2025届高考物理专项复习：磁场及其对电流的作用（含答案）

磁场及其对电流的作用-2025高考物理

磁场陵其对电流的作用

.考情探究，

1.高考真题考点分布

题型考点考查考题统计

选择题安培力方向2024年贵州卷卷

计算题安培力作用下的平衡问题2024年重庆卷

2.命题规律及备考策略

【命题规律】高考对磁场及其对电流的作用的考查较为频繁，有选择题也有计算题的考查形式，题目较为基础,

这部分内容容易和电磁感应现象相结合。

【备考策略】

1.理解和掌握安培定则以及安培力大小和方向的计算与判断。

2.能够应用力学知识分析安培力作用下导线的平衡和加速问题。

【命题预测】重点关注安培力作用下的平衡和加速问题。

1胞.考点梳理卜

一、磁场、磁感应强度

1.磁场基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。

2.磁感应强度

⑴物理意义:描述磁场的强弱和方向。

(2)大小：_8=与。

二、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向

1.磁感线及其特点

⑴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。

⑵特点

①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。

②磁感线的琬蜜定性地表示磁场的强弱。

③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。

④磁感线是假想的曲线，客观上并不存在。

2.电流的磁场

通电直导线通电螺线管环形电流

Z

安培定\K

则(S1不

三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力

1.安培力的大小

(1)磁场和电流垂直时：F=BIl.

(2)磁场和电流平行时：F=0。

2.安培力的方向

左手定则判断：

(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。

(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向更速方向。

(3)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。

考点精讲|

考点一安培定则和磁场的叠加

堂内1蝴定则的亶用

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似,管内为环形电流的两侧是N极和S

无磁极、非匀强，且距导线

特点匀强磁场且磁场最强，管外为非极，且离圆环中心越远，磁场越

越远处磁场越弱

匀强磁场弱

B乂

安培

於S薪N

定则

I

一热

立体图

从

••XX0从0

右

•左

往

XX往XX

••XX

左

截面图右

看

•X看

••XX

典网婀

1.如图所示，当开关闭合后，小磁针在通电导线的磁场中指向正确的是()

即心飒

2.新一代人造太阳--中国环流三号，创造了我国可控核聚变装置运行新纪录，技术水平居国际前列-

其核心部件示意如图所示,通过一簇线圈（类似于通电螺线管）产生磁场,使高温等离子体（含有带正、

负电的粒子）在磁场中发生可控核聚变反应。取某处线圈截面，其电流方向与线圈内的磁场方向关系

正确的是（

等离子体（即各种

粒子的混合体）

真空室

提供磁场

的线圈

A.B.

C.D.

磁场叠加问题的分析思路：

⑴确定磁场场源,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，如图所示

M、N在c点产生的磁场磁感应强度分别为匹、BN。

（3）应用平行四边形定则进行合成,如图中c点的合磁场磁感应强度为8。

典例引领

3.如图所示，B、处放置三根长为"电流大小均为/的直线电流，在空间构成直角三角形，

/84。=90°,乙4口。=30°,/40。=60°,其中5、。处电流的方向均垂直于纸面向外，。处电流的方

向垂直于纸面向里。8处电流在。处产生的磁感应强度的大小为已知电流产生磁场的磁感应强

度与距离成反比。。处导线位于水平面上且处于静止状态，则。处导线受到的静摩擦力大小为

（）

DB

------Q----------(£)

奴;〃

A.yB07LB.斗BJLC.四BJLD.巴垣•瓦ZL

即町邈（

4.如图所示，长方体空间/CDE—长：宽：高=2：1：1,其中尸、E、G、G四点为长方体四条

长边的中点,有两根通电直导线小&，电流h沿4A方向放置，电流4沿CD方向放置，两导线通以相

同大小的电流。已知直线电流产生磁感应强度大小B=k-（k为常数，/为电流大小，T为距导线的距

r

离），尸点磁感应强度大小为B，G点磁感应强度大小为口2,则旦与5的大小之比为（）

C.V2:3D.3：V2

考点精讲|

考点二安培力的大小方向

覆物！素勤璐区少社篡

1.安培力公式：F^ILBsin8。

2.两种特殊情况：

⑴当/_LB时，F=BZL。

（2）当/〃B时，F=0。

3.弯曲通电导线的有效长度

xx

⑴当导线弯曲时，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。

典例引领

5.如图所示，虚线的上方存在垂直纸面向外的匀强磁场。将一粗细均匀的电阻丝折成的正五边形导体

框abode置于磁场中（就边水平），用导线将恒压电源。连接在导体框的a、b两点。则下列说法正确

的是（）

A.ba边所受的安培力方向竖直向上

B.bcdea部分与ba边所受的安培力大小之比为1：4

C.ba边与be边所受的安培力大小相等

D.导体框所受的安培力为0

即时检测

6.如图所示为由粗细均匀的直导线连接而成的正四面体，正四面体的每边长为L,处在垂直于三角形

/CD面的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为将4、C两点接入直流电源中，流入正四面体的总

电流为1，则AC边受到的安培力大小为（）

B.^-BILC.^BILD.^BIL

45

L安培力方向的判断

⑴判断方法:左手定则。

（2）方向特点：既垂直于8,也垂直于/，所以安培力一定垂直于B与1决定的平面。

2.合安培力的两种分析思路

思路一:先分析通电导线所在处的合磁场的大小和方向，由左手定则判断安培力的方向，由琼=/B合Zsin求

合安培力的大小。

思路二:根据同向电流相互排斥,异向电流相互吸引，结合力的平行四边形定则，分析合安培力的大小和方向

或某个安培力的大小和方向。

典例引领

7.如图所示，三角形闭合线框ABC由弹性较好的导线制成;线框中通有沿逆时针方向的恒定电流，三角

形的三个顶点A、固定在绝缘水平面上，带有绝缘层的长直导线紧贴线框固定在线框上方。

给直导线通入从河到N的恒定电流,不考虑闭合线框各边之间的作用力，此后该线框的形状可能是

即町检测

8.如图所示，半圆形的绝缘环上均匀分布有正电荷，AB是竖直直径,直导线与圆心O等高且水平固定,

直导线中有向右的恒定电流，将半圆环绕所在直线沿顺时针方向（从上向下看）匀速转动，则直导

线受到的安培力方向（）

A.向上B.向下C.垂直纸面向里D.垂直纸面向外

考点精讲|

考点三安培力作用下导体的平衡、加速问题

通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路

⑴选定研究对象。

（2）变三维为二维，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

G_LB、7_L/；如图所不。

（3）列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解。

多囱1通螟线在磁场电的平衡目题

典例引领

9.如图1所示,一通电导体棒P通过两等长细线悬挂在竖直墙面上等高的A、B两点，导体棒P中通入

恒定电流心,另一长直导体棒Q固定于连线的正下方，并与滑动变阻器串联，此时滑片位于最左

端,其侧视图如图2所示（图中电源、开关、导线和滑动变阻器未画出）。已知通电导线在其周围某处产

生的磁场的磁感应强度大小8=旦（式中A;为常数，/为通电导线中的电流大小，r为某处到通电导

r

线的距离）,不计电源内阻和导体棒Q的电阻,现缓慢地将滑动变阻器的滑片自左端向右端滑动，下列

说法正确的是（）

A.两导体棒中电流方向相同B.P中的电流强度一定大于Q中的电流强度

C.细线对P的拉力大小不变D.P、Q之间的距离增大，安培力减小

即时性测

10.如图所示，两根相距为d的平行金属导轨与水平面间的夹角为。，两导轨右端与滑动变阻器、电源、开

关连接成闭合回路，在两导轨间轻放一根质量为山、长为d的导体棒MN。导轨间存在着垂直于导轨

平面向下的匀强磁场。调节滑动变阻器，当通过导体棒的电流为1和21时，导体棒均恰好静止。

已知重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）

B.匀强磁场的磁感应强度大小为即翳”

did

C.当通过导体棒的电流为1和21时，导轨对导体棒的作用力大小相等

D.导体棒与导轨间的动摩擦因数为］tan。

典例引领

11.如图所示为电磁炮的基本原理图（俯视图）。水平平行金属直导轨a、b充当炮管，金属弹丸放在两导

轨间，与导轨接触良好，两导轨左端与一恒流源连接，可使回路中的电流大小恒为1,方向如图所示，两

导轨中电流在弹丸所在处产生的磁场视为匀强磁场。若导轨间距为d,弹丸质量为zn,弹丸在导轨上

运动的最大距离为s,弹丸能加速的最大速度为。，不计摩擦，则下列判断正确的是（）

恒i

流

1〉＞

源4H

b

A.导轨间的磁场方向向上

2

B.导轨间的磁场磁感应强度大小为需

21ds

C.弹丸克服安培力做功获得动能

D.弹丸先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动

12.如图所示，两光滑平行金属导轨水平放置，左端接一定值电阻凡其余电阻不计,整个装置处于垂直于

轨道平面的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为8。质量为小的导体棒在水平拉力尸作用下由静

止做匀加速直线运动，拉力F与时间1的关系图像如图所示，则（）

导轨间距乙=2mR

B.西

C.右。时棒的速度。=四互D.0〜友时间内尸的冲量/=箸

m

12.好题冲关・

基础过关

13.空间存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为场，甲图是一放置于纸面内有顺时针方向恒定电流的环

形导体环，圆心O处的磁感应强度为零。乙图是一放置于纸面内有逆时针方向同样大小恒定电流的

半环形导体环，空间存在同样的垂直纸面、磁感应强度为岛的匀强磁场，以下说法正确的是（）

A.空间匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里

B.乙图圆心。处的磁感应强度为|■瓦

C.乙图圆心O处的磁感应强度方向垂直纸面向里

D.乙图半环形导体环中电流在圆心。处产生的磁感应强度为Bo

14.迈斯纳效应是超导体从一般状态转变至超导态的过程中对磁场的排斥现象。如图所示，超导平板位

于宓Oy平面内，立轴正上方d处有一根无限长直导线平行x轴方向放置。当导线中通以电流/（方向

沿c轴正方向）时，由于迈斯纳效应，超导体表面出现感应电流，从而使得超导体内部磁场为零，即超

导体会排斥体内的磁场。则超导体表面感应电流的方向应（）

A.沿t轴负方向B.沿①轴正方向C.沿4轴负方向D.沿y轴正方向

15.如图所示,底面为正方形（边长为、质量为小的柱体静置在水平桌面上,柱体与水平桌面间的动摩擦

因数为〃，空间内存在着磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场（图中未画出）。现给柱体上

绕的3匝细软导线通入图示方向的电流，只考虑绕在柱体上的导线受到的安培力。已知重力加速度

为9,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现缓慢增大电流到柱体刚要滑动时，下列说法正确的是（）

A.电流的大小为曙，柱体受到水平向右的摩擦力

JDL

B.电流的大小为甯，柱体受到水平向右的摩擦力

OJDL/

C.电流的大小为缪，柱体受到水平向左的摩擦力

JDL/

D.电流的大小为窗■，柱体受到水平向左的摩擦力

OJDJb

16.如图所示，边长为L的正方形金属线框abed用绝缘细线悬挂在天花板上处于静止状态,ab边水平，带

有绝缘层的长直金属导线AW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，线框中通有大小为人沿顺时针方向的恒定电流,线框的质量为

小,重力加速度为g，细线的拉力为R,则（）

〃〃〃/

a----~b

M*N

d'----Ie

A.就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ab边处产生的磁场磁感应强度大小为与誓■

17.如图所示，两光滑平行绝缘导轨倾斜固定，倾角为凡质量为小的金属棒垂直导轨放置,通有恒定电流

了,当在空间中加一个与金属棒垂直的匀强磁场时，金属棒恰好静止。下列说法中正确的是（）

A.金属棒中的电流方向一定是从b到a

B.所加磁场的方向不可能竖直向下

C.若所加磁场的磁感应强度最小,其方向应沿导轨向上

D.若所加磁场的磁感应强度最小，其大小应为6=卫粤”

18.如图，完全相同的电源、导体棒就和平行金属导轨形成闭合回路放入磁感应强度大小相等的匀强磁

场。甲、乙中导轨平面水平，丙中导轨与水平面成。角。甲、丙中磁场方向均垂直导轨平面向上，乙中

磁场方向与水平面成。角。图中导体棒均静止，则（）

A.甲图导体棒对导轨压力最大B.乙图导体棒对导轨压力最小

C.乙图轨道对导体棒的摩擦力最大D.丙图轨道对导体棒的摩擦力可能为零

19.电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，原理示意图如图所示。图中直流电源电动

势为玩电容器的电容为。。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L电阻不计。导轨间

存在磁感应强度大小为8、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场（图中未画出）,炮弹等效为一质量为

小、电阻为几的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨接触良好。首先开关S接L

使电容器完全充电。然后将开关S接至2,MN开始向右加速运动。已知达到最大速度后才离开

导轨,忽略空气阻力，则（）

A.直流电源的a端是正极

B.MV刚开始运动时，加速度大小为署专

ZmR

C.AW离开导轨时，电容器已经放电完毕

D.VN离开导轨时，电容器上剩余的电荷量为号罢坦

BzUC+m

20.电磁炮技术是我国国防力量的重要保证，在世界上具有领先地位。下图是一种电磁炮简易模型，间距

为L的平行导轨水平放置,导轨一端接电动势为E,内阻为r的电源，带有可导电金属炮弹垂直放在导

轨上，电阻为R,导轨电阻不计。炮弹与导轨阻力忽略不记。则下列说法正确的是（）

A.通电后炮弹沿右方发射，需要加一个磁场方向向上的磁场

B.改变电流方向，发射方向不改变

C.闭合开关后，加速度的大小恒为,BEL

（R+r）m

D.轨道越长，炮弹的出射速度一定越大

，能力提升|

21.如图所示，两根无限长通电直导线水平且平行放置,分别通有电流为4和心,且/】=2/2O一无限长光滑

绝缘杆垂直于两导线水平放置,三者位于同一高度，一带正电的小球P穿在绝缘杆上，小球P从靠近

a的地方以某一速度向右运动，小球受到的洛伦兹力设为斤。已知导线及杆始终固定不动，通有电流

I的无限长直导线在其周围产生的磁场的磁感应强度B=9，其中k为常量，r为到长直导线的距离。

r

贝I」（）

•…-<•>-....0t=0==■

bap

A.两导线之间某位置的磁感应强度为零B.小球沿杆方向做减速运动

C.尸先减小后增大再减小D.尸先垂直纸面向里后垂直纸面向外

22.如图所示，两相同半径、彼此绝缘的金属圆环相切于两点，AC连线水平,其中一圆环固定在竖

13

直平面，另一圆环位于水平面，两圆环圆心重合于。点,水平圆环可绕AC连线自由转动，现在两环中

通以大小相同、方向为图中所示的电流,测得通电瞬间O点处的磁感应强度大小为B，则下列说法正

A.水平圆环转动前，任一圆环中电流在圆心处产生磁感应强度大小为春

B.从左向右看，水平圆环将顺时针转动

C.两圆环平面重合时立即锁定两环，则在圆心。点处的磁感应强度大小为

D.两圆环平面重合时立即锁定两环，一带负电的小球从环内。点正上方的某点处由静止释放后，小

球下落过程将向右偏

23.如图甲，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、与导线距离为「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,测得小磁针静止时N极偏离南北方向的角度仇其正切值tan。与-的关系图像如图乙

r

所示。已知实验所在处地磁场水平分量大小恒为瓦,则下列判断正确的是（）

A.导线中的电流方向由北向南

B.电流在P处产生的磁场方向就是小磁针静止时N极所指的方向

C.电流在导线正下方0处产生的磁场的磁感应强度大小为卓为

D.导线正下方先处磁场的磁感应强度大小为2落瓦

24.如图是特高压输电线路上使用的六分裂阻尼间隔棒简化图。间隔棒将六根相同平行长直导线分别固

定在正六边形的顶点a、b、c、d、e、/上，O为正六边形的中心。已知通电长直导线周围的磁感应强

度B大小与电流I、距离T的关系式为B=乂（式中R为常量）。设a、b间距为L,当六根导线通有等

r

大同向电流4时，其中a处导线对b处导线的安培力大小为则（）

A.a处导线在O点产生的磁感应强度大小为学

B.六根导线在。点产生的磁感应强度大小为半

C.a处导线所受安培力方向沿aO指向。点

D.a处导线对d处导线的安培力大小为百

25.如图所示，边长为L的均匀正三角形导线框abc置于水平桌面上,匀强磁场磁感应强度大小为B,方向

垂直纸面（桌面）向里。现将大小为I的恒定电流自a点流入，b点流出，线框仍静止，下列说法正确

的是（）

A.而边受到水平向北的安培力B.ac边和cb边受到的安培力相同

C.导线框受到的总安培力为8ZLD.线框对桌面的摩擦力为0

26.如图所示，两平行光滑金属导轨CD、EF间距为力,与电动势为Eo的电源相连,质量为m、电阻为R的

金属棒ab垂直于导轨放置，构成闭合回路，回路平面与水平面成。角，回路其余部分电阻不计。整个

回路处于匀强磁场中，为使曲棒保持静止，磁场的磁感应强度大小和方向可能为（）

E，

b

8

C

A.吗呼，沿导轨向上B.鬻，水平向右

C.吗郭，水平向右D.通里亚，垂直于回路平面向下

27.如图所示，倾角为a的粗糙绝缘斜面处于垂直斜面向下的匀强磁场中，在斜面上有一根有效长度为L、

质量为山、水平放置的导体棒，当导体棒中分别通入方向相同的电流h、b时，导体棒均能沿斜面匀速

运动。已知/iCG重力加速度为g，则下列说法正确的是（）

A.通入电流4时导体棒沿斜面向上运动

B.匀强磁场的磁感应强度为'mgsina

01+9

C.导体棒与斜面间的动摩擦因数为（”?产必

4十h

D.若电流＜A＜心，通入电流4时也能使导体棒沿斜面做匀速直线运动

28.如图甲所示，匀质导体棒通以由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

00点静止于匀强磁场中，细线与竖直方向的夹角为依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“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。不变，该过程中每根绝缘细线拉力尸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,磁场变化过程中中的电流不变。下列说法正确的是（）

A.导体棒的质量为1kgB.6=30°

C.导体棒所受安培力可能为12ND.a可能为90°

29.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OO,两端通过等长的轻质细软导线

（导线不可伸长）连接并悬挂长为乙、质量为小的导体棒而，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8,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（）

A.悬线对导体棒的拉力一直减小B.导体棒中的电流先增大后减小

C.转动轴OO,在竖直方向的作用力一直不变D.转动轴OO,在水平方向的作用力先增大后减小

30.如图所示,金属杆ab的质量为772=1kg,电阻_R=1。,长，=1m,放在磁感应强度=1T的匀强磁场

中，磁场方向与曲杆垂直，且与导轨平面夹角为。=37。斜向上，而恰能静止于水平导轨上。电源电

动势E=3V,内阻r=0.5。,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导轨的电阻不计，g=lOm/s?,则下列说法

正确的是（）

B.金属杆与导轨间的动摩擦因数〃="

C.若把磁场的方向变为竖直向上，则闭合开关瞬间金属杆ab的加速度a="m/s2

D.若把磁场的方向变为水平向右，则金属杆受到的摩擦力/

真题感知

1.（2024・福建・高考真题）将半径为T的铜导线半圆环用两根不可伸长的绝缘线a、b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_B7rD.安培力为26小

2.（2023・河北・高考真题）如图,绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形,彼此接触良好，匀强

磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动，1、4同时沿图箭头方向移动,移动过程中金属杆所围成的

矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中（）

A.金属杆所围回路中电流方向保持不变

B.通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加

C.金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反

D.金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同

磁场陵其对电流的作用

腌.考情探究•

1.高考真题考点分布

题型考点考查考题统计

选择题安培力方向2024年贵州卷卷

计算题安培力作用下的平衡问题2024年重庆卷

2.命题规律及备考策略

【命题规律】高考对磁场及其对电流的作用的考查较为频繁，有选择题也有计算题的考查形式，题目较为基础,

这部分内容容易和电磁感应现象相结合。

【备考策略】

1.理解和掌握安培定则以及安培力大小和方向的计算与判断。

2.能够应用力学知识分析安培力作用下导线的平衡和加速问题。

【命araww重点关注安培力作用下的平衡和加速问题。

腌.考点梳理卜

一、磁场、磁感应强度

1.磁场基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。

2.磁感应强度

⑴物理意义:描述磁场的强弱和方向。

(2)大小：_8=与。

二、磁感线通电直导线和通电线II周围磁场的方向

1.磁感线及其特点

⑴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。

⑵特点

①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。

②磁感线的琬蜜定性地表示磁场的强弱。

③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。

④磁感线是假想的曲线，客观上并不存在。

2.电流的磁场

通电直导线通电螺线管环形电流

Z

安培定\K

则(S1不

三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力

1.安培力的大小

(1)磁场和电流垂直时：尸=现。

(2)磁场和电流平行时：F=0。

2.安培力的方向

左手定则判断：

⑴伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。

(2)让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流方向。

(3)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。

考点精讲|

考点一安培定则和磁场的叠加

堂内1蝴定则的亶用

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似,管内为环形电流的两侧是N极和S

无磁极、非匀强，且距导线

特点匀强磁场且磁场最强，管外为非极，且离圆环中心越远，磁场越

越远处磁场越弱

匀强磁场弱

B乂

安培

於S薪N

定则

I

一热

立体图

从

••XX0从0

右

•左

往

XX往XX

••XX

左

截面图右

看

•X看

••XX

典网婀

1.如图所示，当开关闭合后，小磁针在通电导线的磁场中指向正确的是()

【答案】。

【详解】A.根据安培定则可判断出电流周围的磁场方向，再根据小磁针静止时N极的指向为磁场的方向

可知，对人图，当开关闭合后，直线电流产生的磁场方向在小磁针处垂直纸面向外，因此小磁针的N极应指

向外，错误；

B.对B图，当开关闭合后，螺线管产生的磁场上端是N极,螺线管左侧磁场方向向下，小磁针的N极应指

向下，螺线管下面小磁针位置的磁场方向应指向螺线管下端，因此小磁针N极应指向螺线管下端，B错误；

C.对。图，当开关闭合后，环形电流的磁场方向在小磁针位置垂直纸面向里，因此小磁针的N极应指向

里，。错误；

D.对。图，当开关闭合后，。形电磁铁的左侧是S极，右侧是N极，因此小磁针的N极应指向左侧，。正

确。故选。。

即叫邈（

2.新一代人造太阳--中国环流三号，创造了我国可控核聚变装置运行新纪录，技术水平居国际前列。

其核心部件示意如图所示,通过一簇线圈（类似于通电螺线管）产生磁场，使高温等离子体（含有带正、

负电的粒子）在磁场中发生可控核聚变反应。取某处线圈截面，其电流方向与线圈内的磁场方向关系

正确的是（）

等离子体（即各种

粒子的混合体）

真空室

提供磁场

的线圈

【答案】。

【详解】通电螺线管产生磁场，则根据安培定则可知，只有。图中其电流方向与线圈内的磁场方向关系正

确。故选。。

覆息2磁播型嘎星

磁场叠加问题的分析思路:

(1)确定磁场场源,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，如图所示

M、N在c点产生的磁场磁感应强度分别为BM、BN。

(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中c点的合磁场磁感应强度为

理例眄

3.如图所示，B、C、。处放置三根长为电流大小均为/的直线电流，ABC在空间构成直角三角形，

乙巳4。=90°,乙48。=30°,/40。=60°,其中口、。处电流的方向均垂直于纸面向夕卜，。处电流的方

向垂直于纸面向里。B处电流在。处产生的磁感应强度的大小为已知电流产生磁场的磁感应强

度与距离成反比。。处导线位于水平面上且处于静止状态，则。处导线受到的静摩擦力大小为

()

4---QD--------0B

A.yBoILB.痔BJLC.V3BJLD.B0IL

4

【答案】。

【详解】设47长度为r,则CD长度为一J=至，BC长度为一J=2r,B处电流在。处产生的磁

cos30V3cos60

感应强度的大小为瓦，则。处电流在。处产生的磁感应强度的大小为小岛，B对。的安培力

后=B0ILD对。的安培力用=V3B0/L两安培力在水平方向分力的合力为F=月cos30°+^cos60°=

VSBQIL,。处导线处于静止状态，则在水平面上所受安培力与摩擦力大小相等，即摩擦力大小为了=

V3BQIL故选Co

即町性测

4.如图所示，长方体空间ACDE—长：宽：高=2：1：1,其中斤、月、G1、G四点为长方体四条

长边的中点，有两根通电直导线小心，电流h沿4A方向放置，电流心沿CD方向放置,两导线通以相

同大小的电流。已知直线电流产生磁感应强度大小B=k^（k为常数，/为电流大小，T为距导线的距

r

离），尸点磁感应强度大小为瓦，G点磁感应强度大小为区,则瓦与区的大小之比为（）

A.2:V3B.V3:2C.V2:3D.3:V2

【答案】A

【详解】根据直线电流产生磁感应强度大小规律，设每根直线电流在F点产生磁感应强度大小均为Bo,则F

点磁感应强度大小5=2为电流人在G点产生磁感应强度大小为多，电流《在G点产生磁感应强度

V2

大小为瓦，则G点磁感应强度大小5=\反W&f=*瓦则与=3故选人。

考点精讲|

考点二安培力的大小方向

号向1素墙力的大小计算

1.安培力公式：F^ILBsin8。

2.两种特殊情况：

（1）当/_LB时，F=BZL。

（2）当7〃B时，F=0。

3.弯曲通电导线的有效长度

⑴当导线弯曲时，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。

典例引领

I____________________

5.如图所示，虚线的上方存在垂直纸面向外的匀强磁场。将一粗细均匀的电阻丝折成的正五边形导体

框abcde置于磁场中（湖边水平），用导线将恒压电源。连接在导体框的a、b两点。则下列说法正确

的是（）

A.ba边所受的安培力方向竖直向上

B.bcdea部分与6a边所受的安培力大小之比为1：4

C.ba边与be边所受的安培力大小相等

D.导体框所受的安培力为0

【答案】B

【详解】由电路可知，流过ab边的电流方向由b向a,由左手定则可知ba边所受的安培力方向竖直向

下，A错误；

BC.设导体框的边长为乙，单位长度的电阻为凡。由欧姆定律可得ab边的电流为^=42流过bedea

边的电流为；2=又bedea边与ba边在磁场中的有效长度相等，则由公式F=B7L可知安培力的大小

与电流成正比，则bedea部分与ba边所受的安培力大小之比为1:4,同理ba边与be边所受的安培力大小

之比为4:1,B正确，。错误；

D.整个导体框所受的安培力大，\、为F=B（h+I》L=&券由左手定则可知安培力的方向竖直向下，。

错误。故选B。

即时检测

6.如图所示为由粗细均匀的直导线连接而成的正四面体，正四面体的每边长为L,处在垂直于三角形

ACD面的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为将A、C两点接入直流电源中，流入正四面体的总

电流为/,则人。边受到的安培力大小为(

A.yBZLB.C.^BILD.-BIL

o45

【答案】A

【详解】设。中的电流为lx,根据电路特点ED等电势，电流为零，则AEC与ADC并联阻值为根据电流

分配可知2A=7■则A=彳4。边受到的安培力FA=BliL=^BIL故选Ao

康良2安黄力股左向烈颤

1.安培力方向的判断

⑴判断方法:左手定则。

(2)方向特点：既垂直于B,也垂直于/，所以安培力一定垂直于B与1决定的平面。

2.合安培力的两种分析思路

思路一:先分析通电导线所在处的合磁场的大小和方向，由左手定则判断安培力的方向，由玛=加合Zsin出求

合安培力的大小。

思路二:根据同向电流相互排斥，异向电流相互吸引，结合力的平行四边形定则，分析合安培力的大小和方向

或某个安培力的大小和方向。

典例引领

7.如图所示，三角形闭合线框ABC由弹性较好的导线制成;线框中通有沿逆时针方向的恒定电流，三角

形的三个顶点/、6、C固定在绝缘水平面上，带有绝缘层的长直导线MN紧贴线框固定在线框上方。

给直导线通入从河到N的恒定电流,不考虑闭合线框各边之间的作用力，此后该线框的形状可能是

()

【答案】B

【详解】由题知，直导线通入从M到N的恒定电流，则根据右手定则可知朋\N左侧的磁场垂直纸面向里、

右侧的磁场垂直纸面向外，再由于线框中通有沿逆时针方向的恒定电流，根据左手定则可知：

导线受到的安培力向右，则导线AB向右弯曲；AC在皿N左侧的导线受到的安培力斜向左下，则这部

分导线向左下弯曲、在右侧的导线受到的安培力斜向右上，则这部分导线向右上弯曲；BC在MN左侧

的导线受到的安培力斜向左上，则这部分导线向左上弯曲、在MN右侧的导线受到的安培力斜向右下，则这

部分导线向右下弯曲。故选石。

即时检测

8.如图所示，半圆形的绝缘环上均匀分布有正电荷，AB是竖直直径,直导线与圆心。等高且水平固定,

直导线中有向右的恒定电流，将半圆环绕AB所在直线沿顺时针方向（从上向下看）匀速转动,则直导

线受到的安培力方向（）

A