2027届新高考物理热点精准复习　磁场的描述　磁场对电流的作用

2027届新高考物理热点精准复习磁场的描述磁场对电流的作用学习目标:1.了解磁场,掌握磁感应强度的概念,会用磁感线描述磁场。2.会判断通电直导线和通电线圈周围的磁场方向。3.会判断安培力的方向,会计算安培力的大小,了解安培力在生产、生活中的应用。√√××××××√×解析

1.√

2.√3.×

磁感线是为描述磁场而假想的曲线,实际并不存在。4.×

磁感线在磁体外部由N极指向S极,在内部由S极指向N极,形成闭合曲线。5.×

除赤道外,地磁场方向并非水平。南京处于北半球,磁场方向向北并向下倾斜。6.×

B是磁场本身的性质,与

I、L

无关。该式为比值定义式。7.×

可能因电流方向与磁场方向平行而导致安培力为零,不能断定B为零。8.×

磁感应强度方向与电流元受力方向垂直,规定为小磁针N极受力方向。9.√10.×

左手定则仍适用,此时安培力大小为BILsin

θ,其中θ为磁感应强度B的方向与电流I的方向之间的夹角。安培力的方向仍垂直于B与I构成的平面。考点一安培定则的应用与磁场的叠加1.磁场与磁感应强度(1)磁场的基本性质磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有

的作用。

(2)磁感应强度①物理意义:描述磁场的强弱和

。

②定义式:B=

(通电导线垂直于磁场的情况下)。

③方向:小磁针静止时N极所指的方向。④单位:特斯拉,简称特,符号为T。(3)匀强磁场磁场中各点的磁感应强度的大小

、方向

,磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线。

力方向

相等相同(4)地磁场①地磁的N极在地理

附近,S极在地理

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

,且方向水平

。

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。南极北极相等向北2.磁感线的特点(1)磁感线上某点的

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

。

(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,在磁体外部,从

指向

;在磁体内部,由

指向

。

(4)同一磁场的磁感线不中断、不

、不相切。

(5)磁感线是假想的曲线,客观上并不存在。切线强弱N极S极S极N极相交3.几种常见的磁场(1)条形磁体和蹄形磁体的磁场(如图所示)(2)电流的磁场

项目直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场安培定则

立体图

项目直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场横截面图

从上往下看

从左往右看

从左往右看纵截面图

考向1

安培定则的应用典例1

(2025南通名校联盟联考)如图所示,直导线上AB两点、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,小磁针N极(黑色端)指示磁场方向正确的是(

)A.a

B.bC.c

D.dC考向2

磁场的叠加(1)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。如图所示,导线M、N在c点产生的磁场为BM、BN。(2)应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁场B。

B考点二安培力的大小和方向1.安培力:

在磁场中受的力称为安培力。

2.安培力的大小(1)当B、I垂直时,F=

。

(2)若B与I夹角为θ,将B沿垂直于I和平行于I的方向正交分解,取垂直分量,可得F=

。

注意:θ是磁感应强度的方向与导线的夹角。当θ=0或180°,即磁感应强度的方向与导线平行时,F=0。通电导线IlBIlBsinθ(3)通电导线的有效长度①当通电导线弯曲时,L是导线两端的有效直线长度(如图所示)。②对于任意形状的闭合线圈,其有效长度均为零,所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。3.安培力的方向(左手定则)(1)伸出左手,让拇指与其余四指

,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

方向。

(3)

所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

垂直于磁场和电流决定的平面垂直电流拇指考向1

安培力的方向典例3

(2022江苏卷)如图所示,两根固定的通电长直导线a、b相互垂直,a平行于纸面,电流方向向右,b垂直于纸面,电流方向向里,则导线a所受安培力方向(

)A.平行于纸面向上B.平行于纸面向下C.左半部分垂直纸面向外,右半部分垂直纸面向里D.左半部分垂直纸面向里,右半部分垂直纸面向外C解析

根据安培定则,可判断出导线a左侧部分的空间磁场方向斜向右上方,右侧部分的磁场方向斜向右下方,根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外,右半部分垂直纸面向里,故选C。

C对点演练

(2025南京、盐城一模)如图所示,一段通以恒定电流的软导线处于匀强磁场中,导线两端位于同一高度。现将导线左端固定,右端水平向右缓慢移动。则磁场对通电导线的作用力(

)A.变小 B.不变C.变大 D.先变大后变小C

C

考点三安培力作用下导体的平衡问题通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合问题,这类题目的难点是题图往往具有立体性,各力的方向不易确定等。因此解题时一定要先把立体图转化为平面图,通过受力分析建立各力的平衡关系。(1)求解安培力作用下导体平衡问题的关键画受力图→三维图

二维平面图,即通过画俯视图、剖面图、侧视图等,将立体图转换为平面受力图。(2)求解安培力作用下导体平衡问题的基本思路①选定研究对象;②变三维图为二维图,如侧视图、剖面图或俯视图等,并画出平面受力分析图,其中安培力的方向要注意F⊥B、F⊥I;③列平衡方程。

D考点四安培力作用下的力学综合问题安培力和重力、弹力、摩擦力一样,会使通电导体在磁场中平衡、转动、加速,也会涉及做功问题。解答时一般要用到动能定理、能量守恒定律等。考向1

安培力作用下导体加速问题典例7

如图所示,水平地面上平行放置两根足够长的通电直导线a和b,电流大小相等,方向垂直纸面向里,竖直线MN位于直导线a、b的中垂面上。通电直导线c中的电流方向垂直纸面向外。现在从M点由静止释放直导线c,直导线c可沿中垂面落至地面上的N点。整个过程导线a和b静止不动,不计空气阻力,则由M点运动到N点的过程中(

)A.导线c在M点受到的安培力水平向右B.导线c在M点受到的安培力竖直向下C.导线c可能做加速度一直增大的加速运动D.导线c可能做加速度一直减小的加速运动C解析

根据右手螺旋定则可知通电直导线a和b在M点的磁场方向如图所示,由矢量的叠加可知通电直导线a和b在M点的磁场方向水平向右,根据左手定则可知导线c在M点受到的安培力方向竖直向上,故A、B错误;距离N点无穷远处,磁感应强度为零,N点磁感应强度为零,所以从无穷远处到N点磁感应强度先增大后减小,由于不清楚M点的位置,所以通电直导线c所受安培力可能先增大后减小,也可能一直减小,结合牛顿第二定律mg-F=ma,可知导线c可能做加速度一直增大的加速运动,也可能先做加速度减小的加速运动再做加速度增大的加速运动,故C正确,D错误。考向2

安培力做功问题典例8

“电磁炮”的原理结构示意图,如图所示。光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1×102T。“电磁炮”弹体总质量m=0.2kg,其中弹体在轨道间