2020-2021学年高二物理人教版选修3-1(第03章磁场 1-6节)

磁场

课时1磁现象和磁场...............................01

课时2磁感应强度.................................06

课时3几种常见的磁场.............................11

课时4通电导线在磁场中受到的力...................21

课时5运动电荷在磁场中受到的力...................37

课时6带电粒子在匀强磁场中的运动.................48

第三章磁场

课时1磁现象和磁场

K知识

一、磁现象

i.磁性：天然磁石和人造磁体都叫做一，它们都能吸引一物体，我们把这种性质叫做磁性。

2.磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫做—。悬吊的小磁针静止时，指南的磁极

叫做又叫S极；指北的磁极叫做又叫做N极。

二、电流的磁效应

1.磁极间的相互作用：自然界中的磁体总存在着一个磁极，磁极间的相互作用规律是同名磁极相

互—，异名磁极相互—。

2.电流的磁效应：电流与磁体间相互作用的现象称为电流的—，电流的磁效应是丹麦物理学家—发

现的。

三、磁场

1.正像电荷之间的相互作用是通过电场发生的，磁体与—之间、磁体与之间，以及通电导体

与一之间的相互作用是通过一发生的。

2.周围和周围存在着磁场。

四、地球的磁场

1.地球是一个大磁体：地球的地理南极与地磁南极并不重合，地磁的北极位于地理的附近，地

磁的南极位于地理的附近。

2.地球的两极和地磁的两极并不重合，因此，指南针并不准确地指向南北，其间有一个夹角，这就是

地磁偏角，简称o磁偏角的数值在地球上不同地点是的。

3.宇宙中许多天体都有磁场，太阳表面的黑子、耀斑和太阳风等活动都与的磁场有关。而火星

上不像地球上那样有一个全球性的磁场，因此不能在火星上工作。

永磁体铁质磁极南极北极

两排斥吸引磁效应奥斯特

磁体通电导体通电导体磁场磁体通电导体

南极北极磁偏角不同太阳指南针

K重点

磁场

i.基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷都有磁场力的作用。

2.方向：小磁针N极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时北极的指向。

【例题】如图所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时二者在纸面内平行放置。当导线中通

以如图所示的电流时，发现小磁针的N极向里，S极向外，停留在与纸面垂直的位置上。这一现象说明

A.小磁针感知到了电流的磁场

B.小磁针处磁场方向垂直纸面向里

C.小磁针处磁场方向垂直纸面向外

D.若把小磁针移走，该处就没有磁场了

参考答案：AB

试题解析：小磁针可以检验磁场的存在与否，当导线中通入电流时，在导线的周围就产生了磁场。在小磁

针位置处的磁场方向为N极的受力方向，即垂直纸面向里，故AB正确，C错误；电流的磁场是客观存在的，

不会随小磁针的移走而消失，只要导线中有电流存在，磁场就会存在，故D错误。

K好题

K基础

1.某同学想重做奥斯特实验，于是他在直导线下面放一个小磁针，待小磁针不再摆动时.，在直导线中通上较大

的直流电，但是小磁针并没有偏转，这可能是因为

A.导线与磁针平行

B.导线与磁针垂直

C.导线是东西放置的

D.导线是南北放置的

2.下列可能发生相互作用的是

A.静止电荷对固定通电直导线

B.固定磁铁对静止电荷

C.磁铁对运动甩荷

D.磁铁对电流

3.关于地磁场，下列叙述正确的是

A.地球的地磁两极和地理两极重合

B.我们用指南针确定方向，指南的一极是指南针的北极

C.地磁的北极与地理的南极重合

D.地磁的北极在地理南极附近

4.我们根据奥斯特实验、罗兰实验以及安培分子电流假说，形成了统一认识：产生磁场的根本原因是

A.磁铁B.金属导线

C.静止电荷D.运动电荷

5.奥斯特实验说明了

A.磁场的存在

B.磁场具有方向性

C.通电导线周围存在磁场

D.磁体间有相互作用

6.磁体和磁体间、磁体和电流间、电流和电流间相互作用的示意图，以下正确的是

A.磁体=磁场Q磁体

B.磁体Q磁场=电流

C.电流Q电场O电流

D.电流=磁场=电流

7.下列天体周围都存在磁场，其中指南针不能在其上工作的是

A.地球B.太阳

C.水星D.火星

8.把一个条形磁铁悬挂起来，则条形磁铁的N极应指向

A.地理正北极B.地理正南极

C.地磁北极D.地磁南极

K能力

9.实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是

A.硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁

B.硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝

C.磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多

D.硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引

10.2014年我国地质探矿队伍发现，在天津某地一面积约4万平方公里地区的地磁场十分异常。勘探队伍

推测该地区地下可能蕴藏着

A.铜矿B.铁矿C.煤矿D.石油

11.为了保护磁卡或带有磁条的存折上的信息，下列说法错误的是

A.应注意磁卡或带有磁条的存折不放在高温环境中

B.不能将磁卡或带有磁条的存折靠近产生强磁场的家用电器旁边

C.不能将磁卡或带有磁条的存折折叠放置

D.不能用手触摸磁卡，特别是不要触摸背面的黑条，以免弄脏

12.在隧道工程以及矿山爆破作业中，部分未爆炸的炸药残留在爆破孔内，很容易发生人员伤亡事故。为

止匕科学家制造了一种专门的磁性炸药，在磁性炸药制造过程中掺入了10%的磁性材料——钢铁氧体,

然后放入磁化机磁化。使用磁性炸药一旦爆炸，即可安全消磁，而遇到不爆炸的情况可用磁性探测器

测出未爆炸的炸药。已知掺入的钢铁氧体的消磁温度约为400°C,炸药的爆炸温度约2240℃~3

1000C,一般炸药引爆温度最高为140C左右。以上材料表明

A.磁性材料在低温下容易被磁化B.磁性材料在高温下容易被磁化

C.磁性材料在低温下容易被消磁D.磁性材料在高温下容易被消磁

13.指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是

A.指南针可以仅具有一个磁极

B.指南针能够指向南北，说明地球具有磁场

C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰

D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转

答案解析

1.BC【解析】没有其他磁场存在时，小磁针仅受地磁场的作用，静止时将指向南北方向。要使小磁针发生偏转，

直线电流的磁场就不能再沿南北方向。因为受地磁场的影响，当小磁针静止时，磁针指向南北方向，如果磁

针上方的导线东西放置，电流的磁场在磁针处也是南北方向，磁针有可能不偏转，BC正确，AD错误。

2.CD【解析】各种磁体间发生作用的实质是运动电荷之间通过磁场发生的，因此根据磁体间作用的相互性可知，

磁体不可能对静止电荷产生磁场力，故选项AB错误，选项CD正确。

3.D【解析】地球是一个大磁体，其磁北极（N极）在地理南极附近，磁南极（S极）在地理北极附近，并不重

合。指南针指南的一极应该是磁针的南极（S极），选项D正确。

4.D【解析】磁现象的本质来源于运动电荷，因此一切磁现象都可以归结为运动电荷产生磁场并通过磁场发生相

互作用，故D项正确。

5.C【解析】放在通电直导线附近的小磁针受力偏转，说明通电导线周围存在磁场。

6.ABD【解析】磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间都是通过磁场进行相互作用的。

7.D【解析】火星不像地球那样有一个全球性的磁场，因此指南针不能在火星上工作。

8.D【解析】地磁场在地球外部由地磁北极指向地磁南极，因此，条形磁铁的N极应指向地磁南极，选项D

正确。

9.D【解析】一元硬币为钢芯镀锲，钢和镶都是磁性材料，放在磁体的磁场中能够被磁化，因而能够被磁体吸引，

故D正确。

10.B【解析】因该地区的地磁场十分异常，可知此处必然有被磁化的磁性材料，故推测该地区地下可能蕴

藏着铁矿，故选B。

11.D【解析】主要是防止原有信息被去掉或被其他强磁场重新磁化。为保护磁卡或带有磁条的存折上的信

息，应注意磁卡或带有磁条的存折不放在高温环境中，不宜长期贴身携带，不宜在太阳下暴晒，不宜

放在其他高温装置旁边，A正确；应注意不让磁卡或带有磁条的存折剧烈地震动，不要将磁卡或带有

磁条的存折靠近产生强磁场的家用电器旁边，以免被强磁场重新磁化而失去原来的重要信息，B正确；

不能将磁卡或带有磁条的存折折叠放置，C正确；用手触摸磁卡，触摸背面的黑条，不会使原有信息被

丢掉，D错误；本题选错误的，故选D。

12.AD【解析】由安培分子电流假说可知，低温情况下，分子运动不剧烈，在外磁场的作用下，分子环形电流

的磁极趋向基本一致，因而易被磁化，而高温时，分子剧烈运动，导致趋向基本一致的分子环形电流的磁极

趋向重新变得杂乱无章，进而达到消磁目的，AD正确，BC错误。

13.BC【解析】指南针是一个小磁针，故也有两个磁极，选项A错误；指南针能够指向南北，说明地球具

有磁场，选项B正确；指南针是一个小磁针，故它的指向会受到附近铁块的干扰，选项C正确；在指

南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时，导线的下方有垂直导线的磁场，故指南针会

发生偏转，选项D错误。

课时2磁感应强度

K知识

一、磁感应强度的方向

物理学中把小磁针在磁场中静止时所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向。

二、磁感应强度的大小

1.电流元：在物理学中，把很一段通电导线中的电流/与导线长度e的—叫做电流元。

2.磁感应强度的定义：将一个电流元垂直放入磁场中的某点，电流元受到的—跟该—的比值叫做该

点的磁感应强度。

3.定义式：B=—o

IL

4.磁感应强度的单位：在国际单位制中的单位是简称特，符号为—。由力尸、电流/和长度L

的单位决定，长度为的导线通入的电流，垂直放在磁场中，若受到的力为，该

Am一

磁场的磁感应强度就是1T»

N极

短乘积IL力乘积特斯拉TIm1A1N

K重点

磁感应强度B电场强度E

物理意义描述磁场的性质描述电场的性质

定义共同点都是用比值的形式定义

，通电导线与垂直，

式特点8=£BF

ILE-—,E与F、q无关

q

B与F、I、L无关

方向共同点矢量

不同点小磁针N极的受力方向放入该点正电荷的受力方向

场的共同点都遵从矢量合成法则

叠加不同点合磁感应强度8等于各磁场合电场强度等于各个电

的B的矢量和场的电场强度E的矢量和

单位1T=1N/(A-m)1V/m=lN/C

【例题】下列说法中正确的是

A.电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零

B.一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零

C.把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该电场的强度

D.把一小段通电导线放在磁场中的某处，所受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表

示该处磁场的强度

参考答案：AC

试题解析：由F=gE可知，AC正确；由尸=8〃,可知，当通电导线在某处不受安培力作用时，可能通电导线

与磁场平行，故B错误；由8/可知，L为垂直磁场的通甩导线的长度，并不是导线的长度，故D错误。

K好题

K基础

i.有关磁感应强度的方向，下列说法正确的是

A.8的方向就是小磁针N极所指的方向

B.B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致

C.8的方向就是通电导线的受力方向

D.8的方向就是该处磁场的方向

2.下列说法中正确的是

A.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时受到磁场力F与该导线的长度L,

通过的电流/乘积的比值，即8寸

B.通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零

C.磁感应强度8=强只是定义式，它的大小取决于场源以及导线在磁场中的位置，与尸、I、L以及通电导线

在磁场中的方向无关

D.通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向

3.把小磁针N极向东置于地磁场中，放手后小磁针将（从上向下看）

A.顺时针转B.逆时针转

C.不动D.无法判定

4.由磁感应强度的定义式B年知，磁场中某处的磁感应强度的大小

A.随着通电导线中电流/的减小而增大

B.随着〃乘积的减小而增大

C.随着通电导线所受磁场力尸的增大而增大

D.尼艮F、/、L无关

5.下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法，正确的是

A.电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同

B.电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同

C.磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同

D.磁感应强度的方向与小磁针静止后，N极所指的方向相同

6.关于磁感应强度，下列说法正确的是

A.放在磁场中的通电导线，电流越大，受到的磁场力也越大，表示该处的磁感应强度越大

B.某处磁感线切线的方向不一定是该处磁感应强度的方向

C.垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向

D.磁感应强度的大小、方向与放入磁场中的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向等均无关

7.在测定某磁场中一点的磁场时，得到下图中的几个关系图象，正确的是

8.有一小段通电导线，长为1cm,通入的电流为5A,把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1N,则该点的

磁感应强度B一定是

A.8=2TB.B<2T

C.B>2TD.以上情况都有可能

K能力

9.三根平行的长直通电导线，分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所

示，现使每根通电导线在斜边中点。处所产生的磁感应强度大小均为8,则下列说法中正确的有

A.。点处实际磁感应强度的大小为8

B.。点处实际磁感应强度的大小为7与8

C.。点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为90。

D.。点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角正切值为2

10.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5A,导线长1cm,它受到的安培力为5x10-2N。

问：

(I)这个位置的磁感应强度是多大？

(2)如果把通电导线中的电流增大到5A时，这一点的磁感应强度是多大？

(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否肯定这里没有磁场。

11.磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量。

(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为8,与水平方向的夹角为仇那么该处地磁场的磁感应强度

的水平分量和竖直分量各为多大？

(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地

磁场的水平分量是多大？

答案解析

1.BD【解析】磁场的方向就是磁感应强度的方向，规定为小磁针静止时N极所指方向或小磁针N极受力方向，

它与通电导线所受力的方向是不一致的。

2.C【解析】根据磁感应强度的定义可知，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线“，只有在这个方

向导线所受磁场力才最大，A错误。通电导线的放置方向与电流平行时，不受磁场力作用，B错误。在磁场

场源稳定的情况下，磁场内各点的磁感应强度(含大小和方向)都是唯一确定的，与放入的检验通电导线无

关，C正确。根据左手定则，磁场力的方向与磁感应强度的方向垂直，D错误。

3.A【解析】地球表面磁感应强度的方向由南向北，故小磁针应顺时针转。

4.D【解析】由磁感应强度B的定义式8=与可知，8的大小可由F、/、L表示出来，但不是由它们决定的，而

是由磁场本身决定，所以D正确，ABC错误。

5.BCD【解析】电场的方向与磁感应强度的方向都是人为规定的。正电荷在电场中受力的方向规定为电场中该

点的电场方向，所以B对，A错。在磁场中规定小磁针静止时N极所指的方向或N极的受力方向为该点磁感

应强度的方向，故CD对

6.D【解析】空间的磁感应强度由磁场本身决定，与引入的电流元的电流大小、长度、导线取向均无关，

A错，D对；磁感线的切线方向即为此处的磁场方向，B错；垂直磁场放置的通电导线的受力方向与磁

场方向垂直，C错。

7.AD【解析】由公式F=BIL知,当磁感应强度B和垂直磁场方向的导线长度L恒定时，F与/成正比，A对，

B错。8不随/的改变而改变，C错，D对。

8.C【解析】本题考查磁感应强度的定义，磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流。如果通电导

F01

线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大产=0.1N。则该点磁感应强度为：拄亏小展对7彳丁二2T。如果

1L>DXU.U1

通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时的受力，垂直放置时受力将大于0.1N,由

定义式可知，8将大于2T,应选C。

9.BD【解析】由题意可知，三平行的通电导线在。点产生的磁感应强度大小相等，方向如图。则B令

=汗+(28)2=后8,设方向沿斜边的夹角为a,根据力的合成与分解的法，结合三角函数关系，则有

tana--2,所以磁感应强度的方向与斜边夹角为arctan2,故BD正确。

B

10.【答案】(1)2T(2)2T(3)

【解析】磁场的强弱是由磁场本身决定的，尸、/和L发生的变化有一定规律，即满足定义式8=5，F、/和L

发生变化并不影响磁感应强度B的变化。

(1)由磁感应强度的定义式得:

&上5x1(尸

T=2T»

IL2.5x1x102

(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的，和导线的长度L、电流/的大小无关，所以该点的磁

感应强度是2T。

(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能:

①该处没有磁场;

②该处有磁场，只不过通电导线与磁场方向平行。

II.【解析】(1)因为磁感应强度大小为8,与水平方向的夹角为&所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖

直分量分别为:B«*=Bcos。；Bai=Bsin0;

(2)在赤道上空，因为6=0°,故有8蜃=0;在极地上空，因为(9=90°,故有B**=0。

课时3几种常见的磁场

K知识

一、磁感线

i.定义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的方向都跟这点的的方向一致，这样

的曲线就叫做磁感线。

2.磁感线的疏密程度：描述磁场的o

3.磁感线的方向：磁体外部从极指向_极，内部从_极指向极，是闭合的曲线。

二、几种常见的磁场

1.直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与方向一致，弯曲的四指所指的

方向就是环绕的方向，这个规律也叫右手螺旋定则。

2.环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线—

磁感线的方向。

3.通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指跟的方向一致，拇指所指的方向就是螺

线管磁感线的方向或拇指指向螺线管的磁场的北极。

三、安培分子电流假说

什么是分子电流：在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种电流——分子电流。

四、匀强磁场

1.定义：强弱、方向处处的磁场，称为匀强磁场。

2.磁感线的分布：一簇间距彼此的磁感线。

3.匀强磁场的产生：正对且距离很小的异名磁极之间（除边缘部分外）的磁场，均匀的通电螺线管—

空间的磁场。

五、磁通量

1.定义：在磁感应强度为B的磁场中，有一个与磁场方向的平面，面积为S,我们把8与

5的乘积叫做穿过这个面积的磁通量。

2.公式：。=—,单位___,符号o

3.磁通密度：磁感应强度又叫，B=—,等于垂直穿过的磁通量。

S

切线磁感应强度强弱NSSN

电流磁感线环形电流轴线上电流轴线上

环形

相同相等平行内部

匀强垂直BS韦伯Wb磁通密度单位面积

K重点、

一、磁感线和电场线的比较

磁感线电场线

相意义用来形象的描述磁场方向和强弱而假想的线用来形象地表述电场力

似方向某点的切线方向为磁场方向，也是小磁针N某点的切线方向为电场方

点极的受力方向向，也是正电荷受力的方向

疏密表示磁场强弱表示电场强弱

特点在空间不相交

不闭合曲线始于正电荷或无穷远处，止

同于负电荷或无穷远处，不是

点闭合曲线

【例题1】关于电场线和磁感线，下列说法正确的是

A.电场线和磁感线都是空间实际存在的线

B.同一个磁场的磁感线（或者同一个电场的电场线）有时可以相交

C.磁感线从磁体的N极发出，终止于S极

D.电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷

参考答案：D

试题解析：电场线和磁感线都是假想的曲线，并不是真实存在的，A错误；同一个磁场的磁感线（或者同一

个电场的电场线）是不可能相交的，B错误；磁感线在磁体的外部从磁体的N极发出，终止于S极，内部是从S

极出发到N极，形成闭合曲线，C错误：电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，D正确。

二、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。

特别提醒：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。

【例题2】在一根直导线上通以稳恒电流/,方向垂直指向纸外，且和匀强磁场B垂直，如图所示，则

在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是

a

A♦a点B.b点C.c点D.d点

参考答案：C

试题解析：用安培定则判断通电直导线在“、氏c、4四个点上所产生的磁场方向，如图所示，在c点,

通电导线产生的磁场与匀强磁场的方向相同，叠加后磁感应强度数值最大。故C正确；ABD错误。

K好题

K基础

i.关于磁感线，下列说法正确的是

A.它一定是闭合的曲线

B.它可以用来表示磁场的强弱

C.它起始于N极而终止于S极

D.在磁体内部磁感线方向由S极指向N极

2.如图所示，一束带电粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方时，小磁针的S极向纸面内偏转。这束带电粒子可

能是

A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束

C.向右飞行的负离子束D.向左飞行的负离子束

3.如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流A和/2,且人＞/2；b、C、d为导线某一横截面所

在平面内的四点，且。、氏C与两导线共面；。点在两导线之间，dd的连线与导线所在的平面垂直。磁感

应强度可能为零的点是

"I、｝]2c

A.4点B.8点

C.c点D.d点

4.关于磁通量，下列说法正确的是

A.磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量

B.磁通量越大，磁感应强度越大

C.穿过某一面积的磁通量为零，则该处磁感应强度不一定为零

D.磁通量就是磁感应强度

5.接通电源后，小磁针A按图中所示的方向运动，则

A.小磁针B的N极向纸面外旋转

B.小磁针B的N极向纸面内旋转

C.小磁针B不转动

D.无法判断

6.如图所示，一个正电子沿逆时针方向做匀速圆周运动，则此正电子的运动

A.不产生磁场

B.产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里

C.产生磁场，圆心处的磁场方向垂直线面向外

D.只有圆周内侧产生磁场

7.铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心。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

8.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，四根导线中的电流关系为/4=/3>/2>人，要使。点处

的磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流

A.71

C.hD.

K能力

9.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环。和b,一个条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的

磁通量9八例,的大小关系为

A.0„>0/,B.0„<0/,C.D.无法比较

10.如图所示，质量为，"的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细线与竖直方向的夹角为仇则下列

说法正确的是

A.回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mgtan0

B.回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgeos。

C.现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流排

列无序了

D.现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流消

失

11.南极考察队的队员在地球南极附近用弹簧测力计竖直悬挂一个未通电的螺线管，如图所示。下列说法正确的

是

A.若将。端接电源正极，。端接电源负极，则弹簧测力计示数将减小

B.若将a端接电源正极，〃端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大

C.若将。端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大

D.不论螺线管通电情况如何，弹簧测力计示数均不变

12.如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面时M为正方形，边长为3它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁

场中，磁感应强度为B,下面说法正确的是

A.通过abed平面的磁通量大小为

B.通过“（非平面的磁通量大小为乎/ZB

C.通过。帆平面的磁通量大小为零

D.通过整个三棱柱表面的磁通量为零

13.如图所示，一个带负电的金属环绕轴OO'以角速度0匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的

位置是

A.N极竖直向上

C.N极沿轴线向左D.N极沿轴线向右

14.如图所示为通电螺线管的纵剖面图，“③”和分别表示导线中的电流垂直纸面流进和流出，图中四

个小磁针（涂黑的一端为N极）静止时的指向一定画错了的是

2b

窄£S器髅贰

O

a，dc

R000000000

A.aB.bC.cD.d

15.三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流。它们的截面处于一个正方形abed

的三个顶点mb.c处，如图所示。已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的

距离成反比，通电导线〃在“处产生的磁场其磁感应强度大小为B,则三根通电导线产生的磁场在d

处的总磁感应强度大小为

6好---------

II

c®-------------Jd

A.2BB.3BC.-——BD.3亚B

2

16.如图所示的无限大的匀强磁场中，有一个矩形线圈外必做下述运动，其中线圈中磁通量发生变化的是

A.以从为轴转动

B.以外为轴转动

C.垂直纸面向里匀速运动

D.在纸面内向下运动

K真题

17.（2016•上海卷）如图，一束电子沿z轴正向流动，则在图中y轴上A点的磁场方向是

A.+x方向B.-x方向C.+y方向D.-y方向

18.（2014•海南卷）如图，两根平行长直导线相距2/,通有大小相等、方向相同的恒定电流：小爪c是导

线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为,、/和3/。关于这三点处的磁感应强度，下列判

2

断正确的是

abc

•••

A.a处的磁感应强度大小比c处的大

B.b、c两处的磁感应强度大小相等

C.a、c两处的磁感应强度方向相同

D.6处的磁感应强度为零

答案解析

1.ABD【解析】磁感线是闭合的曲线，在磁体的外部是从N极到S极，而在磁体的内部是从S极到N极。

2.BC【解析】小磁针的S极向纸面内偏转，即N极向纸面外偏转。根据磁场方向的规定可知，带电粒子在飞过

小磁针上方时产生的磁场方向在粒子束的下方是垂直纸面向外的，所以，根据电流方向的规定及安培定则可

知，电流的方向应该是自右向左，这样的电流有两种可能：一是自右向左飞行的正离子束；二是自左向右飞

行的负离子束。故正确答案是BC。

3.C【解析】根据右手螺旋定则可知，/i和虽然在。点形成的磁感应强度的方向相反，但由于八＞/2,且。点距

/i较近，。点的磁感应强度不可能为零，A错误；同理c点的磁感应强度可能为零，C正确；/卜人在6点形

成的磁感应强度的方向相同，不可能为零，B错误；因石、4的连线与导线所在平面垂直，”点也在两导线之

间，八、心在d点形成的磁感应强度的方向不可能相反，磁感应强度不可能为零，D错误。

4.C【解析】磁通量0=8S是标量，有方向是人为规定的。当磁感线与线圈平行时，尽管磁通量为零，但B不

为零。

5.A【解析】根据小磁针A的运动方向，运用右手螺旋定则可判断出小磁针8上方的导线中电流的方向为从右

向左，再根据它产生的磁场方向可判断小磁针B的转动情况。

6.C【解析】正电子做圆周运动可等效为一个环形电流，然后由右手螺旋定则可以判定圆心处的磁场方向。

7.A【解析】由安培定则可判断出左、右两线圈的上端都是N极，下端都是S极，故。点处的磁场方向向下。

8.D【解析】根据安培定则可知，人、人、小、4在。点处的磁场方向分别为垂直纸面向里、向里、向里、向外，

且/3="切断/4则使方向相反的磁感应强度减小，可使。点处的磁场增强。

9.A【解析】根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下。

由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布

在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面

积小，抵消较小，则磁通量较大，所以①"〉外。故选A。

10.C【解析】回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小和方向都不确定，拉力大小也不能确定，故A、B错误；

对回形针加热，回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了，所以选项C正确，D错误。

11.AC【解析】分析弹簧测力计示数是否变化或怎样变化，关键在于确定螺线管与地磁场之间的作用情况。一

方面，可以将地球等效处理为一个大磁铁，地理南极相当于磁铁的N极，因而在南极附近地磁场方向近似竖

直向上，如图所示。另一方面，可利用安培定则判定通电螺线管在周围产生的磁场方向，再根据“同名磁极

相斥，异名磁极相吸”原理可判定螺线管与地磁场之间的作用情况，故正确选项为A、C»

12.BCD【解析】本题考查磁通量的计算，必cd平面在垂直于B方向的投影S一=乎4\所以0=85工=^〃8,A

错误；花平面与8垂直，S当■[2,所以。B正确；出论平面与B平行，S=0,。=0,C正确；

整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零，所以。=0,D正确。

13.C【解析】由右手定则可知，金属环沿轴线的磁场方向是水平向左，故在环左侧轴线上的小磁针最后平

衡的位置是N极沿轴线向左，故选C。

14.B【解析】根据右手螺旋定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，小磁针的N极指磁感线方向，

故小磁针b的N极指向画反了，故选B。

k

15.B【解析】设正方形边长为/,则导线人在d处形成的磁场磁感应强度B=k;ac两根导线在1处形

V2/

k[―

成的磁场均为：B«=B<=—=《2B；则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为

Bt^=\[2Ba+B=3B,故选B。

16.A【解析】图中时刻线圈的磁能量为零，线圈以从为轴转动时，有磁感线穿过线图，磁通量增加。故A

正确；图中时刻线圈的磁能量为零，当线圈以a"为轴转动，无磁感线穿过线圈，磁通量不变增加，故

B错误；将线圈向下或向上平移时，由于磁场始终与线圈平行，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁能量始

终为零，没有变化，故C错误；垂直纸面向内句速运动时，由于磁场始终与线圈平行，没有磁感线穿

过线圈，线圈的磁能量始终为零，没有变化，故D错误。

17.A【解析】据题意，电子流沿z轴正向流动，电流方向沿z轴负向，由安培定则可以判断电流激发的磁

场以z轴为中心沿顺时针方向（沿z轴负方向看），通过y轴A点时方向向外，即沿x轴正向，则选项

A正确。

18.AD【解析】由右手定则可以判断，a,c两处的磁场是两电流在c处产生的磁场相加，但“距离两

导线比c近，故a处的磁感应强度大小比c处的大，A对；。、c与右侧电流距离相同，故右侧电流对

此两处的磁场要求等大反向，但因为左侧电流要求此两处由大小不同、方向相同的磁场，故从c两处

的磁感应强度大小不相等，B错；由右手定则可知，a处磁场垂直纸面向里，c处磁场垂直纸面向外,

C错；匕与两导线距离相等，故两磁场叠加为零，D对。

课时4通电导线在磁场中受到的力

K知识

一、安培力的方向

1.定义：在磁场中受到的力称为安培力。

2.判断安培力方向的方法是o

内容：伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在一个平面内，让从掌心进入，并使四

指指向的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受—的方向。

二、安培力的大小

1.当通电导线垂直磁场方向放置时，所受安培力的大小为F=。

2.当磁感应强度8的方向与通电导线平行时，导线受力尸=。

3.当磁感应强度8的方向与通电导线的方向成6角时，F=。。为8与/之间的夹角。

三、磁电式电流表

1.构造：、、螺旋弹簧（又叫游丝）、指针、极靴、圆柱形铁芯等。

2.原理：当被测电流通入线圈时，线圈受作用而转动，线圈的转动使螺旋弹簧扭转形变，产生

阻碍线圈转动的力矩。当安培力产生的转动力矩与螺旋弹簧形变产生的阻碍转动的力矩达到平衡时，指针

停留在某一刻度。越大，就越大，就越大。

通电导线左手定则磁感线电流安培力

BIL0BILsinO

磁铁线圈安培力电流安培力指针偏角

K重点

一、判断通电导体（或磁铁）在安培力作用下运动的常用方法

具体方法实例分析

把整段电流等效分成40//F（向里）

湍尔

很多电流元，先用左手定tr

电则判断出每小段电流元所把直线电流等效为

流受安培力的方向，从而判A0.80两段电流元，蹄形

元断出整段电流所受合力的磁铁磁感线分布以及两段

法方向，最后确定运动方向，/电流元受安培力方向如图

B

注意一般取对称的电流元所示。可见，导线将沿俯视

分析判断能自由移逆时针方向转动

动的导线运动

特情况

根据通电导体在特殊

殊用导线转过90。的特殊

位置所受安培力的方向，

位