第11章 第一讲 磁场及其对电流的作用（学案）-【新高考方案】2026年高考物理一轮总复习（普高基础版）

第十一章 磁场 第一讲　磁场及其对电流的作用 课前 (1)(人教必修3 P113T1·改编)磁场中某点磁感应强度B与通电导线在磁场中所受的磁场力F成正比,与电流I和导线长度l的乘积成反比。 (　　) (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)小磁针N极所指的方向就是该处磁场的方向。 (　　) (4)在同一幅图中,磁感线越密处,磁场越强。 (　　) (5)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为零。 (　　) (6)(人教必修3 P129T4·改编)若有一小段长为l、通以电流为I的导体,在磁场中某处受到的磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定是B=。 (　　) 逐点清(一)　安培定则和磁场的叠加 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 题点1　磁感线的理解 1.如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线管是密绕的,下列说法正确的是 (　　) A.电流越大,内部的磁场越接近匀强磁场 B.螺线管越长,内部的磁场越接近匀强磁场 C.螺线管直径越大,内部的磁场越接近匀强磁场 D.磁感线画得越密,内部的磁场越接近匀强磁场 题点2　安培定则的应用 2.(多选)下列各图中,已标出电流I、磁感应强度B的方向,其中符合安培定则的是 (　　) 题点3　磁场的叠加 3.(2025·辽宁大连模拟)(多选)如图所示,两根通电直导线P、Q沿垂直纸面的方向放置,其中导线P、Q中通有电流I1、I2,电流的方向图中未画出。O点为两导线连线的中点,c、d两点关于O点对称,a、b两点关于O点对称,已知c点的磁感应强度为零,d点的磁感应强度方向垂直cd向下。则下列说法正确的是 (　　) A.P中的电流方向垂直纸面向外、Q中的电流方向垂直纸面向里 B.I1>I2 C.O点的磁感应强度方向垂直cd向下 D.a、b两点的磁感应强度不相同 4.(多选)如图所示,三根通电长直细导线垂直于纸面固定,导线的横截面(截面面积不计)分别位于以O点为圆心的圆环上a、c、d三处,已知每根导线在O点的磁感应强度大小均为B,则 (　　) A.O点的磁感应强度方向垂直于aO向右 B.O点的磁感应强度方向从O指向a C.O点的磁感应强度大小为(+1)B D.O点的磁感应强度大小为(-1)B 点睛与自悟 1.磁感线的特点 (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)磁感线是假想的曲线,客观上不存在。 2.安培定则的应用 直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场 特点 无磁极、非匀强磁场且距导线越远处磁场越弱 与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场最强,管外为非匀强磁场 环形电流的两侧是N极和S极,且离圆环中心越远,磁场越弱 安培定则 3.磁场叠加问题的解题思路 (1)确定磁场场源,如通电导线。 (2)定位空间中需求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的磁感应强度大小和方向。如图所示为通电直导线M、N在c点产生的磁场的磁感应强度BM、BN。 (3)应用平行四边形定则进行合成,如图中c点的合磁感应强度为B。 逐点清(二)　安培力的分析与计算 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 题点1　安培力的方向 1.(2024·浙江1月选考)磁电式电表原理示意图如图所示,两磁极装有极靴,极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向,两者之间有可转动的线圈。a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是 (　　) A.图示左侧通电导线受到安培力向下 B.a、b两点的磁感应强度相同 C.圆柱内的磁感应强度处处为零 D.c、d两点的磁感应强度大小相等 题点2　安培力的大小 2.(2024·福建高考)(多选)将半径为r的半圆环铜导线AB用两根不可伸长的绝缘线a、b悬挂于天花板上, AB置于垂直纸面向外的大小为B的磁场中,现给导线通以自A到B大小为I的电流,则 (　　) A.通电后两绳拉力变小　　　　 B.通电后两绳拉力变大 C.安培力为πBIr D.安培力为2BIr 题点3　安培力作用下导体运动情况判断 3.(2025·广州模拟)如图所示,两个完全相同、所在平面互相垂直的导体圆环P、Q中间用绝缘细线连接,通过另一绝缘细线悬挂在天花板上,当P、Q中同时通有图示方向的恒定电流时,关于两线圈的转动(从上向下看)以及细线中张力的变化,下列说法正确的是 (　　) A.P顺时针转动,Q逆时针转动,转动时P与天花板连接的细线张力不变 B.P逆时针转动,Q顺时针转动,转动时两细线张力均不变 C.P、Q均不动,P与天花板连接的细线和与Q连接的细线张力均增大 D.P不动,Q逆时针转动,转动时P、Q间细线张力不变 4.在水平桌面上一条形磁体的上方,有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中,磁体始终保持静止,导线始终保持与磁体垂直,电流方向如图所示。则在这个过程中,磁体受到的摩擦力的方向和桌面对磁体的弹力 (　　) A.摩擦力始终为零,弹力大于磁体重力 B.摩擦力始终不为零,弹力大于磁体重力 C.摩擦力方向由向左变为向右,弹力大于磁体重力 D.摩擦力方向由向右变为向左,弹力小于磁体重力 点睛与自悟 1.安培力方向的判断 根据左手定则,F既垂直于B,也垂直于I,所以安培力方向一定垂直于B与I决定的平面。 2.安培力大小的计算 F=BILsin θ,θ为I方向与B方向的夹角。 (1)特例 ①当I⊥B时,F=BIL。 ②当I∥B时,F=0。 (2)通电导线的有效长度 ①当通电导线弯曲时,L是导线两端的有效直线长度(如图所示)。 ②对于任意形状的闭合线圈,其有效长度均为零,所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。 3.安培力作用下导体运动情况判断的常用方法 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 先分析电流所受的安培力,然后由牛顿第三定律,确定磁体所受的作用力 逐点清(三)　安培力作用下导体的平衡及加速问题 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.[安培力作用下导体的平衡问题] (2025·福州模拟)(多选)如图所示,两平行光滑金属导轨CD、EF间距为L,与电动势为E0的电源相连,质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置,与导轨构成闭合回路,回路平面与水平面成θ角,回路其余部分电阻不计。整个回路处于匀强磁场中,为使ab棒保持静止,磁场的磁感应强度大小和方向可能为 (　　) A.,沿导轨向上　　　 B.,水平向右 C.,水平向右 D.,垂直于回路平面向下 2.[安培力作用下导体的加速问题] “电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器,具有速度快、效率高等优点。“电磁炮”的原理结构示意图如图所示。光滑水平加速轨道电阻不计,轨道宽L=0.2 m。在轨道间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1×102 T。“电磁炮”弹体总质量m=0.2 kg,其中弹体在轨道间的电阻R=0.4 Ω。可控电源的内阻r=0.6 Ω,电源的电压能自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验发射时,电源为加速弹体提供的电流I=4×103 A,不计空气阻力。求: (1)弹体所受安培力大小; (2)弹体从静止加速到4 km/s,轨道至少要多长; (3)弹体从静止加速到4 km/s过程中,该系统消耗的总能量。 答题区(面答面评,拍照上传,现场纠错品优) 点睛与自悟 1.求解安培力作用下导体的平衡或加速问题的关键 画受力图→三维图二维平面图,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.求解安培力作用下导体平衡或加速问题的基本思路 (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⊥B、F⊥I。 (3)若导体处于平衡状态,则列平衡方程;若导体处于非平衡状态,则列动力学方程。 课下作业:请完成“课时跟踪检测(三十二)” 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $$