2026上海春季高考物理考试总复习：专题21 电流的磁场及磁感应强度（知识梳理+考点精讲）（原卷版）

=page11专题21电流的磁场及磁感应强度（原卷版）1、知道三种形式的电流周围形成的磁场，理解右手螺旋定则2、会判断各种电流周围的磁场方向及强弱3、知道磁感应强度的定义，理解磁感应强度的叠加知识点一、磁场、磁感线1、磁体（1）磁性：能够吸引铁、钴、镍的性质叫做磁性（2）磁体：具体磁性的物体。（3）磁极：磁体上磁性最强的部分南极（S）：能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极北极（N）：能够自由转动的磁体，静止时指北的那个磁极（4）磁体间相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。2、磁场（1）定义：磁体或电流周围存在一种特殊物质，这种特殊的物质叫磁场。（2）磁场的基本性质：传递磁体与磁体、磁体和电流、电流和电流之间的相互作用，对放入其中的磁体和电流产生力的作用。（3）磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向即小磁针静止时北极指向。（4）磁现象的电本质：最早揭示磁现象电本质的是安培提出的分子电流假说。分子电流排列由无序变成有序，则该物体被磁化了；分子电流（由于物体高温、撞击）由有序变成无序，称该物体去磁了。磁体、电流和运动电荷的磁场都产生于电荷的运动，磁场对磁体、电流和运动电荷的作用都归结为磁场对运动电荷的作用。磁场是物质存在的一种形式。磁场对磁体、电流都有磁力作用与用检验电荷检验电场存在一样，可以用小磁针来检验磁场的存在。如图所示为证明通电导线周围有磁场存在——奥斯特实验，以及磁场对电流有力的作用实验。3、磁场的方向在电场中，电场方向是人们规定的，同理，人们也规定了磁场的方向。

规定：在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。

确定磁场方向的方法是：将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针N极的指向即为该点的磁场方向。

磁体磁场：可以利用同名磁极相斥，异名磁极相吸的方法来判定磁场方向。4、磁感线

（1）定义：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线。（2）磁感线的特点：①磁感线在磁体的外部都是从北极（N极）出来进入南极（S极），在磁体的内部则是由南极通向北极，形成一条闭合曲线。②磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向在过该点的磁感线的切线上。③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断。（3）磁体磁场①条形磁铁磁感线的分布情况如图所示。②蹄形磁铁磁感线的分布情况如图所示。5、地球磁场地球的地磁场，其主要特点有三个：（1）地磁场与条形磁铁的磁场相似，地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，磁感线分布如图10-3所示。（2）地磁场B的水平分量（）总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。（3）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。知识点二：电流的磁场一、奥斯特实验1、发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特首先发现通电导线周围存在磁场，揭示了电流的磁效应。2、奥斯特实验（1）实验装置如图所示（2）实验现象：当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动（3）注意事项：导线应沿南北方向水平放置（4）实验结论：通电导线周围存在磁场，即电流可以产生磁场二、几种电流周围的磁场1．通电直导线通电直导线周围的磁场满足右手螺旋定则，又名安培定则通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；2．通电螺线管及环形电流通电螺线管及环形电流中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。我们通常用表示垂直纸面向里的电流，用⊙表示垂直纸面向外的电流我们通常用×表示垂直纸面向里的磁场方向，用·表示垂直纸面向外的磁场方向三、地磁场地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：（1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，磁感线分布如图（2）地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极（朝北），竖直分量（By）则南北相反。在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。（3）在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感应强度认为相等，且方向水平向北。一、考点一、地磁场及其磁感线分布1．东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”（如图所示），是我国古代用来指示方向的工具。“司南”能指南北的原因是（

）A．月球磁场的作用 B．地球磁场的作用C．司南和月球之间万有引力的作用 D．司南和地球之间万有引力的作用2．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是（）A．“磁星"周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示B．距“磁星”很远处磁感线中断C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场D．“磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，磁感线可能相切3．在宇宙环境中，地磁场保护着地球，地质记录表明，自地球在46亿年前形成以来，已经有过数百次地磁反转，也就是说，地球的磁场在“反极性”（地磁场方向与现在的方向相反）和“正极性”（地磁场方向与现在的方向相同）之间不断变换。物理学家的研究认为，地球的磁极反转在未来仍可能会发生。下列关于地磁反转期间的说法正确的是（）A．对依靠磁场进行导航的物种不会有影响B．若地磁场处于最弱的状态时，就不会对地球生物的生存有影响C．太阳辐射的高能粒子直接轰击地球的大气层，可能引发一些疾病D．地球磁场的反转可能是瞬间发生，而不是一个缓慢、渐进的过程4．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合材料，回答问题：（1）地球磁场的地磁南极在附近。（选填“地理南极”或“地理北极”）（2）若在地球内部地心处放一个指南针，那么指南针的N极指向（选填“地理南极”或“地理北极”）二、考点二、磁感应强度的定义和物理意义5．关于磁感应强度，下列说法中正确的是（）A．磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的通电导线有关B．磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的通电导线方向垂直C．在磁场中某点的通电导线不受磁场力的作用时，该点磁感应强度大小一定为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大6．电场中电场强度E和磁场中磁感应强度B，这两个物理量都是通过（

）A．控制变量方法建立的 B．科学假设方法建立的C．比值定义方法建立的 D．类比方法建立的7．磁感应强度的单位用国际单位制的基本单位可表示为（）A． B． C． D．8．规律中，若B单位取特斯拉，I单位取安培，则k的单位是（用国际单位制基本单位表示）。三、考点三、磁感应强度的矢量性与叠加9．如图所示，在直角三角形ABC的B、C处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中电流的大小相等，方向均垂直于三角形平面但方向相反，∠ABC=30°，D为AB边中点，已知C处的电流在A点产生的磁场磁感应强度大小为，则D点磁场的磁感应强度大小为（

）A．0 B． C． D．10．已知通电长直导线在周围某点产生的磁感应强度大小为，即磁感应强度大小B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线M、N相距为，长直导线M中通以大小为I0、方向竖直向上的电流P、O、Q为同一水平线上间距相等的三个点，其中PO两点关于长直导线M对称，O点到直导线M、N的距离相等。已知O处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外。下列说法正确的是（）A．长直导线N中通以大小为，方向竖直向下的电流；Q处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里B．长直导线N中通以大小为，方向竖直向上的电流；P处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外C．长直导线N中通以大小为方向竖直向上的电流；P处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外D．长直导线N中通以大小为，方向竖直向上的电流；Q处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里11．如图，两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边的A和B处。两根通电导线各自在C点处产生的磁感应强度大小均为B，则C点处的磁感应强度（）

A．大小为B，方向与A垂直B．大小为B，方向与AB平行C．大小为，方向与AB垂直D．大小为，方向与AB平行12．如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线，中的电流方向向左，中的电流方向向上；的正上方有a、b两点，它们相对于对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂直于纸面向外。则流经的电流在b点产生的磁感应强度大小为，流经的电流在b点产生的磁感应强度大小为。四、考点四、直线电流周围的磁场环形电流和通电螺线管周围的磁场13．铁环上绕有绝缘的通电导线，环竖直放置，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向为（）A．向下B．向上C．垂直纸面向里D．垂直纸面向外14．法国物理学家安培发现了关于电流周围产生的磁场方向问题的安培定律，根据安培定律，下列各图中，已标出电流I和磁感应强度B的方向，其中正确的是（）A． B． C． D．15．三根电阻相同的电阻丝连接成一个闭合的正三角形线框，O为正三角形线框的中心。当强度为I的电流从a点流入c点流出时，ac边在O点产生的磁场方向为（选填：“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知通电直导线在O点产生磁场的磁感应强度与导线中的电流强度成正比，若ac边在O点产生的磁场磁感应强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为。16．三根平行长直导线a、b、c中，通有大小相等、方向如图所示的恒定电流。其中a、b固定，c从a、b连线中点出发，沿a、b连线的中垂线方向逐渐远离a、b。运动过程中，c所在位置磁感强度的大小将，c受到的安培力对c的做功情况是：。五、考点五、磁感应强度的矢量性与叠加17．长直导线通以与时间成正比的电流，该电流会在其周围产生（）A．随时间变化的匀强磁场 B．随时间变化的非匀强磁场C．不随时间变化的匀强磁场 D．不随时间变化的非匀强磁场18．如图所示，A、B为两根足够长的垂直于纸面的通电直导线，导线通有大小相等，方向相同的电流，在纸面内，A、B连线的中点为O点，C、D分别为连线、中垂线上的两点，下列说法正确的是（）A．O点的磁感应强度为零B．C点磁感应强度方向沿CO连线背离O点C．D点磁感应强度方向沿DO连线指向O点D．若在该空间垂直纸面放上一根与A、B电流方向相同的通电直导线，则导线在O处受安培力最大19．如图，某科技小组要探究长直导线周围磁场分布情况，将长直导线沿南北方向水平放置，在导线正下方的P处放置一枚可自由转动的小磁针。当导线中通以恒定电流后，小磁针N极向纸外偏转，则下列说法正确的是（）A．导线不通电时，小磁针的N极指向南方B．导线中的电流方向由北指南C．将磁针远离导线，磁针与导线的夹角将增大D．磁针静止后与导线的夹角等于90°20．如图所示，两根平行长直导线分别水平固定在正方形CEDF的E、F两个顶点处，分别通有大小相等方向相反的电流，E处的电流向里，F处的电流向外。已知C点处的磁感应强度大小为B，则关于D点处的磁感应强度大小和方向，下列说法正确的是（）A．大小为，方向竖直向下B．大小为B，方向竖直向下C．大小为，方向水平向右D．大小为B，方向水平向右六、综合题21．两组同学分别测量通电螺线管内磁感强度分布实验，两组实验得到如图所示同一坐标下的B-d的图线，已知两组同学实验操作准确合理，仪器正常工作，则图线不同的可能原因是（）A．传感器在螺线管轴线上移动，两组螺线管加的电压不同B．传感器在螺线管轴线上移动，两组移动传感器速度不同C．传感器在螺线管轴线上移动，一次在螺线管内部移动，另一次在螺线管外部移动D．传感器在螺线管轴线上移动，两组传感器移动的方向相反22．如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧，当闭合开关S后，不计其他磁场的影响，小磁针静止时N极的指向是（）A．向右 B．向左C．向上 D．向下物理学基础理论的重大进展往往能促进科学技术的发展，中国的科学家和工程师近年来对强磁场技术进行了广泛的研究和开发，在强磁场技术发展和进步的过程中自主研发了高强度磁共振成像技术，用于诊断心脑血管疾病和发现肿瘤等。23．磁感应强度B的单位是特斯拉，若用国际单位制中的基本单位表示特斯拉，正确的是（）A．N/（A·m） B．kg/（A·s2） C．T D．kg/（A·s）24．下列说法中正确的是（）A．通电导线在空间中某处不受安培力作用，则该处的磁感应强度一定为零B．磁感应强度定义式，也适用于电流与磁场不垂直的情况C．小磁针N极所受磁场力的方向就是磁场的方向D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱25．如图，小磁针在地磁场作用下静止时N极指向北方，现有一束电子由北向南匀速通过小磁针正上方，小磁针转动后再次静止时N极指向（）A．北方 B．西方 C．北偏西方向 D．北偏东方向26．如图所示，有两个线圈套在条形磁铁的中间，面积大小，则磁体（选填“外部”或“内部”）磁感线从N极出发指向S极，穿过两线圈的总磁通量。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。27．电视机显像管的偏转线圈示意图如图所示，某时刻电流方向如图所示，则环心O处的磁场方向（）A．向上 B．垂直于纸面向里C．向下 D．垂直于纸面向外28．如图所示，a、b和c三个完全相同的矩形绝缘线框与通电直导线在同一平面内，其中a关于直导线左右对称，b和c的右侧平行于直导线且在一直线上，通过a、b和c三个线框的磁通量分别为、和，则（）A． B．C． D．29．四根电阻均匀分布的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框，O为正方形线框的中点。当大小为的电流从a点流入d点流出时，ad边在O点产生的磁场方向为（选填“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知直导线在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比，若ad边在O点产生的磁场磁感应强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为。30．如图所示是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似于打点计时器。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到对外充气的效果。回答下列问题：（1）当电流从电磁铁的接线柱a流入时，发现小磁铁向下运动，则小磁铁的上端为（选填“N”或“S”）极。（2）通入充气泵的电流方向应该是（选填“变化”或“不变”）的。（3）为增强磁场，电磁铁的铁芯绕在磁性材料上，而磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料，这种电磁铁的铁芯应该采用（选填“硬”或“软”）磁性材料。（注意：硬磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，仍保留剩磁；软磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，基本不保留剩磁。）地球可以看作一个天然的大磁体。地磁场对人类的生存和活动都有着重要意义，31．地球表面上水平放置的指南针可以“指南”，相关解释正确的是（）A．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方B．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向南方C．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向北方D．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向南方32．某同学受奥斯特和安培实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下：（1）如图甲所示，让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意作直线ab、cd，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向（选涂A“相同”B“相反”）。（2）改变电流大小，小磁针指向将（选涂A“变化”B“不变”）；（3）请在图乙中画出通电长直导线周围的磁感线平面分布图。（要求：画出三条磁感线）33．据测量，地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为（1）1T=1（