2025年高考物理答题技巧与答题模板(全国通用)模板11-1磁场(四大题型)(学生版+解析).docxVIP

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模板11-1磁场（四大题型）

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题型01安培力作用下导体的平衡与加速问题题型02带电粒子在匀强磁场中的运动

题型03有界匀强磁场的运动模型题型04带电粒子在组合场中的运动

题型01安培力作用下导体的平衡与加速问题

安培力作用下导体的平衡与加速问题，解题思路与力学平衡问题和加速问题完全相同，都是在受力分析的基础上根据平衡条件、牛顿运动定律等列方程求解。解答此类问题的关键是将立体图像转化为平面图像。

一、必备基础知识

1、安培力的反向

安培力：通电导线在磁场中受的力。

左手定则：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。

特点：通电导线在磁场中所受的安培力F，总垂直于电流与磁感线两者所决定的平面，即F⊥B，F⊥I，F垂直于B和I决定的平面。也就是安培力一定垂直B和I，但B与I不一定垂直。使用左手定则判断定安培力方向时，左掌手心应迎B垂直于I的分量（B⊥＝Bsinθ）。磁感线方向（磁感应强度方向）不一定垂直于电流方向。

判断方法：①弄清楚导体所在位置的磁场分布情况；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、安培力的大小

计算公式：当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝BILsinθ，这是一般情况下的安培力的表达式。有两种特殊情况：磁场和电流垂直时：F＝BIL；磁场和电流平行时：F＝0。

适用范围：一般只适用于匀强磁场。

有效长度：弯曲通电导线的有效长度等于两端点所连直线的长度，相应的电流方向由始端指向末端，如下图所示。因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零。

3、安培力作用下导体的平衡与加速问题

问题分类：安培力作用下静态平衡问题：通电导体在磁场中受安培力和其它力作用而处于静止状态，可根据磁场方向、电流方向结合左手定则判断安培力方向。

安培力作用下动态平衡问题：此类题目是平衡问题，只是由于磁场大小或方向、电流大小或方向的变化造成安培力变化，与力学中某个力的变化类似的情景。

安培力作用下加速问题：此类题目是导体棒在安培力和其它力作用下合力不再为零，而使导体棒产生加速度，根据受力特点结合牛顿第二定律解题是常用方法。

求解关键：电磁问题力学化；立体图形平面化（如下图所示）。

二、解题模板

1、解题思路

2、注意问题

安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面，所以判断时要首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。

当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心，而是斜穿过手心。

非匀强磁场安培力的求解方法：如果导线各部分所处的位置B的大小、方向不相同，应将导体分成若干段，使每段导线所处的范围B的大小和方向近似相同，求出各段导线受的磁场力，然后再求合力。

安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相同，只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析示意图。

安培力作用下导体的加速问题与动力学问题分析方法相同，关键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度。

安培力做功的特点和实质：安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关。

安培力做功的实质是能量转化：①安培力做正功时将电源的能量转化为导线的动能或其他形式的能；②安培力做负功时将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能。

3、解题方法

电流元法

分割为电流元eq\o(――→,\s\up7(左手定则))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?小磁针条形磁铁?通电螺线管?多个环形电流

结论法

同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；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

解题步骤：

明确研究对象：通电导线或通电导体棒；

画平面图：立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，导体棒或导线用圆圈?表示，电流方向用“×”或“●”表示，电流垂直纸面向里画?，电流垂直纸面向外画⊙；

受力分析和运动分析：分析重力、弹力、摩擦力等，然后