第38讲 磁场及其对电流的作用（解析版）-备战2025年高考物理一轮精细复习（新高考通用）.docx

第38讲磁场及其对电流的作用

——划重点之精细讲义系列

考点1

磁场的理解及安培定则

考点2

安培力作用下的平衡与加速问题

考点3

磁场中导体运动方向的判断

一．磁场、磁感应强度

1．磁场

(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用．

(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向．

2．磁感应强度

(1)物理意义：描述磁场强弱和方向．

(2)定义式：B＝eq\f(F,IL)(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T.

二．磁感线及几种常见的磁场分布

1．磁感线

在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致．

2．几种常见的磁场

(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)

(2)几种电流周围的磁场分布

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

与条形磁铁的磁场相似，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)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磁感线的疏密程度表示磁场强弱．

③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从N极指向S极，在磁体内部，从S极指向N极．

④磁感线是假想的曲线，不相交、不中断、不相切．

三．安培力的大小和方向

1．大小

(1)F＝BILsinθ(其中θ为B与I之间的夹角)

(2)磁场和电流垂直时F＝BIL.

(3)磁场和电流平行时F＝0.

2．方向

(1)用左手定则判定：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．

(2)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面．(注意：B和I可以有任意夹角)

考点1：磁场的理解及安培定则

1.磁感应强度的三点理解

(1)磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式B＝eq\f(F,IL)认为B与F成正比，与IL成反比．

(2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入，如果平行磁场放入，则所受安培力为零，但不能说该点的磁感应强度为零．

(3)磁感应强度是矢量，其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向，也是小磁针静止时N极的指向．

2.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”.

原因(电流方向)

结果(磁场绕向)

直线电流的磁场

大拇指

四指

环形电流的磁场

四指

大拇指

3.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．两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的．

4.磁感应强度叠加三步骤

空间中的磁场通常会是多个磁场的叠加，磁感应强度是矢量，可以通过平行四边形定则进行计算或判断．其步骤如下：

(1)确定场源，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．如图中M、N在c点产生的磁场．

(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场B.

【考向1】（2023·四川绵阳·三模）如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1=O1b=bO2=

A．B2?B1 B．B2?

【答案】A

【详解】由右手螺旋定则可知，甲、乙两环在b点产生的磁感应强度方向相同（水平向左），大小相等，由于b点的磁感应强度大小为B2，则甲、乙两环在b点产生的磁感应强度大小均为B22，由对称性可知，甲环在a点产生的磁感应强度方向水平向左，大小为B22，由于a点的磁感应强度方向水平向左，大小为B1，可知，乙环在a点产生的磁感应强度大小为B1?B22

B=

故选A。

【考向2】（2023·山东济南·二模）如图甲所示，a、b位于两个等量异种电荷的连线上，且a、b到O点的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过M、N两点，O＇为MN的中点，c、d位于MN的连线上，且c、d到O点的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（）

??

A．O点处的电场强度为零

B．c、d处的磁感应强度相同

C．在a点处无初速的释放点电荷＋q，点电荷将在a、b间做往复运动

D．O＇点处的磁感应强度为零

【答案】B

【详解】A．正电荷在O点处的电场强度方向水平向右，负电荷在O点处的电场强度方向水平向右，根据场强叠加可知，O点处的总电场强度不为零，故A错误；

BD．根据右手螺旋定则，M、N两点处