2026届高考物理一轮复习课件：第1讲 磁场及其对电流的作用

该高中物理高考复习课件聚焦磁场及其对电流的作用专题，覆盖磁感应强度理解与叠加、安培力方向判断及大小计算等核心考点，对接高考评价体系中相互作用观念的要求。通过课标解读明确定性定量考查维度，结合2025云南卷计算题等真题分析考点权重，归纳安培力分析、导体平衡等常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于高考真题驱动的实战训练与科学思维培养，如2023福建卷地磁场题强化模型建构，2024福建卷半圆环安培力计算实例中，用等效长度法突破“有效长度”难点，培养科学推理能力。通过电流元法、特殊位置法等技巧指导，帮助学生掌握导体运动分析等高频考点，助力高考冲刺，也为教师提供系统的考点分布与解题策略参考。

第1讲 磁场及其对电流的作用 会泽县茚旺高级中学高三物理组 2026届高三物理一轮复习 1 “写给2026 归零 , 更新 , 重启 , 向上” 归零 , 不沉溺于过去 ; 更新 , 不止步于现状 重启 , 不受限于旧习 ; 向上 , 不断攀升向上 2 课标解读 引导学生从定性认识和定量计算两个层面，建立磁场和电流相互作用的物理图景 直击高考 2025年云南卷（计算题） 复习目标 1.理解磁场的性质及磁感应强度的概念，会求解磁感应强度叠加的问题。 2.掌握左手定则，会判断安培力的方向，并会计算安培力的大小。 3 基础点1 磁感应强度的理解和叠加 4 问题与思考 1.怎样用安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向？ 安培定则：（判断通电导体周围的磁场方向） 用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。 5 (1)小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。 (2)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。 (3)小磁针 N 极所受磁场力的方向与该点的磁场方向, 小磁针 S 极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相反。 2.磁场方向是如何规定的？ 问题与思考 表示电流垂直纸面向里 表示电流垂直纸面向外 ×进·出 表示磁感线垂直纸面向外 表示磁感线垂直纸面向里 磁场方向的表示方法 例1 （鲁教版必修第三册P134T5）请判断下列情境中电流的方向。 （1）图1中，当电流通过导线时，导线下磁针的 极转向纸外。 （2）图2中，当电流通过环形导线时，环形导线中磁针的 极转向纸外。 （3）当电流通过螺线管时，磁针 极的指向如图3所示。 9 磁感线特点： (1)为形象描述磁场而引入的假想曲线,实际并不存在。 (2)磁感线的疏密表示磁场的强弱,密集的地方磁场强。 (3)磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断。 (4)在磁体外部,磁感线从N极指向S极,内部磁感线从S极指向N极。 在南半球上方某处，磁感应强度 的方向斜向上，其水平分量 方向向北。 在北半球上方某处，磁感应强度的方向斜向下，其水平分量 方向向北。 地磁场方向: 例2 （2023·福建卷）（多选）地球本身是一个大磁体，其磁场分布 示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理 论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于 此理论，下列判断正确的是( )。 AC A.地表电荷为负电荷 B.环形电流方向与地球自转方向相同 C.若地表电荷的电荷量增加，则地磁场强度增大 D.若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大 12 磁感应强度：（ 矢量，正、负表示方向） 直线电流 磁感应强度 k：常数， I：导线中电流 r：该点到直导线的距离 问题与思考 3.描述磁场强弱的物理量是哪个？如何计算？ 为了纪念安培，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力，把电流的单位定为安培。 通电导线的有效长度 条件：B⊥I 磁感应强度方向与连线垂直 磁场的叠加： 安培 1775 ─ 1836 麦克斯韦把安培誉为“电学中的牛顿”。 例3 （2024·江西期中）如图所示，、、 是正三 角形的三个顶点，是 的中点，两根互相平行的 通电长直导线垂直纸面分别固定在、 两处，导线 中通入的电流大小相等、方向相反。已知通电长直 D A. B. C. D. 导线产生的磁场的磁感应强度， 为通电长直导线的电流大 小，为距通电长直导线的垂直距离，为常量， 点处的磁感应强 度大小为，则 点处的磁感应强度大小为( )。 15 解析 设、导线电流在点产生的磁感应强度为 ， 方向如图所示，根据题意可知，两导线在 点 产生的磁场的磁感应强度 大小相等，根据安培定则 可知，两者夹角为 ，根据平行四边形定则， 点的合磁感应强度大小，同理可知、导线在 点的 磁感应强度方向均向下，因为，所以，则 点的 磁感应强度 ，D项正确。 16 基础点2 安培力的分析与计算 17 问题与思考 思考：飞机受力大小与方向如何确定？ 大国重器福建舰：电磁弹射，电磁刹停 18 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。自然条件下炮弹速度可达近10000m/s，射程320km，杀伤能量32兆焦。炮弹的发射是利用电磁系统中电磁场对炮弹导电底座的作用力。 炮弹的动力来源：磁场对电流的作用力！为了纪念安培，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力。 新课导入 左手定则 （1）内容：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向，这时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。 B I F 大拇指——所受安培力的方向 磁感线——垂直穿入手心 四指——指向电流的方向 伸开左手： （2）安培力方向的判断步骤： 注意：安培力与 B、I 都垂直，但 B 和 I 可以不相互垂直 万箭穿心 仙人指路 一指乾坤 安培力方向的判断定则： 当电流与磁场方向夹角为θ时: B F B⊥ B∥ F 既⟂B，也⟂I，垂直B、I 决定的平面；即安培力的方向总是垂直于电流和磁场所在的平面。但B与I 不一定垂直。 拓展：当电流与磁场方向不垂直时，如何判断安培力方向？ I I不⊥B时：磁感线从掌心斜入从手背斜出 随堂练习：先将下图转化为平面图，再画出安培力 F 解释同向电流相互吸引，异向电流相互排除 安培力的大小： 问题：如图导线所受安培力F大小应怎样求？ F＝ILB （1）当B⊥I 时 （2）当B∥I时 F＝0 （3）当B和I夹角为θ时 F＝? 23 当导线（电流I）与磁场B方向夹θ角时: B1 B2 B 法一：分解磁感应强度B 思路：变不垂直成垂直 法二：投影导线 L1 F = BIL1＝BILsinθ (θ 为 B 与 I 的正向夹角) F安=ILB2=ILBsinθ (θ 为 B 与 I 的正向夹角) 安培力的大小： L=0 L：有效长度 有磁场部分 有电流部分 首尾相连的部分 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。 (1)当 I ⊥ B 时，F = BIL (2)当 I ∥ B 时，F = 0 （3）F安=ILB=ILBsinθ I ⊥ B 对安培力公式的理解 考向1 安培力的计算 例4 （人教版选择性必修第二册P6T4改 编）图1、2分别为两个有趣的实验，第 一个实验叫“旋转的液体”，在玻璃皿的 中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放 一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中 放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋 26 转起来，如图1。第二个实验叫“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧 悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧 不断上下振动，如图2。下列说法正确的是( )。 A.图1中，如果从上往下看，液体旋转方向为逆时针 B.图1中，如果改变电流的方向，液体的旋转方向不变 C.图2中，如果将水银换成纯净水，依然可以观察到弹簧不断上下振动 D.图2中，如果改变电流的方向，将观察不到弹簧不断上下振动 A 27 解析 根据图1中电源的正负极判断在液体中形成的电流方向为正极 导线指向负极导线，磁场方向从下向上，根据左手定则可知，从上 往下看，液体沿逆时针方向旋转，A项正确。如果改变电源的正负 极，液体中电流的方向反向，磁场方向不变，则安培力方向改变， 则液体的旋转方向改变，B项错误。图2中给装置通电，弹簧中每一 圈的电流方向相同，因为同向电流相互吸引，所以弹簧缩短，脱离 水银液面，弹簧中无电流，再次落下与水银接触，从而使弹簧上下 振动；纯净水几乎不导电，所以接通电源后，弹簧中无电流，不会 上下振动，C项错误。如果改变电流的方向，根据C项分析可知，依 然可以观察到弹簧不断上下振动，D项错误。 28 例5 （2024·福建卷）（多选）将半径为 的铜导线 半圆环用两根不可伸长的绝缘线、 悬挂于天花 板上，置于垂直纸面向外的大小为 的磁场中， 现给导线通以自到大小为 的电流，则( )。 BD 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 D.安培力为 29 解析 根据左手定则可知，通电后半圆环 受到的安培力方向竖直 向下，根据受力分析可知，通电后两绳拉力变大，A项错误，B项 正确；半圆环所受安培力的等效长度为直径 ，则安培力大小 ，C项错误，D项正确。 30 1.（2024·甘肃卷）如图，相距为 的固定平行光滑金属 导轨与阻值为的电阻相连，处在磁感应强度大小为 、 方向垂直纸面向里的匀强磁场中，长度为的导体棒 沿导轨向右做匀速直线运动，速度大小为 。则导体棒 所受的安培力为( )。 A A.，方向水平向左 B. ，方向水平向右 C.，方向水平向左 D. ，方向水平向右 31 解析 导体棒在电路中切割磁感线的有效长度为 ，故感应电动势 ，回路中感应电流 ，根据右手定则，判断电流方向为 流向，故导体棒所受的安培力 ，方向向左，A 项正确。 32 考向2 安培力作用下导体的运动情况 例6 （2024·陕西西安阶段练习）如图所示，将通电 直导线 用悬线悬挂在电磁铁的正上方，直导线可 自由转动，则接通开关后( )。 C A.端向纸外运动， 端向纸内运动，悬线张力变小 B.端向纸外运动， 端向纸内运动，悬线张力变大 C.端向纸内运动， 端向纸外运动，悬线张力变大 D.端向纸内运动， 端向纸外运动，悬线张力变小 33 解析 接通开关后，由线圈电流方向，根据安培定则，可知电磁铁 左端为极，右端为 极，则通电直导线左半部分磁场方向斜向右上 方，右半部分磁场方向斜向右下方。根据左手定则，通电导线左半 部分受安培力向里，右半部分受安培力向外，即端向纸内运动， 端向纸外运动。通电导线旋转至垂直纸面向里方向，而磁场向右， 则安培力向下，则悬线张力变大，C项正确。 34 归纳总结 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 导体所在位置的磁场分布情况，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。 35 2.判定安培力作用下导体运动情况的常用方法 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 选定特殊位置 安培力方向 运动方向 等效法 环形电流 小磁针 条形磁铁 通电螺线管 多个 环形电流 36 结论法 同向电流互相吸引， 反向电流互相排斥； 转换研究 对象法 可先分析电流在磁体磁场中所受 的安培力，由牛顿第三定律确定 磁体所受电流磁场的作用力 37 2.水平桌面上一条形磁体的上方，有一根通电直导线由 极的上端平 行于桌面移到 极上端，在该过程中，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，关于磁 体受到的摩擦力的方向和桌面对磁体的弹力，下列说法正确的是 ( )。 38 A.摩擦力始终为零，弹力大于磁体所受的重力 B.摩擦力始终不为零，弹力大于磁体所受的重力 C.摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁体所受的重力 D.摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁体所受的重力 √ 39 解析 如图所示，导线在 极上方时导线所受 安培力方向斜向左上方，由牛顿第三定律可 知，磁体受到的安培力斜向右下方，磁体有 向右的运动趋势，则磁体受到的摩擦力水平向左；磁体对桌面的压 力大于磁体所受的重力，因此桌面对磁体的弹力大于磁体所受的重 力。当导线在 极上方时，导线所受安培力方向斜向右上方，由牛 顿第三定律可知，磁体受到的安培力斜向左下方，磁体有向左的运 动趋势，则磁体受到的摩擦力水平向右； 40 磁体对桌面的压力大于磁体所受的重力，因此桌面对磁体的弹力大 于磁体所受的重力。当导线在磁体正上方时，导线所受安培力竖直 向上，由牛顿第三定律可知，磁体受到的安培力竖直向下，所受摩 擦力为0。由以上分析可知，磁体受到的摩擦力先向左后向右，桌 面对磁体的弹力始终大于磁体所受的重力，A、B、D三项错误，C 项正确。 重难点 安培力作用下导体的平衡和加速问题 42 考向1 安培力作用下导体的平衡问题 安培力作用下导体的平衡问题模型中，常见的由倾斜导轨、导 体棒、电源和电阻等组成。这类题目的难点是题图具有立体性，各 力的方向不易确定。因此解题时一定要先把立体图转化成平面图， 通过受力分析建立各力的平衡关系，如图所示。 43 例7 如图1所示，两光滑平行金属 导轨间的距离为 ，金属导轨所在 的平面与水平面夹角为 ，导体棒 与导轨垂直并接触良好，其质量 答案 为，长度为，通过的电流为。沿导体棒 中电流方向观察，侧 视图如图2所示，为使导体棒 保持静止，需加一匀强磁场，磁场 方向垂直于导轨平面向上，重力加速度为，求磁感应强度 的大小。 44 解析 对导体棒 受力分析，如图所示 由平衡条件得 解得 。 45 （1）若题干中磁场方向改为竖直向上，其他条件不变，如图所示， 求磁感应强度 的大小。 答案 46 解析 对导体棒受力分析如图甲所示，可得安培力与重力间的关系 可知，故 。 甲 47 （2）若只改变磁场方向，且磁场的方向始终在与导体棒 垂直的 平面内，欲使导体棒 保持静止，求磁场方向变化的最大范围。 答案 见解析 48 乙 解析 设与夹角为 ，由动态平衡和受力 分析可知，安培力方向在 角（如图乙中虚线 角弧所示）范围内（垂直于斜面方向取不到） 变化时导体棒可静止，根据左手定则可知，磁 场方向可以在 角范围内变动，其中沿斜面向 上方向取不到。 49 考向2 安培力作用下导体的加速问题 例8 （2024·山东菏泽期中）如图所示，不计 电阻的金属导轨固定在水平桌面上，间距为 ，处在磁感应强度为 的匀强磁场中，磁场 方向与导轨平面成 角斜向右下，导轨左侧接入电动势为 、内阻 为的直流电源。现将一质量为、接入电路电阻为 的金属杆垂直 放在导轨上且接触良好，闭合开关，金属杆开始在导轨上滑动。已 知金属杆和导轨间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 。求： 50 （1）闭合开关瞬间金属杆受到的安培力。 答案 ，方向与竖直方向成 角斜向右上方 解析 由闭合电路欧姆定律有， 联立得，方向与竖直方向成 角斜向右上方。 51 （2）闭合开关瞬间金属杆加速度的大小。 答案 解析 对导体棒有，水平方向 ，竖直方向 ， 联立得 。 52 归纳总结 1.安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相同， 只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析示意图。 2.安培力作用下导体的加速问题与动力学问题分析方法相同，关键 是进行正确的受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度。 53 考向3 安培力作用下导体的动量与能量问题 例9 （2024·广东中山期末）电磁轨道炮是 利用安培力使金属炮弹获得极大动能的先进 武器。电磁炮的原理简图如图所示，炮弹阻 值为 的导体，放置在光滑的电阻不计的金属轨道上，轨道水平放 置，电源内阻为 。炮弹放入轨道后，受到垂直纸面向内的匀强磁 场对其的安培力作用，使其加速后射出。下列说法正确的是( )。 54 A.电源输出的电能完全转化为了炮弹的动能 B.炮弹所受到的安培力大小恒定不变 C.炮弹在轨道上的加速度逐渐减小 D.炮弹出膛时获得的动能与轨道长度成正比 √ 55 解析 电源输出的电能并不能完全转化为炮弹的动能，还转化为电 路的焦耳热，A项错误；炮弹运动过程中切割磁感线产生反向感应 电动势，使得电路总电动势逐渐减小，则电路电流逐渐减小，根据 可知，炮弹所受到的安培力逐渐变小，合外力逐渐减小， 在轨道上的加速度逐渐减小，当反向感应电动势等于电源电动势时， 炮弹不再受安培力作用，炮弹速度达到最大，则有 ，可 得 ，可知不断增加轨道的长度，当炮弹已经达到最大速度 后，出膛时获得的动能就不再增加，B、D两项错误，C项正确。 56 归纳总结 （1）安培力做功与路径有关，这一点与电场力不同。 （2）安培力做功的实质是能量转化。 ①安培力做正功时，将电源的能量转化为导体的机械能或其他形式 的能。 ②安培力做负功时，将机械能转化为电能或其他形式的能。 57 3.（多选）如图1所示，两根 光滑平行导轨水平放置，间 距为 ，其间有竖直向下的匀 AB A.一直向右移动 B.速度随时间周期性变化 C.受到的安培力在一个周期内的冲量不为零 D.受到的安培力在一个周期内做正功 强磁场，磁感应强度大小为 。垂直于导轨水平对称放置一根匀质 金属棒。从时刻起，棒上有如图2所示的持续交变电流 ，周期 为，最大值为，图1中 所示方向为电流正方向。则金属棒 ( )。 58 解析 由左手定则可知，金属棒一开始向右做匀加速运动，在电流 反向以后，金属棒开始做匀减速运动，经过一个周期后速度变为零， 然后重复上述运动过程，A、B两项正确；安培力 ，由图 像可知前半个周期安培力方向水平向右，后半个周期安培力方向水 平向左，不断重复，安培力的冲量 ，C 项错误；一个周期内，金属棒初、末速度相同，由动能定理可知安 培力在一个周期内做功为零，D项错误。 59 1、磁电式电流表的构造： 极靴 线圈 2、磁电式电流表的工作原理： ①线圈在辐向的磁场中与磁感线平行，安培力方向总是垂直线圈平面。 优点： 缺点： F弹 = FA平衡时指针稳定， 夹角 一定 线圈中通入电流 受到安培力 F = BIl 带动螺旋形弹簧 扭转产生弹力 灵敏度高，可以测量很弱的电流 线圈的导线很细，允许通过的电流很小 电流表表盘的刻度均匀的原因 线圈转动的轨迹圆上B大小处处相等，当线圈转动时B与I始终互相垂直。 F=ILB θ ∝ I，表盘的刻度均匀 情景探索：你知道为什么金属框会转动了吗？ 利用左手定则知道左边电流受到安培力向里，右边的向外，金属框就转动起来了。 安培力的大小 安培力的方向 磁电式电流表 左手定则 F=ILBsinθ 特点:电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。 课堂总结 Lavf58.46.101 $