磁场及其对电流的作用（解析版）-2025年高考物理一轮复习（新高考）

第38讲磁场及其对电流的作用

——划重点之精细讲义系列

■AIM"

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

■基础即里勤军疝

一1.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：5=/(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)

、"7出"

条形磁铁蹄形磁铁

(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

与条形磁铁的磁场相

环形电流的两侧是N

无磁极、非匀强且距似,管内为匀强磁场

特点极和S极且离圆环中

导线越远处磁场越弱且磁场最强，管外为

心越远，磁场越弱

非勺强磁场

♦

安培定则

返

立体图

©0

从

从

从

上

左

X嚼

向XX

横截面图向

左

下

X右>

看

看

看

"XX

X

纵截面图/X

1X

・•JXX

(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

(l)F=BZ£sin。(其中。为B与/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,FYI,即尸垂直于8和1决定的平面.(注意：8和/可以有任意

夹角)

,考点剖析理重点

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8=强认为8与F成正比，与〃，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/、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.

•^含

工4向颍蜩上

【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0「乙的圆心为。2,在两环圆心的连线上有。、b、c三点，其中a。1=。/=匕。2=外的此

时。点的磁感应强度大小为当，b点的磁感应强度大小为外。当把乙环的电流改为等大反向电流后，

c点的磁感应强度大小为（）

甲乙

A.B2-B1B.B2-^C.BI-当D.g

【答案】A

【详解】由右手螺旋定则可知，甲、乙两环在6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为，则甲、乙两环在b点产生的磁感应强度大小均为母，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，大小为字，由于a点的磁感应强度方向水平向左，

大小为当，可知，乙环在a点产生的磁感应强度大小为当-年，方向向左，当把乙环的电流改为等

大反向电流后，乙环在c点的磁感应强度大小等，方向向右，甲环在c点的磁感应强度大小名-墨

方向向左，则c点的磁感应强度大小为

B吟一。14）='2-当

故选Ao

【考向2】（2023•山东济南•二模）如图甲所示，a、6位于两个等量异种电荷的连线上，且。、6到。

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、1位于的连线上，且c、1到。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（）

II

II

M\N

+（+）---•--，--•--。7区…---1------•---（£）

十aq7ao\b工…c0[d1

I口I

II

II

II

甲乙

A.。点处的电场强度为零

B.c、d处的磁感应强度相同

C.在。点处无初速的释放点电荷+q,点电荷将在“b间做往复运动

D.。'点处的磁感应强度为零

【答案】B

【详解】A.正电荷在。点处的电场强度方向水平向右，负电荷在。点处的电场强度方向水平向右，

根据场强叠加可知，。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两点处长直导线在c、d、。'点处的磁感应强度方向均竖直向下，

根据对称性以及场强叠加可知，c、d处的磁感应强度相同，0,点处的磁感应强度不为零，故B正

确，D错误；

C.点电荷在°、6间时，根据场强叠加可知，总电场强度方向水平向右，点电荷所受电场力水平向

右，不会做往复运动，故C错误。

故选B。

【考向3】（2024.江西•一模）如图所示，A、B、C、E、厂是在纸面内圆上的五个点，其中连线ER

AC过圆心。点，A、B关于对称，ZXOF=60°,在E、尸两点处垂直于纸面放置两根相互平行

的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的

磁感应强度大小8=色，左为常量，r为该点到导线的距离。若E处的电流在A点产生的磁感应强度

r

大小为Bi，下列说法中正确的是（）

£

A.若两根导线中的电流同向，则。点磁感应强度大小为2遍当

B.若两根导线中的电流同向，则A、8两点磁感应强度相同，均为2名

C.若两根导线中的电流反向，则A、C两点磁感应强度相同，均为旧当

D.无论两根导线中的电流同向还是反向，A、B、C三点的磁感应强度大小均为2&

【答案】D

【详解】A.同向电流在。点的磁场方向相反，磁感应强度大小相等，故若两根导线中的电流同向,

。点磁感应强度大小为零，故A错误；

B.根据几何关系有

——=tan（90°—Z.AOF}=—

rAE3

作出同向电流（假设电流方向向内），在A、B点磁感应强度的矢量图如图甲所示，则

F=Bl,BFI=F=V3Bi

rAErAF

则A点磁感应强度为

BA=]琛1+=2B]

同理可得B点磁感应强度为

BB=2B]

故则A、8两点磁感应强度大小相等，大小均为2B「根据矢量图可知A、8两点磁感应强度方向不

同，故B错误；

C.作出反向电流（假设£流入、e流出），在A、C点磁感应强度的矢量图如图乙所示，同前面分

析，可以发现A、C两点磁感应强度矢量和的方向相同，大小均为2%，故C错误；

D.根据前面的分析可知，无论两根导线中的电流同向还是反向，A、B、C三点的磁感应强度大小

均为2Bi，故D正确。

故选D。

【考向4]（2024•辽宁•三模）如图所示，为一等边三角形，两根通过电流相等的长直导线分别

垂直纸面置于A、。两个顶点，A处导线中的电流方向垂直纸面向里，。处导线中的电流方向垂直纸

面向外。已知通电长直导线在其周围某点处产生的磁感应强度大小为B=幺，左为常量，为该点到通

r

电直导线的距离。已知C处磁感应强度大小为Bo,则CD边中点E的磁感应强度大小为（）

DEC

A.B.V3B0c.等BoD.4S0

【答案】C

【详解】设三角形ACO的边长为3则A处导线在C点产生的磁感应强度大小为

2=蓝。处导线在C点产生的磁感应强度大小为

BQ=Bicos60。+82cos60。=—

结合上述分析知，A处导线在E点产生的磁感应强度大小为

B3=詈=专殳。处导线在E点产生的磁感应强度大小为

~L

反=N=2殳6点的合磁感应强度为

2L

故选Co

【考向5】（多选）（2025•福建泉州•一模）我国特高压直流输电是国家重点工程，已跃居全球第一。

特高压电网的强电流会在周围空间产生很强的磁场。两根等高、相互平行的水平特高压直流输电线

分别通有大小相等、方向相反的电流，从上往下观察的示意图如图所示。直线与两根输电线等

高并垂直，b点位于两根输电线间的中点，。、c两点与b点距离相等，d点位于万点正下方。不考虑

其他磁场的影响，则（）

A.。点的磁感应强度方向竖直向上B.6点的磁感应强度方向竖直向下

C.c点的磁感应强度方向竖直向下D.d点的磁感应强度方向竖直向上

【答案】AB

【详解】AC.根据安培定则知和磁场的叠加可知，。、c点处的磁感应强度方向与近端导线中电流产

生的磁场相同，方向均为竖直向上，故A正确，C错误；

B.根据安培定则和磁场的叠加可知，两根电线中的电流，在6点的磁感应强度方向竖直向下，故B

正确；

D.根据安培定则和磁场的叠加可知，d点的磁感应强度方向竖直向下，故D错误。

故选ABo

Z考点剖析理重点

考点2：安培力作用下的平衡与加速问题

1.安培力常用公式要求两两垂直，应用时要满足:

XXXXXX

X?x>^1xX宁又

XlxX(x|x

X6乂X>H>x

①8与L垂直

②工是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度.如弯曲导线的有效长度c等于两端点所连

直线的长度(如图所示)，相应的电流方向沿c由始端流向末端.因为任意形状的闭合线圈，

其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零

2.分析导体在磁场中平衡和加速问题的思路

(1)确定要研究的导体.

(2)按照已知力一重力—安培力一弹力—摩擦力的顺序，对导体受力分析.

(3)分析导体的运动情况.

(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列式求解.

3.解决安培力作用下导体平衡问题的一般思路

1确定研究对象■-------------------------------------1通电导体

（垂直导体］

I电流垂直纸面向里面®।

画平面图,〔棒的平面J/1

I电流垂直纸面向外面01

重力，弹力，摩擦力等

Y安培定则］।

1受力分析

法培力।

-----------1平衡方程

4.安培力作用下导体的分析方法

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、

静态平衡问题

电流方向结合左手定则判断安培力方向，从而列出平衡方程

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

动态平衡问题

安培力变化，与力学中动态平衡的分析方法一致

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

加速问题速度，根据受力特点结合牛顿第二定律解题是常用方法；如果是变加速的问题，

直接能量守恒定律和动量守恒或动量定理分析。

【考向6】（2024•福建.三模）如图所示，水平桌面内固定一金属导线做成的心形摆件，该摆件由两

个直径为d的半圆形导线和一个V形导线组成，M,N为两部分导线连接点，空间存在磁感应强度

大小为8、竖直向下的匀强磁场、从M、N点引出导线，向摆件中通以恒定电流/,摆件受到的安培

力大小为（）

A.2BIdB.BldC.等D.—

11

【答案】A

【详解】电流从M点流到N点，有效长度为24,根据安培力公式可知

F=2BId

故选Ao

【考向7】（2024.山东临沂.二模）据报道，我国福建号航母舰载机弹射起飞的电磁弹射技术与他国

不同，采用的储能方式是超级电容。某科学探究小组制作了一个简易的电容式电磁弹射装置，如图

所示，间距为/的水平平行金属导轨左端连接充好电的电容器，电容为C,电压为U,导轨右端放

置质量为机的光滑金属棒，匀强磁场沿竖直方向（图中未画出），磁感应强度大小为8,开关闭合后

金属棒向右离开导轨后水平射出，若某次试验金属棒弹射出去后电容器两端的电压减峙不计一切

阻力，则金属棒离开导轨的速度为（）

BCUlV3BCUI「3BCUE9BCUI

4m2m4m16m

【答案】c

【详解】根据电容器的定义式，有

可知金属棒在导轨上运动过程中通过它的电荷量为

3

q=CAU=-CU

4

由动量定理，可得

Blit=mv

又

q=It

联立，解得

3BCUI

v---------

4m

故选C。

【考向8］如图所示，安装在固定支架（图中未画出）上的光滑绝缘转动轴。0'两端通过等长的轻质

细软导线（导线不可伸长）连接并悬挂长为3质量为机的导体棒仍，导体棒横截面的直径远远小

于悬线的长度，空间存在辐向分布磁场（磁极未画出），导体棒摆动过程中磁场方向总是垂直于导体

棒，导体棒所在处的磁感应强度大小均为2,开始时导体棒静止在最低点。现给导体棒通以方向向

里的电流（电路未画出），若仅通过逐渐改变导体棒中的电流大小，使导体棒由最低点缓慢移动到悬

线呈水平状态，则在这个过程中（）

接电源

A.悬线对导体棒的拉力先增大后减小

B.导体棒中的电流一直减小

C.转动轴。。'受到绳子在竖直方向的作用力一直不变

D.转动轴。0’受到绳子在水平方向的作用力先增大后减小

【答案】D

【详解】A.对导体棒进行受力分析，受到三个力作用，竖直向下的重力机g,始终垂直于悬线方向

的安培力

F=BIL

悬线沿半径指向转轴的拉力设运动过程中悬线与竖直方向的夹角为0,由平衡条件有

氏=mgcos0

导体棒从最低点缓慢移到最高点时，e越来越大，则拉力丹越来越小。故A错误；

B.在沿垂直于悬线方向，由平衡条件有

BIL-mgsin9

解得

mgsin6

1=­BL

磁感应强度大小8和导体棒长度工不变，。越来越大，所以电流/越来越大。故B错误；

c.设转动轴对系统在竖直方向的作用力为a，根据平衡条件有

Fy+BILsin9=mg

解得

2

Fy=mgcos6

可见随着。越来越大，转动轴。。'受到绳子在竖直方向的作用力与越来越小。故C错误；

D.设转动轴对系统在水平方向的作用力为耳，根据平衡条件有

Fx=BILcos0

解得

1

Fx=-mgsin23

可见导体棒缓慢移到水平状态的过程中，。由0增大到90。的过程中，当。=45。时&最大。所以转动

轴0。'受到绳子在水平方向的作用力先增大后减小。故D正确。

故选D。

【考向9】通电直导线时的质量为根、长为用两根细线把导线水平吊起，导线上的电流为/,方向

如图所示。在竖直方向加一个方向向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B,导线处于平衡时悬线与

竖直方向成8=37°,已知sin37°=0.6,cos37。=0.8,重力加速度为g。下列说法正确的是（）

3

A.mg=-BII

B.悬线的拉力大小为?nig

C.若增大磁感应强度，则导线静止时悬线与竖直方向的夹角将变小

D.若将导线拉到最低处由静止释放，则导线ab的最大速度为

【答案】D

【详解】AB.对导线受力分析，如图所示

根据平衡条件，可得

尸安_BIImg

tan9一,cos9

mgmgT

解得

4S

mg=-B/Z,T=-mg

故AB错误;

C.由上面选项分析可知

BII

tan9=----

mg

若增大磁感应强度，安培力增大，则悬线的偏角将增大。故C错误；

D.由受力分析可知，导线静止时的位置为等效最低点，若将导线拉到最低处由静止释放，则导线

处于等效最低点时具有最大速度，由根据动能定理，可得

1

BII-Zsin0—mgl^l—cos9）-

解得

故D正确。

故选D。

【考向10】（2025•江苏南通•二模）在倾角8=37。的光滑导体滑轨的上端接入一个电动势E=3V,

内阻?-=0.5。的电源，滑轨间距L=50cm,将一个质量m=40g,电阻R=1Q的金属棒水平放置在

滑轨上。若滑轨所在空间加一匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示。

己知sin37。=0.6,cos37。=0.8,g=10m/s2,下列说法正确的是（）

A.磁感应强度有最小值，为0.32T,方向垂直滑轨平面向下

B.磁感应强度有最大值，为0.4T,方向水平向右

C.磁感应强度有可能为0.3T,方向竖直向下

D.磁感应强度有可能为0.4T,方向水平向左

【答案】C

【详解】A.由闭合电路欧姆定律可得

对金属棒受力分析可知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，此时

产安=mgsind=0.04x10xsin37°N=0.24N

当安培力最小，且磁感应强度方向与电流方向相互垂直时，磁感应强度最小为

0.24

------T0.24T

0.5x2

由左手定则判断可知，磁感应强度的方向为垂直斜面向下，故A错误;

B.当磁感应强度方向水平向右，安培力竖直向上，当

BIL=mg

金属棒刚好静止在滑轨上，可得

mg0.04x10

BT=0.4T

7L0.5x2

但此时磁感应强度并不是最大值，故B错误;

C.当磁感应强度方向竖直向下，金属棒受到安培力方向水平向右，金属棒平衡可得

B'ILcos37°=m^sin37°

解得

,7ngsin37°0.04x10x0.6

B'=-......=-----------T=0.3T

/Lcos370.5x2x0.8

故C正确;

D.当磁感应强度方向水平向左，安培力竖直向下，不可能平衡，故D错误。

故选C。

【考向1。（多选）（2024.河北石家庄.三模）如图甲所示，匀质导体棒MN通以由M到N的恒定电

流，用两根等长的平行绝缘、轻质细线悬挂在。0'点静止于匀强磁场中，细线与竖直方向的夹角为氏

磁场方向与绝缘细线平行且向上。现使磁场方向顺时针缓慢转动（由M到N观察），同时改变磁场

的磁感应强度大小，保持细线与竖直方向的夹角8不变，该过程中每根绝缘细线拉力厂大小与磁场

转过角度a的正切值关系如图乙所示。重力加速度g取10m/s2,磁场变化过程中MN中的电流不变。

下列说法正确的是（）

A.导体棒的质量为1kgB.9=30°

C.导体棒所受安培力可能为12ND.a可能为90。

【答案】ABC

【详解】AB.由图可知当tana=0时,F=2.5^N,根据共点力平衡条件可知

7ngeos。=2F

当tana=百时，F'=5V3N,根据共点力平衡条件可知

mgcosd+尸安sina=2Fr

7ngsin。=F安cosa

解得

tan。=—

3

即

6=30°,m=lkg

故AB正确；

C.由上述分析可知导体棒重力为ION,根据力的矢量合成作图如下

可知导体棒所受安培力可能为12N,故C正确；

D.a转过90。时，安培力与细线拉力在同一直线，导体棒受力不平衡，故D错误;

故选ABC-

后考点剖析理重点

考点3：磁场中导体运动方向的判断

1.判定通电导体运动或运动趋势的思路

利用

研究对象：脚啊导体所在位置的隔强!!导体的龌固导体运动方向或

通电导线或导体■■1磁场分布情况受力情况■■1运动趋势的方向

2.几种判定方法

左手定则

电流元法分割为电流元-----＞安培力方向一＞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

环形电流一＞小磁针

等效法

条形磁铁一＞通电螺线管一＞多个环形电流

同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直

结论法

线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势

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

转换研究对象法

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

3.判断磁场中导体运动趋势的两点注意

(1)应用左手定则判定安培力方向时，磁感线穿入手心，大拇指一定要与磁感线方向垂直，四指

与电流方向一■致但不一■定与磁感线方向垂直，这是因为：F一■定与B垂直，/不一■定与2垂直.

(2)导体与导体之间、磁体与磁体之间、磁体与导体之间的作用力和其他作用力一样具有相互性，

满足牛顿第三定律.

【考向12］如图所示，边长为c的正方形金属线框Med用绝缘细线悬挂在天花板上处于静止状态，

浦边水平，带有绝缘层的长直金属导线水平固定，刚好与金属线框ad边和be边接触，线框关

于长直导线对称，长直导线通有从M到N的恒定电流，线框中通有大小为/、沿顺时针方向的恒定

电流，线框的质量为相，重力加速度为g,细线的拉力为R则()

〃〃〃/

d'--------'c

A.湖边受到的安培力方向向上

B.F<mg

C.俯视看，线框有绕悬线沿逆时针方向转动的趋势

D.长直导线中的电流在线框演边处产生的磁场磁感应强度大小为贷

【答案】D

【详解】A.同向电流相互吸引，油边受到的安培力方向向下，选项A错误；

B."边受到的安培力向下、cd边受到的安培力向下，则悬线拉力大于线框重力，选项B错误;

C.根据线框四边受到的安培力分析，线框没有转动的趋势，选项C错误；

D.线框M边受到的安培力

选项D正确。

故选D。

【考向13】（2025・浙江•一模）如图所示，为高中物理实验室常用的磁电式电流表的内部结构，基本

组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈，其物理原理就是通电线圈因受安培力而转动。电流表

的两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。关于磁电式电流表，下列说法正确的是

（）

螺延弹簧

极靴

A.铁质圆柱内部磁感应强度为零

B.线圈的磁通量始终为零

C.线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈转动

D.电流不为零，线圈停止转动后不再受到安培力

【答案】C

【详解】AB.铁质圆柱没有将磁场屏蔽，内部有磁场，即铁质圆柱内部磁感应强度不为零；磁场是

辐向分布，穿过线圈的磁通量不是始终为0,故AB错误；

CD.线圈中通电流时，线圈受到安培力的作用使线圈转动，螺旋弹簧被扭紧，阻碍线圈转动，随着

弹力的增加，当弹力与安培力平衡时线圈停止转动，故C正确，D错误。

故选C。

【考向14】（2023・甘肃•一模）法拉第电动机原理如图所示。条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心，

N极向上。一根金属杆斜插在水银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的钱链相连。电源负极

与金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中。从上往下看，金属杆（）

A.在金属杆和导线所在平面内绕钱链向上摆动

B.在金属杆和导线所在平面内绕钱链向下摆动

C.绕钱链和磁铁连线顺时针转动

D.绕钱链和磁铁连线逆时针转动

【答案】D

【详解】电源、金属棒、导线和水银组成闭合电路，金属棒中有斜向上方的电流，根据左手定则可

知，图示位置导电金属杆受垂直纸面向里的安培力，从上往下看，金属杆将绕钱链和磁铁连线逆时

针转动。

故选D。

【考向15】（2023•河北保定•二模）如图所示，用一段导线围成半径为R的圆弧4B,圆弧4B所对应的

圆心角为6=300。，圆心为。，导线中通有顺时针方向的电流，在导线所在的平面（纸面）内加某

一方向的匀强磁场，导线受到的安培力最大且方向垂直纸面向外。则下列说法正确的是（）

AB

A.磁场方向垂直48向下

B.若仅将导线绕。点在纸面内顺时针转过30。，安培力变为原来的日

C.若仅将导线绕。点在纸面内顺时针转过90。，安培力的方向不变

D.仅将磁场方向变为垂直纸面向外，安培力的大小和方向均发生变化

【答案】B

【详解】B.由图可知导线的有效长度等于圆弧的半径R,旋转前导线所受的安培力大小为

F=BIR

若导线绕。点顺时针转过30。，则磁场与48连线的夹角为60。，则导线所受的安培力大小为

V3

F=B/Rsin600=一BIR

2

故B正确；

A.由左手定则可判断，磁场的方向垂直48向上，故A错误；

C.若导线绕。点顺时针转过90。，磁场与力B平行，则导线所受的安培力为零，故C错误；

D.仅将磁场方向变为垂直纸面向外，则磁场与仍垂直，导线所受的安培力垂直AB向下，磁场力

的大小仍为

F=BIR

D错误。

故选B。

【考向16】（多选）（2024・云南曲靖•二模）如图所示，x轴上有两根垂直无轴放置的平行长直导线°、

b,两导线中通有方向相同且大小分别为/、2/的电流，两导线相距小已知通电长直导线在其周围

某点产生的磁感应强度B的大小与导线中的电流/成正比，与该点到导线的距离r成反比，即B=fcr-（fc

为常量）。导线横截面积大小忽略不计，下列说法正确的是（）

ab

-0/--------21X

A.导线a、6相互排斥

B.导线a、b相互吸引

C.久轴上有2个点的磁感应强度为零

D.导线a、6之间磁感应强度为零的点到。的距离为，

【答案】BD

【详解】AB.由安培定则可知，导线。在6点产生的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，导线

6受力向左，根据牛顿第三定律，导线。受力向右，相互吸引，故A错误，B正确；

CD.由安培定则可知，在导线。左侧和导线b右侧产生的磁场方向相同，合场强不可能为零，所以

磁感应强度为零的点在两导线之间，设到。的距离为心则有

解得

久="轴上只有1个点的磁感应强度为零，到。的距离为右故C错误，D正确。

故选BDo

电第1真题耨婶规范练

【真题1】（2021•全国•高考真题）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO

与。'Q在一条直线上，P。'与。厂在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流/,电流方向如图

所示。若一根无限长直导线通过电流/时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为8,

则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（）

Q

•N

O'

A.B、0B.0、2BC.22、2BD.B、B

【答案】B

【详解】两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在/处的磁

感应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故M处的磁感应强度为零；两直导线在N处的磁感

应强度方向均垂直纸面向里，故N处的磁感应强度为22；综上分析B正确。

EO'Q

【真题2】（2023•江苏•高考真题）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为&L形导线通以恒定电流/,

放置在磁场中.已知成边长为2/,与磁场方向垂直，be边长为/,与磁场方向平行.该导线受到的

安培力为（）

a

£

J，C

A.0B.BIlC.2BIID.V5F//

【答案】C

【详解】因6c段与磁场方向平行，则不受安培力；M段与磁场方向垂直，则受安培力为

Fab=BI-2l=2BIl

则该导线受到的安培力为2BII。

故选C。

【真题3】（2024•浙江・高考真题）磁电式电表原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还

有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈。b.c

和1为磁场中的四个点。下列说法正确的是（）

A.图示左侧通电导线受到安培力向下B.小b两点的磁感应强度相同

C.圆柱内的磁感应强度处处为零D.c,d两点的磁感应强度大小相等

【答案】A

【详解】A.由左手定则可知，图示左侧通电导线受到安培力向下，选项A正确；

B.a、b两点的磁感应强度大小相同，但是方向不同，选项B错误；

C.磁感线是闭合的曲线，则圆柱内的磁感应强度不为零，选项C错误；

D.因c点处的磁感线较d点密集，可知c点的磁感应强度大于1点的磁感应强度，选项D错误。

故选Ao

【真题4】（2022•湖南•高考真题）如图3,直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴

00'±,其所在区域存在方向垂直指向。。，的磁场，与。。，距离相等位置的磁感应强度大小相等且不

随时间变化，其截面图如图"）所示。导线通以电流/,静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为凡

下列说法正确的是（）

0(0)

图(a)图(b)

A.当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由N指向M

B.电流/增大，静止后，导线对悬线的拉力不变

C.tan。与电流/成正比

D.sin。与电流/成正比

【答案】D

【详解】A.当导线静止在图（a）右侧位置时，对导线做受力分析有

©0(0)

可知要让安培力为图示方向，则导线中电流方向应由M指向N,A错误;

BCD.由于与。0,距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，有

sin。=—,FT-mgcosO

则可看出sin。与电流/成正比，当/增大时。增大，则cos。减小，静止后，导线对悬线的拉力各减

小，BC错误、D正确。

故选D。

【真题5】（2024•贵州•高考真题）如图，两根相互平行的长直导线与一“凸”形导线框固定在同一竖

直平面内，导线框的对称轴与两长直导线间的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相

反的恒定电流人、12,且则当导线框中通有顺时针方向的电流时，导线框所受安培力的合力

方向（）

1

2

A.竖直向上B.竖直向下C.水平向左D.水平向右

【答案】C

【详解】根据右手螺旋定则可知导线框所在磁场方向向里，由于人＞/2,可知左侧的磁场强度大，

同一竖直方向上的磁场强度相等，故导线框水平方向导线所受的安培力相互抵消，根据左手定则结

合F=8〃可知左半边竖直方向的导线所受的水平向左的安培力大于右半边竖直方向的导线所受的

水平向右的安培力，故导线框所受安培力的合力方向水平向左。

故选C。

【真题6］（多选）（2021•福建・高考真题）如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面,

导线与坐标平面的交点为。、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位

于坐标原点。，e为cd的中点且在y轴上；四条导线中的电流大小相等，其中过。点的导线的电流方

向垂直坐标平面向里，其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则（）

疹----------2

-------2——屯d

A.。点的磁感应强度为0

B.。点的磁感应强度方向由。指向c

C.e点的磁感应强度方向沿y轴正方向

D.e点的磁感应强度方向沿y轴负方向

【答案】BD

【详解】AB.由题知，四条导线中的电流大小相等，且到。点的距离相等，故四条导线在。点的

磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四条导线中在。点产生的磁感应强度方向，如图所

示

由图可知，斗与筑相互抵消，Ba与Bd合成，根据平行四边形定则，可知。点的磁感应强度方向由。

指向c,其大小不为零，故A错误，B正确；

CD.由题知，四条导线中的电流大小相等，a、b到e点的距离相等，故a、b在e点的磁感应强度

大小相等，c、d到e点的距离相等，故c、d在e点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，

四条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示

由图可知与与蜃大小相等，方向相反，互相抵消；而见与为大小相等，方向如图所示，根据平行四

边形定则，可知两个磁感应强度的合磁感应强度沿y轴负方向，故C错误，D正确。

故选BD。

【真题7】（多选）（2024・福建・高考真题）将半径为r的铜导线半圆环AB用两根不可伸长的绝缘线a、

6悬挂于天花板上，置于垂直纸面向外的大小为8的磁场中，现给导线通以自A到8大小为/

的电流，则（）

A.通电后两绳拉力变小B.通电后两绳拉力变大

C.安培力为兀B/rD.安培力为

【答案】BD

【详解】AB.根据左手定则可知，通电后半圆环受到的安培力竖直向下，根据受力分析可知，

通电后两绳拉力变大，故A错误，B正确；

CD.半圆环AB所受安培力的等效长度为直径A8,则安培力大小为

F=BI-2r=2BIr

故C错误，D正确。

故选BD。

【真题8］（多选）（2022・湖北.高考真题）如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放

在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向

与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角6可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向

的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加

速时，加速度的最大值为日g;减速时，加速度的最大值为百g,其中g为重力加速度大小。下列说

法正确的是（）

A.棒与导轨间的动摩擦因数为£

B.棒与导轨间的动摩擦因数为9

C.加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，0=60。

D.减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，0=150。

【答案】BC

【详解】设磁场方向与水平方向夹角为仇，/<90。;当导体棒加速且加速度最大时，合力向右最大,

根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向右上方，磁场方向斜向右下方，此时有

Fsin61—林(mg—Feos%)=7ndi

令

1

cosa=,

sina=,

1+〃2

根据数学知识可得

Fsin(6i+a)=〃?72g+mar

则有

sm(%+a)=­-------r-<1

同理磁场方向与水平方向夹角为。2,02<90°,当导体棒减速，且加速度最大时，合力向左最大，根

据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向左下方，磁场方向斜向左上方，此时有

FsinW+Agg+Feos%)=tna2

有

m,

F(J1+”2)sin(02+a)=ma2-MS

所以有

ma-umq

sin(e+a)=