考点11磁场的描述及磁场对电流的作用备战2022年高考物理一轮复习考点帮

考点11 磁场的描述及磁场对电流的作用 磁场和磁感应强度 一、磁场、磁感应强度 1．磁场 基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。 2．磁感应强度 (1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。 (2)大小：B＝。[注1] (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匀强磁场。 (2)特点：磁感线疏密程度相同、方向相同。 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[注2] 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磁感线是假想的曲线，客观上不存在。 2．电流的磁场 通电直导线 通电螺线管 环形电流 安 培 定 则 【典例】 1．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 D．小磁针在B处和C处N极都指向右方 【答案】BC 【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。 通电导线在磁场中受到的力 一、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＝。 2．安培力的方向 左手定则判断： [注3] (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。 (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。 【注解释疑】 [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。 [注2] 磁场是客观存在的特殊物质，磁感线是假想的曲线；磁感线是闭合的曲线，而电场线是不闭合的曲线。 [注3] 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。 [深化理解] 1．电流不受安培力或运动电荷不受洛伦兹力，都不能说明该处没有磁场，这一点与电场不同，电荷在电场中一定受电场力作用。 2．安培力可以做功，而洛伦兹力永不做功。 3．安培力的冲量I＝BLq。 【典例】 1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，下列说法中正确的是(　　) A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同 B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直 C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直 D．安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直 【答案】D 【解析】　 根据左手定则可知，安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直，故D正确。 安培定则的应用 1．安培定则的应用 在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”。 原因(电流方向) 结果(磁场方向) 直线电流的磁场 大拇指 四指 环形电流及通电螺线管的磁场 四指 大拇指 2.磁场的叠加 磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则。 考点二　安培力作用下导体运动情况的判断[师生共研类] 1．判定导体运动情况的基本思路 判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁感线分布情况，然后利用左手定则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。 2．五种常用判定方法 电流元法 分割为电流元安培力方向―→整段导体所受合力方向―→运动方向 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 结论法 同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行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 转换研究 对象法 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，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 【典例】 1．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