第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用

匀强磁场。 (2)特点：磁感线疏密程度相同、方向相同。
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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 (1)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。 (2)特点 ①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。 ②磁感线的疏密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Biblioteka 假想的曲线，客观上不存在。返回
2．电流的磁场 通电直导线 通电螺线管 环形电流
安 培 定 则
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 。
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2．安培力的方向 左手定则判断： [注 2]
(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。
考点一 安培定则的应用和磁场的叠加
[基础自修类]
【题点全练】
1．[安培定则的应用] 如图所示，坐标系 Oxyz 处于匀强磁场中， 有一条长 0.6 m 的直导线沿 Ox 方向通有 大小为 9 A 的电流，受到的安培力沿 Oz 方向，大小为 2.7 N。则该匀强磁场可能 的方向和磁感应强度 B 的最小值为 A．平行于 xOy 平面，B＝0.5 T B．平行于 xOz 平面，B＝1.0 T C．平行于 xOy 平面，B＝0.2 T D．平行于 xOy 平面，B＝1.0 T
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解析：根据左手定则，安培力必须与电流和磁场构成的平面 垂直，故磁场的方向一定平行于 xOy 平面；当电流、磁场互 相垂直的时候，安培力最小，所以最小的磁感应强度为： B＝IFL＝9×2.70.6 T＝0.5 T，选项 A 正确。 答案：A
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2．[两电流产生磁场的叠加] (2020·山东潍坊模拟)如图所示，在磁感 应强度大小为 B0 的匀强磁场中，两长直
D．小磁针在 B 处和 C 处 N 极都指向右方 解析：根据安培定则可知，A、B 两处磁场方向向左，C 处
磁场方向向右；根据通电螺线管周围的磁感线分布情况可
知，B 处磁感线最密，C 处磁感线最疏。 答案：BC
3.[人教版选修 3－1 P94T3 改编]如图所示，用天
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平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项
应强度大小为 B，当 P 和 Q 的电流都垂直
纸面向里时，根据右手螺旋定则可知，P 在 a 点的磁感应强度方向为水平向右偏下
30°，Q 在 a 点的磁感应强度方向为水平向
右偏上 30°，两者在 a 点的合磁感应强度为 3B，方向水平向右， 因 a 点的磁感应强度为零，故 3B＝B0。B0 的方向水平向左。当 P 中电流方向反向时，磁场如图所示，当 P 的 电流反向后，P 在 a 点的磁感应强度方向为水
为零。
(×)
(7)1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发
生偏转，称为电流的磁效应。
(√)
二、选择题(部分习题选自教材，或为教材习题的改编。教材习 返回 题最经典，每练一次都有新发现。)
1．[粤教版选修 3－1 P84T1]把一小段通电直导线放入磁场中， 导线受到安培力的作用。关于安培力的方向，下列说法中
题型(一) 安培力作用下导体运动情况的判断 [例 1] (2019·济南模拟)一直导线平行
于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上 方，如图所示，如果直导线可以自由地运 动且通以方向为由 a 到 b 的电流，则导线 ab 受磁场力后的运动情况为
A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
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[解析] 先由安培定则判断出通电螺线管的 N、S 极，找 出导线左、右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两 端受到的安培力的方向，如图甲所示，可以判断导线受磁场力 后从上向下看逆时针方向转动。再用特殊位置法判断导体转动 后的受力，再次用左手定则判断导线受磁场力的方向，如图乙 所示，导线还要靠近螺线管，所以 D 正确，A、B、C 错误。
(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。 [注 2] 安培力方向一定垂直电流与磁场方向决定的平面，即 同时有 FA⊥I，FA⊥B。而磁场与电流的方向可以不垂直。
【基础自测】
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一、判断题
(1)磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情
磁场
第九章
DIJIUZHANG
考情分析★靶向明确
考点分类展示
磁场、磁感应强 度、磁感线(Ⅰ)
通电直导线 和通电线圈 周围磁场的 方向(Ⅰ) 洛伦兹力、 洛伦兹力的 方向(Ⅰ) 洛伦兹力公 式(Ⅱ) 以上3个考点 未曾独立命 题
安培力、安培力 的方向(Ⅰ) 匀强磁场中的安 培力(Ⅱ) 质谱仪和回旋加 速器(Ⅰ)
导线 P 和 Q 垂直于纸面固定放置，二者
之间的距离为 l。在两导线中均通有方向
垂直于纸面向里，大小相等的电流时，纸面内与两导线距
离为 l 的 a 点处的磁感应强度为零。若仅让 P 中的电流反
向，则 a 点处磁感应强度的大小为
()
A．2B0
B．2
3
3 B0
C．
3 3 B0
D．B0
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解析：如图所示，设 P 和 Q 在 a 点的磁感
况无关。
(√)
(2)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受
磁场力的方向一致。
(×)
(3)垂直磁场放置的线圈面积减小时，穿过线圈的磁通量可能增大。
(√)
(4)小磁针 N 极所指的方向就是该处磁场的方向。
(×)
(5)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强。
(√)
(6)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度
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3．安培定则的应用
直线 电流 的磁
场
环形 电流 的磁
场
原因 (电流方向)
大拇指
四指
结果 (磁场方向)
说明
四指 大拇指
在运用安培定则时应分清 “因”和“果”，电流是 “因”，磁场是“果”， 既可以由“因”判断 “果”，也可以由“果” 追溯“因”
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考点二 安培力作用下导体的运动问题
[师生共研类]
F (2)大小：B＝ IL 。[注 1] [注 1] B 的大小和方向由磁场本身决定，与该处放不放通电导 线无关，在定义式中一定要强调通电导线垂直于磁场。
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(3)方向：小磁针的 N 极所受磁场力的方向，也就是小磁针静止时 N 极的指向。
(4)单位：特斯拉(T)。 3．匀强磁场 (1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为
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安培定则
横截面图
纵截面图
环
形
电 流 内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通
电
螺 线 内部为匀强磁场且比外部强，方向由 S 极指向 N 极， 管 外部类似条形磁铁，由 N 极指向 S 极
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2．理解磁感应强度的三点注意事项 (1)磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式 B＝ IFL认为 B 与 F 成正比，与 IL 成反比。 (2)测量磁感应强度时，小段通电导线必须垂直于磁场放 入，如果平行磁场放入，则所受安培力为零，但不能说该点的 磁感应强度为零。 (3)磁感应强度是矢量，其方向为放入其中的小磁针 N 极 的受力方向，也是小磁针静止时 N 极的指向。
特殊位置法 在特殊位置→安培力方向→运动方向 等效法 环形电流→小磁针，通电螺线管→条形磁铁 同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行 结论法 的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相 同的趋势 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋
转换研究对 势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培 象法 力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场 的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向
平向左偏上 30°，P 和 Q 在 a 点的合磁感应强
度为 B，方向竖直向上，则 a 点的磁感应强度
为 Ba＝ B2＋B02＝
33B02＋B02＝23 3B0，
故 B 正确；A、C、D 错误。 答案：B
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3．[磁场叠加的综合问题]
(2019·河北唐山模拟)在正方形四个
顶点处各垂直于纸面放置一根长直
导线，已知直导线中电流在某点产生
磁场的磁感应强度大小与电流大小
成正比，与该点到导线的距离成反比。四根导线中电流方
向如图所示，四根导线中的电流大小均相等，若 C 处导线
中的电流大小不变，方向反向，则 A 处导线前后受到的安
培力大小之比
()
A．1∶1
B．1∶2
C．1∶3
D．3∶5
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解析：设电流强度大小为 I，正方形的边长为 a，直导线 A 的
直，也一定跟磁感应强度方向垂直，故 D 正确。 答案：D
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2．[教科版选修 3－1 P83T3](多选)如图为通
电螺线管。A 为螺线管外一点，B、C 两
点在螺线管的垂直平分线上，则下列说
法正确的是
()
A．磁感线最密处为 A 处，最疏处为 B 处
B．磁感线最密处为 B 处，最疏处为 C 处
C．小磁针在 B 处和 A 处 N 极都指向左方
长度为 L。根据题意可得 B 和 D 在 A 处的磁场大小均为 B1＝kaI，
C
处导线在
A
处的磁场大小为
B2＝
kI ；根据导线间电流相互 2a
作用规律可知，电流方向相同相吸引、相反相排斥，则开始情
况下
A
受到的安培力大小为：F1＝
2B1IL－B2IL＝