第11章 1.第1节 磁场及其对电流的作用（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习练案

该高中物理高考复习课件聚焦磁场及对电流的作用专题，依据高考评价体系梳理了电流磁场叠加、安培力分析与计算、带电粒子在磁场中运动等核心考点，通过近四年多省份高考真题统计，明确安培力平衡与加速问题占比达35%的高频考点分布，归纳选择、计算等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题深度解析与探究活动结合，如2023北京电磁橇题用动能定理推导速度，培养科学思维中的模型建构与科学推理素养，设易错警示（如通电线圈磁场方向判断），帮助学生掌握微元法等解题技巧，教师可据此系统组织复习，提升学生高考冲刺得分能力。

目 录 CONTENTS 第1 节　磁场及其对电流的作用 微专题22 带电粒子在有界匀强磁场中的运动 第2 节　磁场对运动电荷(带电体)的作用 微专题23 磁场中的动态圆模型 微专题24 洛伦兹力与现代科技 微专题25 带电粒子在组合场中的运动 微专题26 带电粒子在叠加场中的运动 微专题27 带电粒子在交变电磁场、空间电磁场中的运动 返回目录 第1节 磁场及其对电流的作用 返回目录 2  电流的磁场　磁场的叠加T1、5、8　     安培力的分析与计算T2、6　     安培力作用 下的平衡与加速问题T3、4、7 返回目录 1.★★(2025湖北,4,4分)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零,则N点的总磁感应强度大小为 ( )   A.0　　　    B.B　　　    C.2B　　　    D.3B      　    A     高考真题 返回目录 解析    M、N两点在通电线圈轴线上且关于通电线圈对称,通电线圈在M、N两点处产 生的磁感应强度大小相等、方向相同,M点总磁感应强度大小为0,说明匀强磁场的磁感 应强度和通电线圈在M点处产生的磁感应强度等大反向,则由矢量叠加原理可知N点总 磁感应强度大小为0,A正确。 易错警示 不要因为M、N两点分别位于通电线圈左、右两侧就误认为通电线圈在M、N两点产 生的磁感应强度方向相反。分析问题时可假设电流方向,根据安培定则判断通电线圈 在M、N两点处产生的磁感应强度的方向。 返回目录 2.★★(2024贵州,5,4分)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　     返回目录 解析　根据右手螺旋定则可知导线框所在位置的磁场方向垂直纸面向里,每根长直导 线在距其相等距离的位置产生的磁场磁感应强度大小相等,根据左手定则结合F=BIL 可知导线框水平部分受到的安培力的合力为0,由于I1>I2,导线框左侧竖直部分导线处的 磁感应强度比右侧竖直部分导线处的大,则左侧竖直部分的导线所受的水平向左的安 培力大于右侧竖直部分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,C正确。 返回目录 3.★★★(2022湖南,3,4分)如图(a),直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴 OO'上,其所在区域存在方向垂直指向OO'的磁场,与OO'距离相等位置的磁感应强度大 小相等且不随时间变化,其截面图如图(b)所示。导线通以电流I,静止后,悬绳偏离竖直 方向的夹角为θ。下列说法正确的是 ( )   　    D　     A.当导线静止在图(a)右侧位置时,导线中电流方向 由N指向M B.电流I增大,静止后,导线对悬绳的拉力不变 C.tan θ与电流I成正比 D.sin θ与电流I成正比 返回目录 解析　由左手定则可知,当直导线静止在右侧时,电流方向为由M到N,A错误;当直导线 MN在右侧时,对直导线MN受力分析,得到力的矢量三角形如图,sin θ= = ,F绳=mg cos θ,B、L、mg为定值,所以sin θ与电流I成正比,则电流I增大,θ也增大,悬绳对导线的拉 力F绳会随着θ的增大而减小,由牛顿第三定律可知导线对悬绳的拉力也会随着θ的增大 而减小,B、C错误,D正确。   易错警示 本题中安培力的方向始终垂直于悬绳,分析时容易错画为沿水平方向。 返回目录 4.★★★(2023北京,18,9分)2022年,我国阶段性建成并成功运行了“电磁橇”,创造了 大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。 　　一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示。两平行长直金属导轨固定在水平面, 导轨间垂直安放金属棒。金属棒可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨接触良好。电流 从一导轨流入,经过金属棒,再从另一导轨流回,图中电源未画出。导轨电流在两导轨间 产生的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度B与电流i的关系式为B=ki(k为常量)。金属棒 被该磁场力推动。 当金属棒由第一级区域进入第二级区域时,回路中的电流由I变为2I。已知两导轨内侧 间距为L,每一级区域中金属棒被推进的距离均为s,金属棒的质量为m。求: (1)金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小F。 返回目录 (2)金属棒经过第一、二级区域的加速度大小之比a1∶a2。 (3)金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小v。   返回目录 答案 (1)kI2L    (2)1∶4    (3)I  返回目录 解析    (1)金属棒经过第一级区域时受到的安培力大小为F=B1IL 根据磁感应强度与电流的关系有B1=kI 联立可得F=kI2L (2)同理可得,金属棒在第二级区域时受到的安培力大小为F'=k(2I)2L,由牛顿第二定律得 a1= = ,a2= =  所以a1∶a2=1∶4 (3)对金属棒,根据动能定理W合=ΔEk可得W1+W2= mv2 W1=Fs,W2=F's 返回目录 即kI2Ls+k(2I)2Ls= mv2 解得v=I  返回目录 5.★★(2026届福建福州华侨中学月考)如图甲所示,a、b位于两个等量异种点电荷连线 的中垂线上,且a、b到O点的距离相等;如图乙所示,两根相互平行的长直导线垂直纸面 通过M、N两点,O'为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且c、d到O'点的距离相等,两 导线中通有等大反向的恒定电流,下列说法正确的是 ( ) A.O点处的电场强度为零 B.a、b处的电场强度相同 C.O'点处的磁感应强度为零 D.c、d处的磁感应强度大小相等、方向相反 　    B　     高考模拟 返回目录 解析　正、负点电荷在O点产生的场强均向右,可知O点处的电场强度不为零,A错误; 根据等量异种点电荷周围的电场线分布可知,a、b处的电场强度大小和方向都相同,B 正确;根据右手螺旋定则可知,两通电直导线在O'点处产生的磁感应强度方向均向下,则 该点的磁感应强度不为零,C错误;根据右手螺旋定则可知,通过M点的通电直导线中的 电流在c点产生的磁场方向斜向右下方,通过N点的通电直导线中的电流在c点产生的磁 场方向斜向左下方,两磁场的磁感应强度大小相等,则c点的磁场方向向下,同理可知d点 的磁场方向向下,即c、d处的磁感应强度大小相等、方向相同,D错误。 返回目录 6.★★★(2025届陕西西工大附中模拟)如图所示,为三根材料、粗细均相同的金属棒 PO、QO、MN,其中PO、QO固定,MN长为L,且搭在PO、QO上,构成的三角形MON为 等边三角形。在三角形的内部(包括边界)存在垂直纸面向里的匀强磁场,金属棒MN与 PO、QO的交点处分别接在输出电压恒定的直流电源上,三根金属棒整体所受安培力 为F,把金属棒MN向下平移一段距离x,则三根金属棒整体所受安培力为 ( )   　    B　     A. F　　　    B.F C.xF　　　    D. F 返回目录 解析　设电源输出电压为U,金属棒单位长度电阻为r,则M、N间的总电阻为RMN=  = ,M、N间的总电流为I总= = ,设流过金属棒MN的电流为I1,流过MON 的电流为I2,匀强磁场的磁感应强度为B,则三根金属棒整体所受安培力大小为F安=BI1L+ BI2L=BL(I1+I2)=BLI总=BL· =B· ,可知三根金属棒整体所受安培力大小与接入电路 的长度无关,所以把金属棒MN向下平移一段距离x,三根金属棒整体所受安培力仍为F, B正确。 返回目录 7.★★★(2025届重庆巴蜀中学三模)如图,固定的光滑绝缘转动轴OO'两端通过等长的 不可伸长轻质软导线连接并悬挂长为L、质量为m的细导体棒ab,空间存在辐向分布磁 场(方向已标出),保证导体棒移动过程中磁场方向总是垂直于导体棒,导体棒所在处的 磁感应强度大小均为B,开始时导体棒静止在最低点。现给导体棒通电流,若仅通过改 变导体棒中的电流大小,使导体棒由最低点缓慢移动到导线呈水平状态,则在这个过程 中( ) 　    B　     A.导体棒中电流方向为由b指向a B.导体棒中电流应逐渐变大 C.导线对导体棒的拉力一直增大 D.安培力对导体棒不做功 返回目录 解析　开始时导体棒受到的安培力水平向左,由左手定则可判断,导体棒中电流方向为 由a指向b,A错误;对导体棒受力分析可知,安培力始终与导线的拉力垂直,设导线与竖直 方向夹角为θ,根据平衡条件有T=mg cos θ,F安=BIL=mg sin θ,因在该过程中导线与竖直 方向的夹角θ变大,故T变小,F安变大,电流I变大,B正确,C错误;根据动能定理可得WG+W安 =0【点拨:在整个过程中,重力做负功,拉力不做功,且导体棒缓慢移动,即动能变化量为 零】,解得W安=-WG>0,可知安培力做正功,D错误。 返回目录 8.★★★(2025届八省联考·河南)无限长平行直导线a、b每单位长度之间都通过相同的 绝缘轻弹簧连接。如图,若b水平固定,将a悬挂在弹簧下端,平衡时弹簧的伸长量为Δl; 再在两导线内通入大小均为I的电流,方向相反,平衡时弹簧又伸长了Δl。若a水平固定, 将b悬挂在弹簧下端,两导线内通入大小均为2I的电流,方向相同,平衡后弹簧的伸长量 恰为2Δl。已知通电无限长直导线在其周围产生磁场的磁感应强度大小与导线中电流 大小成正比,与距导线的距离成反比。则a、b单位长度的质量之比ma∶mb为( )   　     　    A A.1∶6　　　    B.1∶4 C.1∶2　　　    D.1∶1 返回目录 解析　设弹簧的劲度系数为k,对单位长度直导线,根据题意有mag=kΔl,两通电导线中电 流方向相同时,通电导线相互吸引,两通电导线中电流方向相反时,通电导线相互排斥, 根据题意可知通电无限长直导线在其周围产生磁场的磁感应强度大小B= ,两导线 内通入大小均为I的电流,方向相反,平衡时弹簧又伸长了Δl,根据mag+Fa=k·2Δl,可知a受 到b的排斥力Fa=kΔl=k' IL;若a水平固定,将b悬挂在弹簧下端,两导线内通入大小 均为2I的电流,方向相同,平衡后弹簧的伸长量恰为2Δl,对b根据平衡条件有mbg=Fb+k·2Δ l,又Fb=k' ·2IL=4Fa=4kΔl,联立可得mbg=k·6Δl,结合mag=kΔl可得ma∶mb=1∶6,A正 确。 返回目录  巧用微元思想及对称思想分析圆弧导线受力情况 (2025届河北昌黎一中模拟)一无限长导线水平固定在某空间,右侧光滑水平台面上放 置一绝缘物体,物体上表面固定有两半圆形导体棒,已知导线与导体棒处于同一水平面, 俯视图如图所示,现给导线和两导体棒中通入大小相等,方向如图中所示的电流。已知 无限长通电导线在某处产生的磁场的磁感应强度与导线中电流大小成正比,与该处到 导线的距离成反比。则通电后的某时刻,下列选项中位置关系可能正确的是 ( ) 　     　    B 创新风向·挑战思维 返回目录 解析　如图所示,在圆心取一极小角度Δθ,对应的导体棒长度分别为L1=RΔθ和L2=2RΔθ, 受到的安培力分别为F1=B1IL1,F2=B2IL2,长直导线在两棒处产生磁场的磁感应强度均垂 直纸面向里,根据题述有B1= ,B2= ,可得B1<2B2,即F2>F1。根据左手 定则可知,小圆弧上的小段圆弧受到的安培力方向指向圆心,大圆弧上的小段圆弧受到 的安培力方向背离圆心,则合力背离圆心向外,结合对称性可知,通电后的某时刻圆弧将 远离直导线平动,B正确。   返回目录 $