13 专题逐一通关三 专题10 磁场的性质及带电粒子在磁场中的运动-【名师导航】2026年高考物理二轮总复习教师用书

专题10　磁场的性质及带电粒子在磁场中的运动

磁场的性质及磁场对电流的作用

[例1]　(2025·湖北卷)如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，放置一通电圆线圈，圆心为O点，线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点，它们到O点的距离相等。已知M点的总磁感应强度大小为0，则N点的总磁感应强度大小为(　　)

A．0　　　B．B　　　C．2B　　　D．3B

A　[根据右手螺旋定则可知线圈在M、N两点产生的磁感应强度大小相等、方向相同，由于M点的总磁感应强度大小为零，则匀强磁场的磁感应强度与线圈在M点产生的磁感应强度大小相等、方向相反，则线圈在N点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即N点的总磁感应强度大小为0，A正确。]

[例2]　(2024·贵州卷)如图，两根相互平行的长直导线与一“凸”形导线框固定在同一竖直平面内，导线框的对称轴与两长直导线间的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流I1、I2，且I1>I2，则当导线框中通有顺时针方向的电流时，导线框所受安培力的合力方向(　　)

A．竖直向上     B．竖直向下

C．水平向左     D．水平向右

C　[根据右手螺旋定则可知导线框所在磁场方向向里，由于I1>I2，可知左侧的磁感应强度大，同一竖直方向上的磁感应强度相等，故导线框水平方向导线所受的安培力相互抵消，根据左手定则结合F＝BIL可知左半边竖直方向的导线所

受的水平向左的安培力大于右半边竖直方向的导线所受的水平向右的安培力，故导线框所受安培力的合力方向水平向左。故选C。]

解题技巧：

1．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，确定各个场源在这一点产生磁场的磁感应强度的大小和方向。

(3)应用平行四边形定则进行合成。

2．用准“两个定则”

(1)对电流的磁场用安培定则(右手螺旋定则)。

(2)对通电导线在磁场中所受的安培力用左手定则。

3．熟悉“两个等效模型”

(1)变曲为直：图甲所示的通电导线，在计算安培力的大小和判断方向时均可等效为ac直线电流。

(2)化电为磁：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁体，如图乙所示。

[学完就练1]　(2025·江苏南京·二模)如图，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为θ，仅改变下列某一个条件，能使θ变大的情形是(　　)

A．棒中的电流变大　　B．两悬线等长变短

C．金属棒质量变大     D．磁感应强度变小

A　[对棒分析可知tan θ＝＝，则要使θ变大，可以使棒中的电流I变大，减小棒的质量m，增大磁感应强度B；两悬线等长变短不影响θ大小。故选A。]

[学完就练2]　(2025·河北张家口·三模)电磁炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速，其原理如图所示，间距为L、倾角为θ的两根光滑导轨平行放置，导轨底端通过开关S接有电动势为E、内阻可忽略的电源，导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。装有炮弹的导体棒ab(简称为弹体)垂直放置在导轨上，弹体的总质量为m、电阻为R、长度也为L，导体棒与导轨接触良好。闭合开关后，当弹体在导轨上恰好匀速运动时射出，射出点距地面的高度为h。不计空气阻力和导轨电阻，已知重力加速度为g。求：

(1)弹体射出时的速度大小；

(2)弹体飞行过程中离地面的最大高度。

[解析]　(1)弹体在导轨上恰好匀速运动时射出，此时对导体棒ab进行受力分析得mg sin θ＝BIL

解得I＝

根据欧姆定律I＝－

两式联立，解得v＝－。

(2)弹体飞出后做斜抛运动vy＝v sin θ

能上升的最大高度

Δh＝＝

则弹体离地面的最大高度H＝h＋Δh＝h＋。

[答案]　(1)－