、b的連線水平，c是ab的中點，d點與c點關于b點對稱.已知c點的磁感應強

10、度為B1，d點的磁感應強度為B2，則關于a處導線在d點產生磁場的磁感應強度的大小及方向，下列說法中正確的是圖8 第22頁，共61頁。解析根據安培定則，a、b導線在c點的磁場方向都向下，因a、b導線通有大小相等的恒定電流，故b導線在c點的磁場為 ，由于b距離c點和d點一樣，所以b導線在d點的磁場大小為 ，方向向上；根據安培定則，a導線在d點的磁場方向向下，則其大小為 B2.第23頁，共61頁。變式2(2019江蘇泰州市上學期期末)如圖9所示，在磁感應強度大小為B0的勻強磁場中，兩長直導線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l.在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里且大小相等的電流時，紙面內與兩

11、導線距離為l的a點處的磁感應強度為零.若僅讓P中的電流反向，則a點處磁感應強度的大小為圖9 第24頁，共61頁。解析在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I 時，紙面內與兩導線距離為l的a點處的磁感應強度為0，由此可知，外加的磁場方向與PQ平行，且由Q指向P，即B1B0；第25頁，共61頁。安培力作用下導體運動情況的判斷基礎考點自主悟透命題點二1.問題特點安培力作用下導體的運動問題與力學中的運動問題一樣，同樣遵從力學基本規律，只是研究對象所受的力中多分析安培力而已.2.規律分析判定通電導體在安培力作用下的運動方向或運動趨勢，首先必須弄清楚導體所在位置的磁感線分布情況，再弄清楚導體中電流的方向

12、，然后利用左手定則準確判定導體的受力情況，進而確定導體的運動方向或運動趨勢.第26頁，共61頁。3.判定方法電流元法分割為電流元 安培力方向整段導體所受合力方向運動方向特殊位置法在特殊位置安培力方向運動方向等效法環形電流 小磁針條形磁鐵 通電螺線管 多個環形電流結論法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉到平行且電流方向相同的趨勢轉換研究對象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向第27頁，共61頁。例3如圖10所示，把一重力不計

13、的通電直導線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導線可以自由轉動，當導線通入圖示方向電流I時，導線的運動情況是(從上往下看)A.順時針方向轉動，同時下降B.順時針方向轉動，同時上升C.逆時針方向轉動，同時下降D.逆時針方向轉動，同時上升圖10第28頁，共61頁。解析如圖甲所示，把直線電流等效為無數小段，中間的點為O點，選擇在O點左側S極右上方的一小段為研究對象，該處的磁場方向指向左下方，由左手定則判斷，該小段受到的安培力的方向垂直紙面向里，在O點左側的各段電流元都受到垂直紙面向里的安培力，把各段電流元受到的力合成，則O點左側導線受到垂直紙面向里的安培力；同理判斷出O點右側的導線受到垂直紙面向外的安培

14、力.因此，由上向下看，導線沿順時針方向轉動.分析導線轉過90時的情形：如圖乙所示，導線中的電流垂直紙面向外，由左手定則可知，導線受到向下的安培力.由以上分析可知，導線在順時針轉動的同時向下運動.選項A正確.第29頁，共61頁。變式3(2019北京海淀區3月適應性練習)如圖11所示為研究平行通電直導線之間相互作用的實驗裝置.接通電路后發現兩根導線均發生形變，此時通過導線M和N的電流大小分別為I1和I2，已知I1I2，方向均向上.若用F1和F2分別表示導線M與N受到的磁場力，則下列說法正確的是A.兩根導線相互排斥B.為判斷F1的方向，需要知道I1和I2的合磁場方向C.兩個力的大小關系為F1F2D.

15、僅增大電流I2，F1、F2會同時增大圖11解析同向電流相互吸引，故A錯誤；為判斷F1的方向，需要知道I2在I1處產生的磁場方向，故B錯誤；F1和F2是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故C錯誤；增大電流I2，F1、F2同時增大，故D正確.第30頁，共61頁。變式4(2020吉林公主嶺市調研)將一個質量很小的金屬圓環用細線吊起來，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環在同一個平面內，且通過圓環中心，如圖12所示，當圓環中通以順時針方向的電流時，從上往下看A.圓環順時針轉動，靠近磁鐵B.圓環順時針轉動，遠離磁鐵C.圓環逆時針轉動，靠近磁鐵D.圓環逆時針轉動，遠離磁鐵圖12解析該通電圓環相當于

16、一個垂直于紙面的小磁針，N極在內，S極在外，根據同極相斥、異極相吸，C正確.第31頁，共61頁。通電導體棒在磁場中的平衡問題是一種常見的力電綜合模型，該模型一般由傾斜導軌、導體棒、電源和電阻等組成.這類題目的難點是題圖具有立體性，各力的方向不易確定.因此解題時一定要先把立體圖轉化為平面圖，通過受力分析建立各力的平衡關系，如圖13所示.安培力作用下的平衡問題高考熱點講透練熟命題點三圖13第32頁，共61頁。例4(2019河南平頂山市一輪復習質檢)如圖14所示，金屬桿MN用兩根絕緣細線懸于天花板的O、O點，桿中通有垂直于紙面向里的恒定電流，空間有豎直向上的勻強磁場，桿靜止時處于水平，懸線與豎直方向

17、的夾角為，若將磁場在豎直面內沿逆時針方向緩慢轉過90，在轉動過程中通過改變磁場磁感應強度大小來保持懸線與豎直方向的夾角不變，則在轉動過程中，磁場的磁感應強度大小的變化情況是A.一直減小B.一直增大C.先減小后增大D.先增大后減小圖14第33頁，共61頁。解析磁場在轉動的過程中，桿處于平衡狀態，桿所受重力的大小和方向不變，懸線的拉力方向不變，由圖解法結合左手定則可知，在磁場沿逆時針方向緩慢轉動的過程中，安培力先減小后增大，由FBIL可知，磁場的磁感應強度先減小后增大，故選C.第34頁，共61頁。變式5(多選)(2019河南駐馬店市第一學期期終)光滑斜面上放置一個通電導體棒，施加磁場后導體棒靜止在

18、斜面上，則以下四種情況中可能的是解析A圖，由左手定則可知，導體棒受到豎直向下的安培力作用，導體棒所受合力不可能為0，選項A錯誤；B圖中的導體棒受到的安培力水平向右，導體棒所受合力可能為0，選項B正確；C圖中的導體棒受到的安培力方向沿斜面向上，導體棒所受合力可能為0，選項C正確；D圖中的導體棒受到的安培力方向沿斜面向下，導體棒受到的合力不可能為0，選項D錯誤.第35頁，共61頁。變式6(2019湖南婁底市下學期質量檢測)如圖15所示，三根長為L的直線電流在空間構成等邊三角形，電流的方向垂直紙面向里.電流大小均為I，其中A、B電流在C處產生的磁感應強度的大小均為B0，導線C位于水平面且處于靜止狀態

19、，則導線C受到的靜摩擦力是圖15第36頁，共61頁。第37頁，共61頁。03課 時 精 練第38頁，共61頁。1.(2016北京理綜17)中國宋代科學家沈括在夢溪筆談中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也.”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布如圖1.結合上述材料，下列說法不正確的是A.地理南、北極與地磁場的北、南極不重合B.地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近C.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行D.地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用1234567雙基鞏固練8910111213圖1第39頁，共61頁。123456789101112

20、地球內部也存在磁場，只有赤道附近上空磁場的方向才與地面平行，故C錯誤；射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子的速度方向與地磁場方向不平行，一定受到地磁場力的作用，故D正確.解析地球為一巨大的磁體，地磁場的南、北極在地理上的北極和南極附近，并不重合，故A、B正確；第40頁，共61頁。2.磁場中某區域的磁感線如圖2所示，則A.a、b兩處的磁感應強度的大小不等，BaBbB.a、b兩處的磁感應強度的大小不等，BaBbC.同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力大D.同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力小123456789101112圖2解析磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小，由a、b兩處磁感線的疏密

21、程度可判斷出BaBb，所以A正確，B錯誤；安培力的大小跟該處的磁感應強度的大小B、電流大小I、導線長度L和導線放置的方向與磁感應強度的方向的夾角有關，故C、D錯誤.第41頁，共61頁。3.(2019安徽蚌埠市第三次質量檢測)一段導線abcde位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直.線段ab、bc、cd和de的長度均為L，且abccde120，流經導線的電流為I，方向如圖3中箭頭所示.導線段abcde所受到的磁場的作用力的合力大小為123456789圖3101112解析因為abccde120，根據幾何關系可知bcd60，故b與d之間的直線距離也為L，則導線abcd

22、e有效長度為3L，故所受安培力的大小為：F3BIL，故A、C、D錯誤，B正確.第42頁，共61頁。12344.(2019四川成都市第二次診斷)L2是豎直固定的長直導線，L1、L3是水平固定且關于L2對稱的長直導線，三根導線均通以大小相同、方向如圖4所示的恒定電流，則導線L2所受的磁場力情況是A.大小為零B.大小不為零，方向水平向左C.大小不為零，方向水平向右D.大小不為零，方向豎直向下567圖489101112解析由右手螺旋定則可知，L1與L3在L2所在直線上產生的合磁場方向豎直向下，即L2處的磁場方向與電流方向平行，所以L2所受磁場力為零.第43頁，共61頁。5.(2019福建泉州市5月第二

23、次質檢)如圖5，光滑斜面上放置一根通有恒定電流的導體棒，空間有垂直斜面向上的勻強磁場B，導體棒處于靜止狀態.現將勻強磁場的方向沿圖示方向緩慢旋轉到水平方向，為了使導體棒始終保持靜止狀態，勻強磁場的磁感應強度應同步A.增大 B.減小C.先增大，后減小 D.先減小，后增大123456789圖5101112第44頁，共61頁。123456789101112解析對導體棒進行受力分析如圖：磁場方向緩慢旋轉到水平方向，則安培力方向緩慢從圖示位置轉到豎直向上，因為初始時刻安培力沿斜面向上，與支持力方向垂直，最小，所以安培力一直變大，而安培力：F安BIL，所以磁場一直增大，B、C、D錯誤，A正確.第45頁，共

24、61頁。1236.(多選)(2017全國卷19)如圖6，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反.下列說法正確的是4567圖689101112第46頁，共61頁。123456789101112解析同向電流相互吸引，反向電流相互排斥.對L1受力分析，如圖甲所示，可知L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在的平面平行，故A錯誤；對L3受力分析，如圖乙所示，可知L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在的平面垂直，故B正確；第47頁，共61頁。1237.(多選)(2018全國卷20)如圖7，紙面內有兩條互相垂直的長直絕緣導線L1、L

25、2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點，它們相對于L2對稱.整個系統處于勻強外磁場中，外磁場的磁感應強度大小為B0，方向垂直于紙面向外.已知a、b兩點的磁感應強度大小分別為 B0和 B0，方向也垂直于紙面向外.則4567圖789101112第48頁，共61頁。123456789101112解析原磁場、電流的磁場方向如圖所示，由題意知第49頁，共61頁。8.(2019遼寧大連市第二次模擬)如圖8所示，AC是四分之一圓弧，O為圓心，D為圓弧中點，A、D、C處各有一垂直紙面的通電直導線，電流大小相等，方向垂直紙面向里，整個空間還存在一個磁感應強度大小為B的勻強磁場，

26、O處的磁感應強度恰好為零.如果將D處電流反向，其他條件都不變，則O處的磁感應強度大小為123456789圖8101112第50頁，共61頁。123456789101112解析A、D、C處的通電直導線在O處的磁感應強度的方向如圖所示，大小相等，設為B0，第51頁，共61頁。9.(多選)如圖9所示，臺秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，此時臺秤讀數為F1，現在磁鐵上方中心偏左位置固定一導體棒，當導體棒中通以方向如圖所示的電流后，臺秤讀數為F2，則以下說法正確的是A.彈簧長度將變長B.彈簧長度將變短C.F1F2D.F1F2，在水平方向上，由于F有水平向左的分力，

27、條形磁鐵壓縮彈簧，所以彈簧長度變短.第53頁，共61頁。10.(2019福建福州市期末質量檢測)如圖10所示，一根長為L的金屬細桿通有電流I時，水平靜止在傾角為的光滑絕緣固定斜面上.斜面處在方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場中.若電流和磁場的方向均不變，電流大小變為0.5I，磁感應強度大小變為4B，重力加速度為g.則此時金屬細桿A.電流流向垂直紙面向外B.受到的安培力大小為2BILsin C.對斜面壓力大小變為原來的2倍D.將沿斜面加速向上運動，加速度大小為gsin 圖10123456789101112第54頁，共61頁。11.如圖11所示，長為L、質量為m的導體棒ab，置于傾角為的光滑斜面上.導體棒與斜面的水平底邊始終平行.已知導體棒通以從b向a的電流，電流為I，重力加速度為g.圖11123456789101112(1)若勻強磁場方向豎直向上，為使導體棒靜止在斜面上，求磁感應強度B的大小；解析勻強磁場方向豎直向上時，導體棒受力如圖甲所示，由平衡條件得：mgsin F安cos ，F安BIL，第55頁，共61頁。123456789101112(2)若勻強磁場的大小、方向都可以改變