《高考备考指南 物理 》课件-第1讲　磁场的描述　磁场对电流的作用

磁场第九章

第1讲磁场的描述磁场对电流的作用核心素养新课程标准命题分析物理观念(1)理解磁场、磁感线、磁感应强度；(2)掌握安培力和洛伦兹力的特点1.考查方式：考查形式主要体现在计算题上，尤其是压轴题，大多涉及带电粒子在复合场中的运动.由于知识综合性强，难度大，区分度大，仍将是高考中的重难点和热点，复习时应加强训练.2.广东命题趋势：运用与电场类比的方法理解磁感应强度、磁感线；比值法定义磁感应强度；将立体图转化为侧视图、剖面图等平面图进行思考；应用力的观点、能的观点分析安培力、洛伦兹力；安培力在电动机、电磁炮中的应用；安培力在磁电式电流表中的应用；带电粒子在磁场中运动的实际应用科学思维(1)科学推理：推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，分析带电粒子在磁场中的运动；(2)模型构建：磁感线、匀强磁场、带电粒子做匀速圆周运动科学探究探究磁感应强度大小和安培力大小的有关因素科学态度与责任认识到电磁技术应用对人类生活的影响，了解科学、技术、社会、环境之间的关系栏目导航01知识

梳理查漏02题点

各个击破03配套训练知识梳理查漏1知识一

磁场的产生及基本性质1.磁场的产生磁场是一种物质，产生于磁体和电流周围.2.磁场的基本性质磁场对放入其中的______和______有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流不一定有力的作用，当电流和磁感线_________时电流不受磁场力作用).

磁极电流平行3.磁场的方向规定：小磁针在磁场中静止时______极所指的方向就是该点的磁场方向，或者说是小磁针在磁场中______极的受力方向.

4.磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的______________.

(2)大小：B=________(通电导线垂直于磁场).

(3)方向：小磁针静止时________的指向.

(4)单位：________，名称________，简称________.

N

N强弱和方向

北极T

特斯拉特5.磁通量(1)概念：在匀强磁场中，与磁场方向______的面积S和磁感应强度B的乘积，称为穿过这个面积的磁通量.

(2)公式：Φ=________.

(3)单位：1Wb=________.

垂直BS1T·m2【自测1】(多选)下列说法正确的是()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磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零C.表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时，检验电荷受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D.表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时，该段通电导线受到的磁场力与该段导线长度和电流乘积的比值AC知识二

磁感线、通电导体周围的磁场分布1.磁感线(1)磁感线是用来形象描述磁场中各点的__________和________的曲线，是________的物理模型.磁感线上每一点的__________就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向.磁感线的________表示磁场的强弱.

(2)磁感线是________曲线(和静电场的电场线不同).

(3)电流磁场的磁感线绕向可由__________判定，它也叫作____________________.

磁场方向强弱假想切线方向疏密封闭安培定则右手螺旋定则2.要熟记以下几种常见磁场的磁感线，如图所示.3.地磁场：地球本身就是一个大磁体.地磁场具有以下几个特点：(1)地磁场的N极在地理________附近，地磁场的S极在地理________附近，磁感线分布如图所示.

(2)地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球南极指向北极；而竖直分量(By)则南北相反，在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下.(3)在赤道平面上，距离地球表面相等的各点磁感应强度相等且方向水平向北.南极北极4.磁感线和电场线的比较磁感线和电场线的疏密都能形象地表示相应场的强弱，但应注意：(1)只有在同一个图中才能根据磁感线或电场线的疏密判定各处相应场的强弱；(2)没有画出磁感线或电场线的地方并不表示那里没有磁场或电场.比较磁感线电场线不同点闭合曲线，外部从N→S，内部从S→N起始于正电荷，终止于负电荷相似点引入目的都是为了形象描述场而引入的假想线，实际不存在疏密都能定性描述场的强弱切线方向都表示该点场的方向是否相交不相交(电场中无电荷空间不相交)【自测2】(2022年浙江模拟)在宇宙环境中，地磁场保护着地球.地质记录表明，自地球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同)和“正极性”(地磁场方向与现在的方向相反)之间不断变换.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瞬间发生，而不是一个缓慢、渐进的过程C知识三

磁场对电流的作用1.安培力的方向(1)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指________，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向________的方向，这时_______所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.

(2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相________，异向电流互相________.

(3)注意问题：磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面.

垂直电流大拇指吸引排斥2.安培力的大小当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F=_________.这是一般情况下的安培力的表达式.以下是两种特殊情况：

(1)当磁场与电流____________时，安培力最大，Fmax=________.(2)当磁场与电流________时，安培力等于零.

ILBsinθ垂直ILB

平行3.判定步骤首先必须弄清楚导体所在位置的________分布情况，然后利用____________准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向.

磁场左手定则【自测3】(2023年北京模拟)如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线通有垂直纸面向外大小为I1的恒定电流，在两导线连线(水平)的中点处有一可自由转动的小磁针，静止时其N极方向平行于纸面向下.忽略地磁场的影响.关于右边导线的电流I2，下列判断正确的是()A.I2<I1，方向垂直纸面向外B.I2>I1，方向垂直纸面向外C.I2<I1，方向垂直纸面向里D.I2>I1，方向垂直纸面向里B

【解析】小磁针静止时N极方向平行于纸面向下，说明该处的磁场方向向下.因I1在该处形成的磁场方向向上，则I2在该处形成的磁场方向向下，且大于I1在该处形成的磁场.由安培定则可知I2方向垂直纸面向外且I2>I1.题点各个击破2命题点一对磁场、磁感线的理解［自修掌握类］

1.磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷运动产生的，磁场与电流方向的关系遵循安培定则.2.磁场可以用磁感线形象地描述.磁感线是闭合的曲线，在磁体外部从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极.磁感线不相交，也不相切.3.若某个区域内磁感应强度的大小处处相等，方向处处相同，那么这样的磁场叫作匀强磁场.匀强磁场中的磁感线是平行、等距的直线.1.我国宋代学者沈括在《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如图所示.结合上述材料，下列说法不正确的是()A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用C2.如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动.当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)()A.顺时针方向转动，同时下降B.顺时针方向转动，同时上升C.逆时针方向转动，同时下降D.逆时针方向转动，同时上升A

【解析】如图甲所示，把直线电流等效为无数小段，中间的点为O点，选择在O点左侧S极右上方的一小段为研究对象，该处的磁场方向指向左下方.由左手定则判断，该小段受到的安培力的方向垂直纸面向里，在O点左侧的各段电流元都受到垂直纸面向里的安培力.把各段电流元受到的力合成，则O点左侧导线受到垂直纸面向里的安培力.同理判断出O点右侧的导线受到垂直纸面向外的安培力.因此，由上向下看，导线沿顺时针方向转动.分析导线转过90°时的情形：如图乙所示，导线中的电流垂直纸面向外，由左手定则可知，导线受到向下的安培力.由以上分析可知，导线在顺时针转动的同时向下运动，A正确.命题点二对磁感应强度的理解及其应用［师生共研类］

例1

(多选)(2022年全国卷)安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B.如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面.某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴均指向不同方向而z轴正向保持竖直向上.测量序号Bx/μTBy/μTBz/μT1021-4520-20-463210-454-210-45根据表中测量结果可推知()A.测量地点位于南半球B.当地的地磁场大小约为50μTC.第2次测量时y轴正向指向南方D.第3次测量时y轴正向指向东方BC

D

2.(2023年茂名一模)如图所示，正方体放在水平地面上，空间有磁感应强度为B0方向与水平面成45°角斜向上的匀强磁场.一根通电长直导线穿过正方体前后面的中心，电流的方向垂直于纸面向里.a，b，c，d分别是正方体所在边的中点.在这四点中()A.c，d两点的磁感应强度大小相等B.a，b两点的磁感应强度大小相等C.b点磁感应强度的值最大D.c点磁感应强度的值最小D

思维导航

解决磁场叠加的思路和步骤1.根据安培定则确定各导线在某点产生的磁场方向；2.判断各分磁场的磁感应强度大小；3.根据矢量合成法则确定合磁场的大小和方向.命题点三安培力的判断［师生共研类］

1.安培力的大小计算安培力常用公式F=BIL，应用时要满足：(1)B与I垂直；(2)L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度.如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图所示)，相应的电流方向沿L由始端流向末端.因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零.2.安培力问题的分析思路(1)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F安⊥B、F安⊥I；(3)列平衡方程或牛顿第二定律的方程式进行求解.

D

B

2.(2022年湖南卷)如图甲，直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO'上，其所在区域存在方向垂直指向OO'的磁场，与OO'距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图乙所示.导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是()A.当导线静止在图甲右侧位置时，导线中电流方向由N指向MB.电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变C.tanθ与电流I成正比D.sinθ与电流I成正比D

命题点四安培力的综合应用［师生共研类］

1.求解安培力作用下导体平衡问题的关键三维图转换为二维平面图，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.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安⊥B、F安⊥I.(3)列平衡方程.

ACD

1.