磁场及其对电流的作用（讲义）-2025年高考物理一轮复习（新教材新高考）

第46讲磁场及其对电流的作用

目录

01、考情透视，目标导航

02、知识导图，思维引航..............................................1

03、考点突破，考法探究..............................................2

考点一.安培定则、磁场叠加............................................2

知识点1.电流的磁场、安培定则的应用............................2

知识点2.磁场叠加问题的解题思路................................3

考向1.安培定则的应用..........................................3

考向2.场的叠加................................................3

考点二.安培力的分析与计算...........................................4

知识点L安培力大小——F=BILsin0........................................................4

知识点2.安培力叠加的两种分析思路............................5

知识点3.安培力作用下的平衡或加速问题的解题思路..............5

知识点4安培力作用下导体运动的判定方法........................5

考向1.通电导线有效长度问题....................................6

考向2.安培力的叠加问题........................................6

考向3.安培力作用下的平衡......................................7

考向4.安培力作用下的加速问题..................................7

04、真题练习，命题洞见..............................................7

考情透视•目标导航

2024.贵州.高考物理第3题

2024•浙江•高考物理第2题

考情

2024・江苏•高考物理第2题

分析一

2024•福建・高考物理第8题

2024.重庆.高考物理第13题

目标1.了解磁场，掌握磁感应强度的概念，了解磁感线。

复习目标2.会用安培定则判断电流周围的磁场，并且会计算磁场的叠加。

目标

目标3.会计算安培力的大小及判断安培力的方向。会分析安培力作用

下的平衡问题和加速问题。

匐2

心知识导图•思维引航\\

磁场及其对电流的作用TT

安培力

㈤3

考点突破・考法探究

考点一.安培定则、磁场叠加

知识固本

知识点1.电流的磁场、安培定则的应用

项目安培定则立体图特点

;

|无N极、S极距离直

直线电流的磁场

由导线越远，磁场越弱

与条形磁铁的磁场相

通电螺线管的磁场祥S

嚏似，管内可近似认为

是匀强磁场

两侧分别是N极和S

环形电流的磁场极；距离中心越远，

S喜N

磁场越弱

知识点2.磁场叠加问题的解题思路

(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磁感应强度大小和方

向。如图所示，BM、BN为M、N在c点产生的磁场的磁感应强度。

(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁感应强度及

考向1.安培定则的应用

1.如图所示，直导线A3、螺线管E、电磁铁。三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁

针北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是()

C.cD.d

考向2.场的叠加

1.如图所示，A、2、C是正三角形的三个顶点，。是4B的中点，两根互相平行的通电长直导线垂直纸面固

定在A、8两处，导线中通入的电流大小相等、方向相反。已知通电长直导线产生磁场的磁感应强度

/为通电长直导线的电流大小，厂为距通电长直导线的垂直距离，4为常量。已知C点处的磁感应强度大小

为玲，则关于。点处的磁感应强度说法正确的是()

c

八

/'

/\

/\

/\

/\

/\

//\\

A.大小为瓦，方向垂直AB连线向下

B.大小为2%,方向垂直A8连线向上

C.大小为小Bo,方向垂直AB连线向上

D.大小为4瓦，方向垂直48连线向下

2.如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系尤Oy平面，导线与坐标平面的交点为。、b、c、d四点。已

知°、6、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点。；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，若过。点的导线在。点产

生的磁感应强度为B,贝ij()

C®-------®d

A.0点的磁感应强度为0

B.0点的磁感应强度为吸3

C.移走1点的导线，。点磁感应强度变为8

D.移走d点的导线，0点磁感应强度变为吸8

考点二.安培力的分析与计算

知识固本

知识点1.安培力大小—F=BILsin0

(1)。为/方向与B方向的夹角。

(2)特例：①当时，F=»

②当/〃B时，F=。

(3)通电导线的有效长度

①当通电导线弯曲时，L是导线两端的有效长度(如图所示)。

XXXXBXXXXXX

②对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为,所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为

零。

知识点2.安培力叠加的两种分析思路

(1)先分析通电导线所在处的合磁感应强度的大小和方向，由左手定则判断安培力的方向，由尸=B〃sinO求

安培力的大小。

(2)先由左手定则判断各个安培力的方向，由尸=B〃sin6求各个安培力的大小，再由平行四边形定则求其合

力。

知识点3.安培力作用下的平衡或加速问题的解题思路

(1)选定研究对象。

(2)受力分析，变立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，安培力的方向尸

安_1_8、尸安，/,如图所示。

(3)应用共点力的平衡条件或牛顿第二定律或动能定理列方程解题。

知识点4安培力作用下导体运动的判定方法

分割为电流元左王星则安培力方向一整段导体所受合力方向一运

电流元法

动方向

特殊位置法在特殊位置一安培力方向一运动方向

环形电流小磁针

等效法

条形磁体通电螺线管多个环形电流

同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互

结论法

作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势

先分析电流所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电

转换研究对象法

流磁场的作用力

考向洞察

考向L通电导线有效长度问题

1.如图所示，半径为八粗细均匀的金属圆环放在绝缘水平面上，虚线左侧有垂直于水平面向下的匀强

磁场I,右侧有垂直于水平面向上的匀强磁场n,两磁场的磁感应强度大小均为B,与圆环的直径重合，

P。是圆环垂直的直径，将P、。两端接入电路，从尸点流入的电流大小为/,圆环保持静止不动，则

下列判断正确的是（）

*X:

XX

A.整个圆环受到的安培力为0

B.整个圆环受到的安培力大小为啦8万

C.MN左侧半圆环受到的安培力大小为争价

D.MN左侧半圆环受到的安培力大小为BIr

2.半径为0.1m的圆内有匀强磁场，磁感应强度B大小为0.4T,现将一单匝正方形线框放入磁场，线框平

面与磁场方向垂直，其中一顶点与圆形磁场区域的圆心。点重合，如图，当通过线框的电流/为1A时，

线框所受的安培力大小为（）

XXXX

XxX

XX

N

cEN

考向2.安培力的叠加问题

3.一正方形的中心。和四个顶点均固定着平行长直导线，若所有平行直导线均通入大小相等的恒定电流,

电流方向如图中所示，下列截面图中的中心长直导线所受安培力最大的是（）

\O®

飞'砥」

BCD

考向3.安培力作用下的平衡

4.如图(a),直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴。。，上，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(b)所示。导线通以电

流/,静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为仇下列说法正确的是()

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"

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

考向4.安培力作用下的加速问题

5.如图所示，质量为机、长为L的导体棒电阻为2R,初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E,

内阻不计。匀强磁场的磁感应强度为8,其方向与轨道平面成6角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动,

A.导体棒向左运动

B.开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为就

C.开关闭合瞬间导体棒所受安培力为甯

D.开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BE翳。

3

百理妹si1禽早吸

1.(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乙、12,且

A>A,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

2.（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。氏。和d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.°、。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

3.（2023•江苏•高考真题）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为形导线通以恒定电流/,放置在磁场中.已

知"边长为2/,与磁场方向垂直，6c边长为/,与磁场方向平行.该导线受到的安培力为（）

A.0B.BIlC.2BIID.45BIl

4.（2024・福建•高考真题）将半径为r的铜导线半圆环A2用两根不可伸长的绝缘线0、6悬挂于天花板上,

AB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B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m8/rD.安培力为23分

5.（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，加速度的最大值为冬；减速时，加

速度的最大值为6g，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f

6

B