2025年高考物理复习讲义第九章第1讲　磁场及其对电流的作用（含解析）.docxVIP

第1讲磁场及其对电流的作用

素养目标1.深刻理解磁场、磁感应强度的概念．(物理观念)2.熟练判断安培力的方向．(物理观念)3.通过类比磁场与电场，了解它们的相同点与不同点．(科学思维)4.通过类比学习，掌握电场线与磁感线的联系与不同．(科学思维)5.能够推理安培力产生的原因．(科学思维)

一、磁场、磁感应强度

1．磁场

(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用．

(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：描述磁场的强弱和方向．

(2)大小：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(T)．

3．匀强磁场

(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场．

(2)特点：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，磁感应强度相等，且方向水平向北．

(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．

二、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向

1．磁感线

在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致．

2．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．

(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，由S极指向N极．

(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、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)常见磁体的磁场(如图所示)

(2)电流的磁场

通电直导线

通电螺线管

环形电流

安培定则

三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力

1．安培力的大小

F＝ILBsinθ(其中θ为B与I之间的夹角)

(1)磁场和电流垂直时：F＝BIL.

(2)磁场和电流平行时：F＝0.

2．安培力的方向

用左手定则判断：

(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内．

(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向．

(3)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．

1．思维辨析

(1)垂直磁场放置的线圈面积减小时，穿过线圈的磁通量可能增大．()

(2)小磁针N极所指的方向就是该处磁场的方向．()

(3)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强.()

(4)将通电导线放入磁场中不受安培力，则该处的磁感应强度为零.()

(5)安培力可能做正功，也可能做负功.()

2．(2022·浙江1月选考)利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置．先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，然后保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，得到导线受到的力F分别与I和L的关系图像，则正确的是()

3．(2021·广东卷)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线．若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1?I2，电流方向如图所示．下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是()

考点安培定则与磁场叠加

1．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．

(3)应用平行四边形定则进行合成.

叠加图

同向电流

异向电流

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及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”.

项目

原因(电流方向)

结果(磁场方向)

直线电流的磁场

大拇指

四指

环形电流及通电螺线管的磁场

四指

大拇指

典例1(2022·全国乙卷)(多选)安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B．如图所示，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面．某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上．根据表中测量结果可推知()

测量序号

Bx/μT

By/μT

Bz/μT

1

0

21

－45

2

0

－20

－46

3

21

0

－45

4

－21

0

－45

A．测量地点位于南半球

B．当地的地磁场大小约为50μT

C．第2次测量时y轴正向指向南方

D．第3次测量时y轴正向指向东方

1．[安培定则的应用]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，则小磁针的N极(黑色一端)指示磁场方向正确