2025年物理新高考備考2025年（版）物理《三維設計》一輪總復習（提升版）第1講　磁場及其對電流的作用

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?的作用。（2）磁感應強度①物理意義：描述磁場的強弱和

?。

力方向③方向：小磁針靜止時N極所指的方向。④單位：

，符號為T。⑤矢量：合成時遵循

?。特斯拉平行四邊形定則2.磁感線的特點（1）磁感線上某點的

?方向就是該點的磁場方向。（2）磁感線的疏密程度定性地表示磁場的

?。（3）磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點，在磁體外部，從

?

指向

；在磁體內部，由

指向

?。（4）同一磁場的磁感線不中斷、不

?、不相切。（5）磁感線是假想的曲線，客觀上并不存在。切線強弱N

極S極S極N極相交（1）條形磁體和蹄形磁體的磁場（如圖所示）3.幾種常見的磁場（2）電流的磁場直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場安培定則

立體圖

直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場縱截面圖

（3）勻強磁場磁場中各點的磁感應強度的大小

、方向

?，

磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線。相等相同（4）地磁場①地磁的N極在地理

附近，S極在地理

?附

近，磁感線分布如圖所示。②在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點，磁感應強

度大小

，且方向水平

?。南極北極相等向北③地磁場在南半球有豎直向上的分量，在北半球有豎直向下

的分量。?判斷小題1.磁場是客觀存在的一種物質，磁感線也是真實存在的。

（

×

）2.磁場中的一小段通電導線在該處受力為零，此處磁感應強度B不一

定為零。

（

√

）

4.北京地面附近的地磁場方向是水平向北的。

（

×

）×√××

A.磁場中某點的磁感應強度B與通電導線在磁場中所受的磁場力F成

正比B.磁場中某點的磁感應強度B與Il的乘積成反比D.通電直導線在某點所受磁場力為零，則該點磁感應強度B為零

2.【安培定則的應用】電視機顯像管的偏轉線圈示意圖如圖所示，某

時刻電流方向如圖所示，則環(huán)心O處的磁場方向

（

）A.向上B.垂直紙面向里C.向下D.垂直紙面向外解析：

對于左、右兩個螺線管，由安培定則可以判斷出上方均

為磁場N極，下方均為磁場S極，所以環(huán)心O處的磁場方向向下。故

選C。

A.B＝0D.B＝B0

磁場疊加的基本思路（1）確定磁場的場源是磁體還是電流。（2）確定空間中需求解磁場的位置（點），利用安培定則判定各個場源在該點產生的磁感應強度的大小和方向。如圖所示，BM、BN分別為電流M、N在c點產生的磁感應強度。（3）應用平行四邊形定則進行合成，如圖中c點的合磁感應強度

為B。02考點二安培力的分析與計算1.安培力的大小F＝

（其中θ為B與I之間的夾角）。（1）磁場和電流垂直時：F＝

?。（2）磁場和電流平行時：F＝

?。IlBsinθ

IlB

0

2.安培力的方向——應用左手定則判斷（1）伸開左手，使拇指與其余四個手指

，并且都與手掌

在同一個平面內。（2）讓磁感線從掌心垂直進入，并使四指指向

?的方向。（3）拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受

?的

方向。垂直電流安培力?判斷小題1.在磁場中同一位置，電流元的電流越大，所受安培力也一定越大。

（

×

）2.安培力的方向既跟磁感應強度方向垂直，又跟電流方向垂直。

（

√

）3.通電導線與磁場不垂直，有一定夾角時，左手定則就不適用了。

（

×

）×√×1.安培力的方向安培力既垂直于B，也垂直于I，即垂直于B與I決定的平面。2.安培力公式F＝BIl的應用條件（1）I與B垂直。（2）l是指有效長度。彎曲通電導線的有效長度l等于連接導線兩端點的直線的長

度，相應的電流方向沿兩端點連線由始端流向末端，如圖

所示。安培力方向的判斷【例1】

法拉第電動機原理如圖所示。條形磁鐵豎直固定在圓形水

銀槽中心，N極向上。一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在

水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連。電源負極與金屬桿上端相連，與電源

正極連接的導線插入水銀中。從上往下看，金屬桿（

）A.在金屬桿和導線所在平面內繞鉸鏈向上擺動B.在金屬桿和導線所在平面內繞鉸鏈向下擺動C.繞鉸鏈和磁鐵連線順時針轉動D.繞鉸鏈和磁鐵連線逆時針轉動解析：電源、金屬桿、導線和水銀組成閉合電路，金屬桿中有斜向上

方的電流，根據左手定則可知，圖示位置導電金屬桿受垂直紙面向里

的安培力，從上往下看，金屬桿將繞鉸鏈和磁鐵連線逆時針轉動，故

選D。安培力大小的計算【例2】如圖所示，一根粗細均勻的金屬絲彎折成一直角三角形閉

合線框，其中∠cab＝37°，將其放入勻強磁場中，磁場方向垂直三角

形所在平面向里，若在ab間加一電壓U，則折線acb邊和ab邊受到的安

培力大小之比為（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（

）A.5∶7B.4∶3C.4∶7D.1∶1

判斷安培力作用下導體的運動情況【例3】（2022·江蘇高考3題）如圖所示，兩根固定的通電長直導

線a、b相互垂直，a平行于紙面，電流方向向右，b垂直于紙面，電流

方向向里，則導線a所受安培力方向

（

）A.平行于紙面向上B.平行于紙面向下C.左半部分垂直紙面向外，右半部分垂直紙面向里D.左半部分垂直紙面向里，右半部分垂直紙面向外解析：根據安培定則，可判斷出導線a左側部分的空間磁場方向斜向

右上方，右側部分的磁場方向斜向右下方，根據左手定則可判斷出左

半部分所受安培力垂直紙面向外，右半部分所受安培力垂直紙面向

里，故C正確，A、B、D錯誤?！纠?】如圖所示，兩個完全相同、互相垂直的導體圓環(huán)Q、P（Q

平行于紙面，P垂直于紙面）中間用絕緣細線連接，通過另一絕緣細

線懸掛在天花板下，當Q有垂直紙面往里看逆時針方向的電流、同時

P有從右往左看逆時針方向的電流時，關于兩圓環(huán)的轉動（從上向下

看）以及細線中拉力的變化，下列說法中正確的是（

）A.Q逆時針轉動，P順時針轉動，Q、P間細線拉力變小B.Q逆時針轉動，P順時針轉動，Q、P間細線拉力變大C.Q順時針轉動，P逆時針轉動，Q、P間細線拉力變小D.Q順時針轉動，P逆時針轉動，Q、P間細線拉力變大解析：根據安培定則，Q產生的磁場的方向在Q環(huán)內部垂直于紙面向

外，P產生的磁場方向在P環(huán)內部水平向右，將Q等效于S極在里、N極

在外的小磁針，P等效于左側S極、右側N極的小磁針，根據同名磁極

相互排斥、異名磁極相互吸引的特點，P將逆時針轉動，Q順時針轉

動；轉動后P、Q兩環(huán)相互靠近處的電流的方向相同，所以兩個線圈

相互吸引，Q、P間細線張力減小，故C正確，A、B、D錯誤。

判斷導體運動情況的五種方法電流元法分割為電流元

安培力方向→整段導體所受合力方

向→運動方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→運動方向等效法（1）環(huán)形電流

小磁針（2）條形磁體

通電螺線管

多個環(huán)形電流根據同極相斥、異極相吸判斷作用力的方向進而判斷運動

方向結論法兩平行直線電流在相互作用中，無轉動趨勢，同向電流互

相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作

用時，有轉到平行且電流方向相同的趨勢轉換研究對象法先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三

定律，確定磁體所受電流磁場的作用力03考點三安培力作用下的平衡和加速問題

通電導線在磁場中的平衡和加速問題的分析思路

（1）選定研究對象。（2）變三維為二維，如側視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面

受力分析圖，其中安培力的方向要注意，F安⊥B、F安⊥I，

如圖所示。（3）列平衡方程或牛頓第二定律方程進行求解。安培力作用下的平衡問題【例5】（2022·湖南高考3題）如下圖甲，直導線MN被兩等長且平行

的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO'上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO'

的磁場，與OO'距離相等位置的磁感應強度大小相等且不隨時間變

化，其截面圖如下圖乙所示。導線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直

方向的夾角為θ。下列說法正確的是

（

）A.當導線靜止在圖甲右側位置時，導線中電流方向由N指向MB.電流I增大，靜止后，導線對懸線的拉力不變C.tanθ與電流I成正比D.sinθ與電流I成正比

安培力作用下的加速問題【例6】

（多選）如圖所示，兩長度均為L的通電長直導線P、Q鎖

定在傾角為θ的光滑絕緣斜面上，質量分別為m、2m，兩導線中通入

的電流大小相等，均為I，重力加速度大小為g，現在導線Q的中點施

加一沿斜面向上的拉力F與此同時對兩導線解除鎖定，兩導線間距離

不變并沿斜面向上做勻加速直線運動。下列說法正確的是（

）A.兩導線中電流的方向可能相反C.若F＝6mgsinθ，撤去F瞬間，導線P、Q的加速度大小之比為2∶1

04跟蹤訓練·鞏固提升1.（2024·廣東梅州模擬）如圖所示，一光滑絕緣的圓柱體固定在水

平面上。導體棒AB可繞過其中點的轉軸在圓柱體的上表面內自由轉

動，導體棒CD固定在圓柱體的下底面。開始時，兩棒相互垂直并

靜止，兩棒中點O1、O2連線與圓柱體的中軸線重合。現對兩棒同時

通入圖示方向（A到B、C到D）的電流。下列說法正確的是（

）A.通電后，AB棒仍將保持靜止B.通電后，AB棒將逆時針轉動（俯視）C.通電后，AB棒將順時針轉動（俯視）D.通電瞬間，線段O1O2上存在磁感應強度為零的位置123456789解析：

如圖所示，AB棒左側處在斜向上的磁場中，受到的安培力F1穿過紙面向外，AB棒右側處在斜向下的磁場中，受到的安培力F2穿過紙面向里，故AB棒將逆時針轉動（俯視），故A、C錯誤，B正確；通電后，AB棒和CD棒中的電流會在周圍產生磁場，根據安培定則可知線段O1O2上不存在磁感應強度為零的位置，故D錯誤。1234567892.如圖，用材料相同、粗細均勻的電阻絲折成正方形金屬框架

ABCD，邊長為L，每邊電阻為r，框架與一電動勢為E，內阻也為r

的電源相接，垂直于框架平面有磁感應強度為B的勻強磁場，則開

關閉合，待電路穩(wěn)定后，框架受到安培力大小為（

）123456789

1234567893.（2024·浙江溫州模擬）安培在研究電流之間的相互作用時，用一

根硬導線彎成如圖甲所示形狀的線圈，該線圈是由兩個形狀和大小

相同、但電流方向相反的平面回路組成一個整體，線圈的端點A、B

通過水銀槽和固定支架相聯，這樣，線圈既可通入電流，又可自由

轉動，被稱為無定向秤。則通電后

（

）A.當處于非勻強磁場中，線圈可能會發(fā)生轉動B.當處于平行線圈平面的勻強磁場中，線圈可能會發(fā)生轉動C.當處于垂直線圈平面的勻強磁場中，線圈可能會發(fā)生轉動D.將如圖乙所示的通電硬導線靠近該秤，線圈可能會發(fā)生轉動123456789解析：

當處于平行線圈平面的勻強磁場中，這個復雜線圈可以

看成左右兩個矩形線圈，而兩個線圈的轉向相反，作用效果會相互

抵消，所以在勻強磁場中不會發(fā)生轉動，故B錯誤；當處于垂直線

圈平面的勻強磁場中，根據左手定則可知，線圈各邊所受安培力在

同一平面內，因此不會發(fā)生轉動，故C錯誤；根據以上分析可知，

在磁場不垂直于線圈平面的情況下，若線圈處于非勻強磁場中，可

知線圈各邊所受安培力大小不均衡，線圈將按照所受安培力大的方

向轉動，故A正確；將如圖乙所示的通電硬導線靠近該秤時，因兩

根導線在線圈所處位置產生的磁場方向相反，相互抵消，因此線圈

不會發(fā)生轉動，故D錯誤。1234567894.（2024·甘肅天水模擬）可用來測量勻強磁場的磁感應強度方法比較多，如圖所示是利用電流天平測量勻強磁場的磁感應強度的一種

方法。它的右臂掛著等腰梯形線圈，且2ab＝cd＝2l，匝數為n，線圈的底邊水平，一半的高度處于方框內的勻強磁場中，磁感應強度B的方向與線圈平面垂直。當線圈中通入順時針電流I時，調節(jié)砝碼使兩臂達到平衡。然后使電流反向，大小不變。在左盤中增加質量為m的砝碼時，兩臂再次達到新的平衡，則

（

）123456789123456789

1234567895.（2024·河南鄭州模擬）如圖所示，橫截面為半圓、表面光滑的柱

體固定在水平面上，長度相同的足夠長直導線a、b水平放在光滑絕

緣圓弧面上，通入同向電流后均能靜止在圓弧面上，已知a與圓心

連線和豎直方向夾角為30°，b與圓心連線和豎直方向的夾角為60°，

則下列判斷正確的是

（

）A.b中電流大于a中電流B.a的質量比b的質量大C.a受到的安培力比b受到的安培力大D.a對圓弧面的壓力小于b對圓弧面的壓力123456789

1234567896.（2024·河北張家口模擬）一通電導體棒放置在粗糙絕緣水平桌面

上，流過導體棒的電流如圖所示，導體棒所在空間存在方向與導體

棒垂直的勻強磁場。當勻強磁場方向與水平方向的夾角為θ時，無

論磁感應強度多大，導體棒均不能在安培力的作用下沿桌面移動。

已知導體棒與桌面間的動摩擦因數為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩

擦力，下列關系式中正確的是（

）C.tanθ≥μD.tanθ≤μ123456789

1234567897.（多選）（2024·福建寧德一模）圖甲為安裝在某特高壓輸電線路上的一個六分導線間隔棒，圖乙為其截面圖。間隔棒將6條輸電導線分別固定在一個正六邊形的頂點a、b、c、d、e、f上，O為正六邊形的中心。已知通電導線在周圍形成磁場的磁感應強度與電流大小成正比，與到導線的距離成反比，某瞬時，6條輸電導線中通過垂直紙面向外，大小相等的電流，其中a導線中的電流對b導線中電流的安培力大小為F，該時刻

（

）123456789A.O點的磁感應強度為零B.b、c、d、e、f處5根導線在a處產生的磁場磁感應強度方向沿aO，

由a指向OC.c導線所受安培力方向沿Oc指向cD.a導線所受安培力為2.5F123456789解析：

根據安培定則，a、d

兩條導線在O點

的磁感應強度等大反向，b、e兩條導線在O點的

磁感應強度等大反向，

c、f兩條導線在O點的磁

感應強度等大反向，所以O點的磁感應強度為

零，A正確；根據安培定則可知，b、c、d、e、f處5根導線在a處產生的磁場磁感應強度方向如圖所示，由圖可知a點的合磁感應強度方向垂直于aO的連線斜向左下方，故B錯誤；同理可得，c點

的合磁感應強度方向垂直于Oc的連線豎直向上，根據左手定則知導線c所受安培力方向沿cO，由c指向O，C錯誤；123456789