關(guān)于磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用第2頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天第1講磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用知識(shí)點(diǎn)一磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量[記一記](méi)1．磁場(chǎng)磁體與磁體之間，磁體與

之間，以及通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過(guò)

發(fā)生的。通電導(dǎo)體磁場(chǎng)第3頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)定義式：B＝

(通電導(dǎo)體垂直于磁場(chǎng))。(3)方向：小磁針

時(shí)N極的指向。靜止2．磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)物理意義：描述磁場(chǎng)的

和

。強(qiáng)弱方向第4頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天[試一試]1．下列說(shuō)法中正確的是(

)A．電荷在某處不受電場(chǎng)力的作用，則該處電場(chǎng)強(qiáng)度為零B．一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．表征電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱，是把一個(gè)檢驗(yàn)電荷放在該點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力與檢驗(yàn)電荷本身電荷量的比值D．表征磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，是把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力與該小段導(dǎo)體長(zhǎng)度和電流乘積的比值第5頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】

電場(chǎng)和磁場(chǎng)有一個(gè)明顯的區(qū)別是：電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用，而磁場(chǎng)僅對(duì)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)且速度方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不平行的帶電粒子有力的作用；磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用的條件是磁場(chǎng)方向不能和電流方向平行，因此A對(duì)，B錯(cuò)。同理根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝F/q可知C正確。而同樣用比值定義法定義的磁感應(yīng)強(qiáng)度則應(yīng)有明確的說(shuō)明，即B＝中I和B的方向必須垂直，故D錯(cuò)?！敬鸢浮?/p>

AC第6頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天知識(shí)點(diǎn)二磁感線和電流的磁場(chǎng)[想一想]如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向的虛線飛過(guò)小磁針上方，并與小磁針?lè)较蚱叫?，能使小磁針N極轉(zhuǎn)向讀者，那么這束帶電粒子可能是如何運(yùn)動(dòng)的？【提示】

帶電粒子沿水平方向的虛線飛過(guò)小磁針上方，并與小磁針?lè)较蚱叫校苁剐〈裴楴極轉(zhuǎn)向讀者?？芍娏鞯拇艌?chǎng)在小磁針?biāo)谔幨谴怪庇诩埫嬷赶蜃x者的。依據(jù)安培定則可得，電流的方向水平向左。因此，如果這束帶電粒子是正離子，則向左飛行；如果是負(fù)離子，則向右飛行。第7頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天[記一記](méi)1．磁感線(1)磁感線：在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線，使曲線上各點(diǎn)的

方向跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致。(2)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)磁感線分布，如圖所示。切線第8頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天2．地磁場(chǎng)(1)地磁場(chǎng)的N極在地理

附近，地磁場(chǎng)的S極在地理

附近，磁感線分布如圖所示。(2)地磁場(chǎng)B的水平分量

總是從地理南極指向地理北極，而豎直分量

，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。赤道處的地磁場(chǎng)沿水平方向，指向北。南極北極(Bx)(By)第9頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天3．電流的磁場(chǎng)越弱勻強(qiáng)最強(qiáng)越弱第10頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天第11頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天[試一試]2．磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則(

)A．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba＞BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba＜BbC．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大D．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小第12頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】

在磁場(chǎng)中，磁感線疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，故Ba＜Bb，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；同一通電導(dǎo)線如果都垂直放入磁場(chǎng)中，則在a處受力一定比b處受力小，但如果導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行放置，受力均為0，故C、D均錯(cuò)誤?！敬鸢浮?/p>

B第13頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天知識(shí)點(diǎn)三磁場(chǎng)對(duì)電流的作用——安培力[想一想]通電導(dǎo)線處在磁場(chǎng)中，導(dǎo)線一定受安培力嗎？安培力的方向怎樣判定？【提示】

不一定。利用左手定則判斷。[記一記](méi)1．安培力的方向(1)左手定則：伸開(kāi)左手，讓拇指與其余四個(gè)手指

，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向

的方向，這時(shí)

所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。垂直電流拇指第14頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)兩平行的通電直導(dǎo)線間的安培力：同向電流互相

，異向電流互相

。2．安培力的大小當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向成θ角時(shí)，F(xiàn)＝

，這是一般情況下的安培力的表達(dá)式，以下是兩種特殊情況：(1)當(dāng)磁場(chǎng)與電流

時(shí)，安培力最大，F(xiàn)max＝

。(2)當(dāng)磁場(chǎng)與電流

時(shí)，安培力等于零。吸引排斥ILBsinθ垂直ILB平行第15頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天[試一試]3．(2014·渭南質(zhì)檢)如圖所示，長(zhǎng)方形線框abcd通有電流I，放在直線電流I′附近，以下關(guān)于線框四個(gè)邊受到安培力的說(shuō)法正確的是(

)A．線框只有兩個(gè)邊受力，合力向左B．線框只有兩個(gè)邊受力，合力向右C．線框四個(gè)邊都受力，合力向左D．線框四個(gè)邊都受力，合力向右【解析】

利用左手定則可判斷出線框四個(gè)邊都受力，由于左側(cè)邊所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，所以合力向左，選項(xiàng)C正確。【答案】

C第16頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)安培定則的應(yīng)用：在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”。(2)磁場(chǎng)的疊加：磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，合成與分解遵循平行四邊形定則。第17頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【例1】

如圖，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等。關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C．c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同D．a(chǎn)、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同第18頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解題探究】

(1)根據(jù)安培定則對(duì)導(dǎo)線M和N產(chǎn)生的磁感線方向進(jìn)行判斷：①導(dǎo)線M：

；②導(dǎo)線N：

。(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與導(dǎo)線的位置有怎樣的關(guān)系？【提示】

離導(dǎo)線越近，磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)。(3)磁場(chǎng)的合成遵從

。【自主解答】__________________________________________________________________________________________________________【答案】

C順時(shí)針逆時(shí)針平行四邊形定則第19頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【總結(jié)提升】

磁場(chǎng)的疊加和安培定則應(yīng)用的“三大注意”(1)根據(jù)安培定則確定通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的方向。(2)磁場(chǎng)中每一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感線的切線方向。(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，多個(gè)通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加時(shí)，合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各場(chǎng)源單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和。第20頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天變式訓(xùn)練1

(2013·安徽理綜)圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是(

)A．向上B．向下C．向左D．向右第21頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】

a、b、c、d四根導(dǎo)線上電流大小相同，它們?cè)贠點(diǎn)形成的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相同，方向如圖甲所示。O點(diǎn)合磁場(chǎng)方向如圖乙所示，則由O點(diǎn)垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)的帶正電的粒子所受洛倫茲力方向據(jù)左手定則可以判定向下。B選項(xiàng)正確。【答案】

B第22頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天

解決安培力作用下導(dǎo)體平衡問(wèn)題的一般思路第23頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【例2】

如圖所示，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通以由M向N的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為θ。如果僅改變下列某一個(gè)條件，θ角的相應(yīng)變化情況是(

)A．棒中的電流變大，θ角變大B．兩懸線等長(zhǎng)變短，θ角變小C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大D．磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，θ角變小第24頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解題探究】

(1)本題中金屬棒處于平衡狀態(tài)。(2)試畫出金屬棒MN的受力分析圖。【提示】

【自主解答】________________________________________________________________________________________________________【答案】

A第25頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【總結(jié)提升】

解決安培力相關(guān)問(wèn)題的“兩大關(guān)鍵”(1)要正確畫出通電導(dǎo)體受力的平面圖，電流方向和磁場(chǎng)方向表示要正確。(2)受力分析時(shí)安培力的方向必須用左手定則正確判定，注意安培力的方向既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，又和電流方向垂直。第26頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天變式訓(xùn)練2

如圖，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O′，并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時(shí)，懸線與豎直方向夾角為θ。則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為(

)第27頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【答案】

BC第28頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天通電導(dǎo)體在安培力作用下運(yùn)動(dòng)情況的判斷1.常規(guī)思路概述判斷通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，首先要弄清導(dǎo)體所在位置的磁場(chǎng)分布情況，然后利用左手定則判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向。2．常用判斷方法(1)電流元法：把整段彎曲導(dǎo)線分為多段直線電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向。第29頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)特殊位置法：通電導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)到某個(gè)便于分析的特殊位置時(shí)，判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向。(3)等效法：環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流。然后根據(jù)同極相斥、異極相吸判斷相互作用情況。第30頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天(4)結(jié)論法：兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)。(5)轉(zhuǎn)換研究對(duì)像法：定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的問(wèn)題時(shí)，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后根據(jù)牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向。第31頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【典例】

如圖所示，條形磁鐵放在光滑斜面上，用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡，A為水平放置的直導(dǎo)線的截面，導(dǎo)線中無(wú)電流時(shí)磁鐵對(duì)斜面的壓力為FN1；當(dāng)導(dǎo)線中有垂直紙面向外的電流時(shí)，磁鐵對(duì)斜面的壓力為FN2，則下列關(guān)于壓力和彈簧的伸長(zhǎng)量的說(shuō)法中正確的是(

)A．FN1＜FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量減小B．FN1＝FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量減小C．FN1＞FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量增大D．FN1＞FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量減小第32頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【深度剖析】

采用“轉(zhuǎn)換研究對(duì)像法”：由于條形磁鐵的磁感線是從N極出發(fā)到S極，所以可畫出磁鐵在導(dǎo)線A處的一條磁感線，此處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向斜向左下方，如圖，導(dǎo)線A中的電流垂直紙面向外，由左手定則可判斷導(dǎo)線A必受斜向右下方的安培力，由牛頓第三定律可知磁鐵所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁鐵對(duì)斜面的壓力減小，F(xiàn)N1＞FN2。同時(shí)，由于導(dǎo)線A比較靠近N極，安培力的方向與斜面的夾角小于90°，所以電流對(duì)磁鐵的作用力有沿斜面向下的分力，使得彈簧彈力增大，可知彈簧的伸長(zhǎng)量增大，所以正確選項(xiàng)為C。第33頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【答案】

C第34頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【總結(jié)提升】

判斷通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)同一問(wèn)題可以用多種判斷方法分析，可以根據(jù)不同的題目選擇恰當(dāng)?shù)呐袛喾椒ā?2)同一導(dǎo)體在安培力作用下，運(yùn)動(dòng)形式可能會(huì)發(fā)生變化，要根據(jù)受力情況進(jìn)行判斷。第35頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天變式訓(xùn)練

如圖，水平桌面上放置一根條形磁鐵，磁鐵中央正上方用絕緣彈簧懸掛一水平直導(dǎo)線，并與磁鐵垂直。當(dāng)直導(dǎo)線中通入圖中所示方向的電流時(shí)，可以判斷出(

)A．彈簧的拉力增大，條形磁鐵對(duì)桌面的壓力減小B．彈簧的拉力減小，條形磁鐵對(duì)桌面的壓力減小C．彈簧的拉力增大，條形磁鐵對(duì)桌面的壓力增大D．彈簧的拉力減小，條形磁鐵對(duì)桌面的壓力增大第36頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】

如圖，畫出直導(dǎo)線附近的條形磁鐵的磁感線，由左手定則，直導(dǎo)線受向下的安培力，由力的作用是相互的，條形磁鐵受向上的作用力。故A正確。【答案】

A第37頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天1．(2013·上海單科)如圖，通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且相互絕緣。當(dāng)MN中電流突然減小時(shí)，線圈所受安培力的合力方向(

)A．向左B．向右C．垂直紙面向外D．垂直紙面向里第38頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】

因?yàn)閷?dǎo)線MN靠近ab，由圖可知，線圈中等效合磁場(chǎng)為垂直紙面向里，當(dāng)MN中電流減小時(shí)，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的減小，故線圈向右運(yùn)動(dòng)，所受安培力的合力向右，故只有B項(xiàng)正確?！敬鸢浮?/p>

B第39頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天2．(2012·海南單科)圖中裝置可演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿。當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是(

)第40頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天A．若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng)B．若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)C．若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng)D．若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng)

【解析】

若a接正極，b接負(fù)極，電磁鐵磁極間磁場(chǎng)方向向上，e接正極、f接負(fù)極，由左手定則判定金屬桿受安培力向左，則L向左滑動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤，同理判定B、D選項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

【答案】

BD第41頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天3．如右圖所示，電流從A點(diǎn)分兩路通過(guò)對(duì)稱的半圓支路匯合于B點(diǎn)，在圓環(huán)中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度(

)A．方向垂直于紙面向外B．方向垂直于紙面向里C．大小為零D．無(wú)法確定【解析】

根據(jù)對(duì)稱性，由安培定則可判斷出在圓環(huán)中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為零，選項(xiàng)C正確?！敬鸢浮?/p>

C第42頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天4．(2014·黃岡期末)如圖所示，在光滑水平面上一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來(lái)，此時(shí)磁鐵對(duì)水平面的壓力為N1，現(xiàn)在磁鐵左上方位置固定一導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒