第10章 第1讲 磁场及其对电流的作用（PPT课件）-【满分思维】2027年高考一轮总复习讲义·物理（江苏专版）

该高中物理高考复习课件聚焦磁场及其对电流的作用，覆盖磁感应强度、磁场叠加、安培力计算及平衡等核心考点，依据高考评价体系分析磁场叠加（占比约30%）、安培力平衡（占比约25%）等高频考点，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训练与应试技巧指导，如以2025江苏卷、2023江苏卷等真题为例，运用科学思维中的模型建构（电流磁场模型）和科学推理（矢量合成），提炼磁场叠加“场源定位-方向判定-矢量合成”三步法，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准教学，提升复习效率。

第1讲　磁场及其对电流的作用 第十章 磁　场 1 考点一　安培定则和磁场的叠加　 力 方向 (3) 匀强磁场：磁场中各点的磁感应强度的大小________、方向________，磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线． 相等 相同 考 点 一 (4) 地磁场 ① 地磁的N极在地理________附近，S极在地理________附近，磁感线分布如图所示． 南极 ② 在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度的大小________，且方向水平________． ③ 地磁场在南半球有竖直向上的分量，在北半球有竖直向下的分量． (5) 磁场的叠加 磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则进行合成与分解． 北极 相等 向北 考 点 一 2．磁感线的特点 (1) 磁感线上某点的________方向就是该点的磁场方向． (2) 磁感线的疏密程度定性地表示磁场的________． (3) 磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从_______指向_______；在磁体内部，由_______指向_______． (4) 同一磁场的磁感线不中断、不________、不相切． (5) 磁感线是假想的曲线，客观上并不存在． 切线 N极 S极 S极 强弱 N极 相交 考 点 一 3．几种常见的磁场 (1) 条形磁体和蹄形磁体的磁场(如图所示) 考 点 一 (2) 电流的磁场   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，且距导线越远处磁场________ 与_______磁体的磁场相似，管内为______磁场且磁场______，管外为__________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________　 安培定则       越弱 条形 匀强 最强 非匀强 越弱 考 点 一 立体图       横截面图       纵截面图       考 点 一 典 题 悟 法 (2026·镇江期初)如图所示，圆O两条直径ac和bd互相垂直，e点为Od的中点，O点和d点各有垂直纸面、大小相等、方向相反的电流I.关于a、b、c、e点的磁感应强度，下列说法中正确的是 (　　) A．a点与b点相同 B．a点与c点相同 C．e点最小 D．e点最大 1 D 考 点 一 【解析】 由安培定则作出a、b、c、e四点的磁感应强度的方向，如图所示，根据距离通电导线越远磁感应强度越弱，以及磁感应强度的矢量合成可知e点的磁感应强度最大，故D正确． 考 点 一 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感应强度的点，利用安培定则判定各个场源在这一点产生的磁感应强度的大小和方向，如图所示为M、N在c点产 生的磁感应强度BM、BN. 3．应用平行四边形定则求合磁感应强度，如图中的B为合磁感应强度． 考 点 一 考点二　安培力的分析与计算 1．安培力：____________在磁场中受的力称为安培力． 2．安培力的大小：若I∥B，F＝_____；若I⊥B，F＝_______；若I与B夹角为θ，F＝_____________． 3．安培力方向 通电导线 左手定则：伸开左手，使_______与_______________垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使________指向电流的方向，这时________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． 0 IlB IlB sin θ 拇指 其余四个手指 四指 拇指 考 点 二 注意：①安培力方向总垂直于________所决定的平面，即一定垂直于B和I，但B与I不一定垂直． ② l是指有效长度：弯曲通电导线的有效长度l等于连接导线两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端指向末端，如图所示． B、I 4．同向电流相互________，异向电流相互________． 吸引 排斥 考 点 二 典 题 悟 法 (2025·苏州、海门、淮阴、姜堰四校联考)一根不可伸长的直导线垂直于匀强磁场B放置，通过电流I时导线受到的安培力为F，将该导线做成半圆环，圆环平面仍垂直于该匀强磁场放置，如图所示，并要求保持安培力大小不变，则圆环中电流大小变为 (　　) 2 B 考 点 二 (2021·广东卷)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流I1，四根平行长直导线均通入电流I2，且I1≫I2，电流方向如图所示，下列关于通电后长管发生形变的截面图中可能正确是 (　　) 3 C A　　　　 　 B　　　　 　C　　　　　 D 考 点 二 【解析】 因I1≫I2，则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用，根据两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引，异向电流相互 排斥”，则正方形左右两侧的直导线I2要受到I1吸引的安培力，形成 凹形，正方形上下两边的直导线I2要受到I1排斥的安培力，形成凸形， 故变形后的形状如图C，故C正确，A、B、D错误． 考 点 二 安培力作用下导体运动情况的判定方法 考 点 二 考点三　 安培力作用下导体的平衡问题　 求解安培力作用下导体平衡问题的基本思路 (1) 选定研究对象． (2) 受力分析时，变立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，安培力的方向F安⊥B、F安⊥I.如图所示： (3) 列平衡方程． 考 点 三 典 题 悟 法 (2025·扬州高邮调研)如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、电阻为R0的导体棒ab水平放置在导轨上，与导轨接触良好，电源电动势为E，内阻为r.空间存在竖直向上的匀强磁场， 当回路中的电流为I时导体棒ab恰好静止，求： (1) 变阻箱的阻值R. 4 考 点 三 (2) 磁感应强度大小B. 【解析】 (2) 利用左手定则确定安培力方向水平向右，对导体ab棒进行受力分析，如图所示 根据平衡条件有 BIL cos α＝mg sin α 考 点 三 随堂内化 1．(2025·镇江质监)两根相同的弹性导线平行放置，分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1＞I2.下列图像可能正确的是 (　　) C A　　　　 　 B　　　 　 C　　　　 　 D 随堂内化 4 1 2 3 【解析】 由安培定则可知方向向下的电流I1在方向向上的电流I2处磁场垂直向外，由左手定则可知I2受力向右；同理可知I1受力向左，即两导线相互排斥，由牛顿第三定律可知两力大小相等；两根相同的弹性导线形变量相同，故C正确，A、B、D错误． 随堂内化 4 1 2 3 2．(2025·苏州期初调研)如图所示为三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，方向垂直纸面向里，且如果AB＝AC＝AD，则A点的磁感应强度的方向为 (　　) A．沿AB方向　 B．沿AD方向　 C．沿AC方向　 D．沿DA方向 B 【解析】 根据右手螺旋定则可知，B处的通电直导线在A点所产生的磁场方向沿AC方向，C处的通电直导线在A点所产生的磁场方向沿AD方向，D处的通电直导线在A点所产生的磁场方向沿CA方向，且磁感应强度的大小均相等，所以A点合磁感应强度的方向沿AD方向，故B正确． 随堂内化 4 1 2 3 3．实验室经常使用的电流表是磁电式电流表．这种电流表的构造如图甲所示. 蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的. 当线圈通以如图乙所示的电流时，下列说法中错误的是 (　　) C A．无论线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行 B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动 C．当线圈转到如图乙所示的位置，b端受到的安培力方向向上 D．当线圈转到如图乙所示的位置，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动 甲 乙 随堂内化 4 1 2 3 【解析】 磁场是均匀辐向分布的，所以磁感线始终与线圈平面平行，故A正确；当通电后，处于磁场中的线圈受到安培力作 用，使其转动，螺旋弹簧被扭动，则受到弹 簧的阻力，从而阻碍线圈转动，故B正确； 由左手定则可判定当线圈转到如图乙所示的 位置，b端受到的安培力方向向下，a端受到 的安培力方向向上，因此安培力使线圈沿顺 时针方向转动，故C错误，D正确． 甲 乙 随堂内化 4 1 2 3 4．在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的等边三角形线框abc，磁场方向垂直于线框平面，a、c两点间接一直流电源，电流方向如图所示．则 (　　) A．导线ab受到的安培力大于导线ac受到的安培力 B．导线abc受到的安培力大于导线ac受到的安培力 C．线框受到安培力的合力为零 D．线框受到安培力的合力方向垂直于ac向下 D 【解析】 流过abc的电流与流过ac的电流大小之比为1∶2，ab受到的安培力小于ac受到的安培力，故A错误；导线abc的有效长度等于ac长度，由于流过abc的电流小，abc受到的安培力小于ac受到的安培力，故B错误；导线abc和ac受到的安培力都垂直于ac向下，故C错误，D正确． 随堂内化 4 1 2 3 配套热练 一、 选择题 1．(2025·江苏卷)某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列说法中正确的是 (　　) A．a点的磁感应强度大于b点 B．b点的磁感应强度大于c点 C．c点的磁感应强度大于a点 D．a、b、c点的磁感应强度一样大 B 【解析】 磁感线越密集的地方磁感应强度越大，故可知Bb＞Ba＞Bc，故B正确． 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 2．(2025·南京二模)如图所示，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 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 3．(2023·江苏卷)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B.L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中．已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行．该导线受到的安培力为 (　　) C 【解析】 因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则受安培力为Fab＝BI·2l＝2BIl，则该导线受到的安培力为2BIl，故C正确． 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 4．(2022·江苏卷)如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向 (　　) A．平行于纸面向上 B．平行于纸面向下 C．左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里 D．左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外 C 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 【解析】如图所示，根据安培定则，可判断出导线a左侧部分的磁场方向斜向右上方，右侧部分的磁场方向斜向右下方，根据左手定则可判断出左半部分的安培力垂直纸面向外，右半部分的安培力垂直纸面向里，故C正确． 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 5．(2026·南京六校联合体期初)如图所示，AC是四分之一圆弧，O为圆心，A、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场，O处的磁感应强度恰好为零．下列说法中正确的是 (　　) C 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 6．如图所示的电流天平，矩形线圈的匝数为n，b段导线长为L，导线a、b、c段处于与线圈平面垂直的匀强磁场中，当线圈没有通电时，天平处于平衡状态．当线圈中通入电流I时，通过在右盘加质量为m的砝码(或移动游码)使天平重新平衡．下列说法中正确的是 (　　) C 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 7．(2025·南京、盐城期末调研)如图所示，一段通以恒定电流的软导线处于匀强磁场中，导线两端位于同一高度．现将导线左端固定，右端水平向右缓慢移动，则磁场对通电导线的作用力 (　　) A．变小 B．不变 C．变大 D．先变大，后变小 C 【解析】 导线的有效长度为两端点间的距离为L，将导线左端固定，右端水平向右缓慢移动， 则有效长度在变大．由F＝BIL，可知安培力在变大，故C正确． 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 8．(2025·连云港期末)电磁炮原理简图如图所示，间距为L的平行导轨水平放置，整个空间有竖直方向的匀强磁场；电源电动势为E、内阻为r，导电金属杆安装上炮弹垂直放在导轨上，已知炮弹与金属杆总质量为m，电阻为R，导轨电阻不计，忽略一切摩擦．闭合开关后，炮弹沿图示方向运动，下列说法中正确的是 (　　) C 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 9．(2025·福建卷)如图所示，空间中存在两根无限长直导线L1与L2，通有大小相等，方向相反的电流．导线周围存在M、O、N三点，M与O关于L1对称，O与N关于L2对称且OM＝ON，初始时，M处的磁感应强度大小为B1，O点磁感应强度大小为B2，现保持L1中电流不变，仅将L2撤去，则N点的磁感应强度大小为 (　　) B 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 10．一对相同的载流圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向等大电流，在两线圈圆心O1、O2连线上取A、B、C三点，使得AO1＝O1B＝BO2＝O2C，A、B两点的磁感应强度大小分别为BA和BB.若仅将线圈O2中电流反向(大小不变)，则C点的磁感应强度大小变为BC，下列说法中正确的是 (　　) A．BC＝BB－BA，开始时A与C磁场同向，后来A与C磁场反向 B．BC＝BB－BA，开始时A与C磁场反向，后来A与C磁场同向 C．BC＝2BA－BB，开始时A与C磁场同向，后来A与C磁场反向 D．BC＝2BA－BB，开始时A与C磁场反向，后来A与C磁场同向 A 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 【解析】 设AO1＝O1B＝BO2＝O2C＝x，距离圆环x处每个圆环单独产生的磁感应强度为B1，距离圆环3x处每个圆环单独产生的磁感应强度为B2，电流同向时，根据安培定则，两线圈产生的磁感应强度在中轴线上方向均向下，则B点的合磁感应强度方向向下BB＝2B1，A点的磁感应强度方向向下BA＝B1＋B2，在线 圈O2中电流反向后，线圈O2在C点的磁场方向向上，线圈O1在C点的 磁场方向向下，合磁感应强度方向向上BC＝B1－B2，联立得BC＝BB－ BA，由以上分析知，开始时A与C磁场同向，后来A与C磁场反向，故A 正确． 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 二、 计算题 11．某磁电式电流表结构如图甲所示，矩形线圈匝数为n，电阻为R，长边长度为l.矩形线圈放在均匀辐射状磁场中如图乙所示，两条长边经过的位置磁感应强度大小为B. 答案：(1) 2nIlB 【解析】 (1) 电流表指针偏角为2θ时，电流为2I 线圈的一侧长边受到的安培力的大小F＝2nIlB (1) 当线圈中电流为I时，电流表指针偏转的角度为θ.求当电流表指针偏转的角度为2θ时，线圈一侧长边受到的安培力大小F. 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 (2) 将两接线柱用导线相连，线圈绕轴转动，长边的速度为v时，求通过线圈的感应电流的大小I1. 4 1 2 3 5 6 10 7 8 9 11 配套热练 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⥫⥬多个环形电流⥫⥬条形磁体 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，确定磁体所受电流磁场的作用力 $