第42讲 磁场及其对电流的作用（复习讲义）（广东专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理讲义聚焦磁场及对电流作用核心考点，涵盖磁场描述、安培定则、磁场叠加、安培力大小方向及应用，按“概念-规律-应用”逻辑构建知识框架，通过命题透视、思维建模、考点精讲（知识点拆解+考向突破）、真题溯源等环节，帮助学生系统梳理知识，突破难点，体现复习教学的系统性和针对性。 资料融入科学思维与模型建构，如磁场叠加问题采用“场源定位-方向判定-矢量合成”三步法，安培力应用通过平衡与加速模型分类讲解，配合变式训练和真题演练，培养学生分析能力。设置分层练习（基础巩固、能力提升），确保高效复习，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第42讲 磁场及其对电流的作用 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 磁场及磁场的描述 知识点1 磁场的描述 知识点2 安培定则及磁场叠加 考向1 磁场及磁场的描述 考向2 安培定则的应用 考向3 磁场叠加 考点二 安培力的大小和方向 知识点1 安培力的大小 知识点2 安培力的方向 考向1 安培力的大小 考向2 安培力的方向 考点三 安培力的应用 知识点1 安培力的应用 考向1 安培力作用下的平衡问题 考向2 安培力作用下的加速问题 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 安培定则和安培力 安培力作用下的力电综合 √ 考情分析 题型与考向：高考对磁场及其对电流的作用的考查较为频繁，有选择题也有计算题的考查形式，题目较为基础，这部分内容容易和电磁感应现象相结合。 情境与立意： 对于安培力的考查多以导体棒为典型模型予以命题。 复习目标 1、了解磁场，掌握磁感应强度的概念，了解磁感线。 2、会用安培定则判断电流周围的磁场，并且会计算磁场的叠加。 3、会计算安培力的大小及判断安培力的方向。会分析安培力作用下的平衡问题和加速问题。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 磁场及磁场的描述 知识点1 场的描述 知●识●解●构 一、磁场 1、磁性 物质吸引铁、钴、镍等物质的性质。 2、磁体 具有磁性的物体，如磁铁。 3、磁极 磁体上磁性最强的区域。任何磁体都有两个磁极，一个叫北极（N极），另一个叫南极（S极）。并且，任何一个磁体都有两个磁极，无论怎样分割磁体，磁极总是成对出现，不存在磁单极。 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 4、磁场的定义 磁体或电流周围存在的一种特殊物质，能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用。 磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质。存在于磁体、通电导线、运动电荷、地球等的周围。 5、磁场的产生 永磁体周围；电流的周围；运动电荷的周围。 电流是由于电荷做定向移动形成的，因此运动电荷周围不但有电场，同时也产生磁场。 6、磁场的基本性质 对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的。 7、磁场的方向 小磁针在磁场中其北极受力的方向，即小磁针静止时其北极所指的方向。 8、安培分子的电流假说 在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。 该假说能够解释磁化、去磁等现象。分子电流的实质是原子内部带电粒子在不停地运动。 9、磁场的电本质 一切磁现象都是起源于电荷的运动。 二、磁感线 1、定义 为了形象描述磁场，在磁场中画出一系列有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的曲线方向亦即该点的切线方向，都跟该点的磁场方向相同，用其疏密表示磁场的强弱，这一系列曲线称为磁感线。 2、特点 为了形象描述磁场而引入的假想曲线，实际上并不存在。 磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。 磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场相对较强；在磁感线较疏的地方磁场相对较弱。 磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极。 同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切。 磁感线布满磁体周围的整个空间，是立体的。 3、分类 ①条形磁铁、蹄形磁铁、异名磁极、同名磁极的磁感线分别如下图所示： 条形磁铁的磁感线：在磁铁外部两极最密，中间稀疏；在磁铁内部最密，中垂线上磁感线方向与磁铁平行。 蹄形磁铁的磁感线：在磁铁外部两极最密，中间稀疏；在磁铁内部最密。 异名磁极的磁感线：沿中垂线从中点到无限远处，磁感线越来越稀疏，磁场越来越弱。 同名磁极的磁感线：两磁极连线中点磁感线最稀疏，磁场最弱。 ②电流的磁感线如下表所示： 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线 电流 以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱。 环形 电流 内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏。 通电螺线管 内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极。 ③地磁场：地球由于自身具有磁性而在其周围产生的磁场叫做地磁场。地磁场与条形磁铁的磁场相似，如下图所示。地磁南极（S极）在地理北极附近，地磁北极（N极）在地理南极附近，二者并不重合；地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下；在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁场强弱相同，且方向水平向北。 ④匀强磁场的磁感线：磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线，如下图所示。 4、磁感线与电场线的比较 比较项目 磁感线 电场线 相同点 意义 为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线 为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线 方向 线上各点的切线方向就是该点的场方向 疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱 特点 在空间不相交、不相切、不中断 除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断 不同点 闭合曲线 始于正电荷或无限远处，止于负电荷或无限远处。电场线是不闭合的曲线 知识点2 安培定则及磁场叠加 知●识●解●构 一、安培定则 1、直线电流的安培定则 用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向； 2、环形电流的安培定则 让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向； 3、通电螺线管的安培定则 用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，那么大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，大拇指指向通电螺线管的北极。 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线 电流 以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱。 环形 电流 内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏。 通电螺线管 内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极。 二、磁场叠加问题的分析思路 磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。 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大小和方向。如图所示为M、N在c点产生的磁场；③应用平行四边形定则进行合成，如图中的B为合磁场。 磁场的叠加类问题分析方法：①根据安培定则确定通电导线周围磁感线的方向；②磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向；③磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。 考●向●破●译 考向1 磁场及磁场的描述 例1（25-26高三上·浙江·期中）某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列判断正确的是（　　） A．该磁性材料内部没有磁感线，没有磁场 B．在b点静止释放正电荷，其沿切线向上运动 C．一小段通电直导线在b处所受安培力一定大于c处 D．将小磁针放在b点，其N极指向b处切线方向 【变式训练1·变载体】（25-26高三上·河南信阳·期末）如图所示为一水管，其中充满连续稳定流动的水，若在水流中画一些连续的线，使这些线的切线方向为对应位置处的水流速度方向，这样的线叫做流线，而穿过水管某个截面的流线的多少，叫做流量。流线类似于电场线、磁感线，流量类似于电通量、磁通量。假设管中充满水，不考虑水的粘滞性以及水中的气泡。下列说法正确的是（　　） A．流线越稀疏处，水流速度越大 B．不同流线可以相互交叉 C．粗细均匀的水平直水管中，穿过水管某个横截面的流量可以用Q=vS计算，其中v为水流速度，S为水管的横截面积 D．粗细均匀的水平直水管中，流线可能会不相互平行 ▶新情境◀【变式训练2·变考法】（25-26高三上·安徽·阶段检测）下列叙述中符合物理学史实的是（　　） A．玻尔通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 B．牛顿通过扭秤实验精确测定了万有引力常量 C．伽利略通过：问题提出——提出猜想——实验验证——合理外推，得出自由落体的运动规律 D．安培首先发现了通电导线周围存在着磁场，奥斯特总结了判断电流与磁场的方向关系的规律 考向2 安培定则的应用 例2（2025·广东广州·模拟预测）如图，通有等大恒定电流的两根长直细导线分别固定在正方体abcd-a'b'c'd'的两条边bb'和a'd'上，电流分别由b流向b'、由a'流向d'。已知c'点的磁感应强度大小为B0，则（　　） A．a点的磁感应强度大小为B0 B．c点的磁感应强度大小为B0 C．a、c'两点的磁感应强度方向相同 D．c、c'两点的磁感应强度方向相同 思维建模 在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场方向时关键应分清“因”和“果”。 电流的磁场 原因(电流方向) 结果(磁场方向) 直线电流的磁场 大拇指指向 四指指向 环形电流及通电螺线管的磁场 四指指向 大拇指指向 【变式训练1·变考法】（2026·广东佛山·二模）2026年1月，我国研制的超导磁体成功实现了35.6T的中心磁场强度，创下世界纪录。如图，两个完全相同的环形超导线圈a和b，以过两线圈圆心、的水平线为轴平行固定放置，为连线中点，线圈中通有大小相等、方向如图所示的电流。已知线圈a产生的磁场在点处的磁感应强度大小为。下列说法正确的是（　　） A．线圈a对线圈b的作用力方向沿向左 B．处的磁感应强度大小为，方向沿向右 C．以为直径的任意圆平面内的磁通量均为零 D．若在处放置一小磁针，待其静止后，其N极指向沿向右 【变式训练2·变载体】（2026·广东湛江·二模）用霍尔元件探测螺线管中电流变化的装置示意图如图所示螺线管与通电装置连接，其电流I0方向如图所示，在螺线管正下方装有一块正方形霍尔元件，a、b、c、d为上表面的四个顶点，元件中定向移动的电子形成沿着ab方向的电流I，螺线管的轴线垂直于元件的上表面。用电压表连接b、c两点，即可探测螺线管中电流的变化情况。下列说法正确的是（　　） A．电压表的正接线柱连接c点 B．若电流I不变，则电压表示数为零 C．若电流I0均匀变大，则电压表示数保持不变 D．若电流I0均匀变大，则电压表示数逐渐变大 考向3 磁场的叠加 例3（25-26高三下·广东·阶段检测）理论研究表明，无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度可用公式表示（k为常数，I为导线中的电流强度，r为该点到直导线的距离）。在如图所示的三维直角坐标系中，沿x轴正方向、z轴负方向有两根无限长直导线，二者彼此绝缘且通有等大的电流I。则在坐标为（-a，a，-a）的位置，磁感应强度的大小为（　　） A． B． C． D． 【变式训练1·变考法】（25-26高三上·广东·开学考试）如图所示，条形磁铁水平放置，a、b为其轴线上两个点，通有恒定电流（电流方向如图所示）的金属圆环的环面与轴线垂直放置，圆心位于轴线上，下列说法正确的是（　　） A．a点与b点处磁感应强度方向一定相同 B．a点与b点处磁感应强度大小可能相同 C．条形磁铁与圆环之间一定互相吸引 D．若条形磁铁沿轴线水平向右移动，穿过圆环的磁通量一定增大 【变式训练2·变载体】（2025·广东深圳·三模）如图所示，空间有磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），水平放置一根通电长直导线。已知a、b、c、d是以直导线为圆心的圆周上的四等分点，其中b、d位于竖直直径上，且a点的磁感应强度大小为0。下列说法正确的是（    ） A．匀强磁场的方向竖直向下 B．b点的磁感应强度大小为 C．c点的磁感应强度大小为 D．通电导线在d点的磁感应强度方向水平向右 考点二 安培力的大小和方向 知识点1 安培力的大小 知●识●解●构 一、安培力的大小 1、计算公式 当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝BILsinθ，这是一般情况下的安培力的表达式。 有两种特殊情况：磁场和电流垂直时：F＝BIL；磁场和电流平行时：F＝0。 磁场对磁铁一定有力的作用，而对电流不一定有力的作用。当电流方向和磁感线方向平行时，通电导体不受安培力作用。 2、适用范围 一般只适用于匀强磁场。 对于非匀强磁场，仅适用于电流元（把很短一段通电导线中的电流与导线长度的乘积称为电流元）。非匀强磁场的求解方法：如果导线各部分所处的位置B的大小、方向不相同，应将导体分成若干段，使每段导线所处的范围B的大小和方向近似相同，求出各段导线受的磁场力，然后再求合力。 3、有效长度 弯曲通电导线的有效长度等于两端点所连直线的长度，相应的电流方向由始端指向末端，如下图所示。因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零。 4、对公式F＝BILsinθ的理解 F＝BILsinθ中的B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁场对外加磁场的影响；θ是B和I方向的夹角，当θ＝90°时sin θ＝1，公式变为F＝ILB；L指的是导线在磁场中的“有效长度”， 弯曲导线的有效长度。 当B与I垂直时，F最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0。 公式中的B与L垂直；匀强磁场或通电导线所在区域的磁感应强度的大小和方向相同。 5、电流方向选取原则 当已知磁感线的方向，要判断产生该磁场的电流方向时，选用安培定则判断电流的方向；当已知导体所受安培力的方向时，用左手定则判断电流的方向。 知识点2 安培力的方向 知●识●解●构 一、安培力的方向 1、安培力 通电导线在磁场中受的力。 2、左手定则 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个平面内；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。 安培力F、磁感应强度B、电流I的方向关系：已知I、B的方向，可用左手定则确定F的方向；已知F、B的方向，导线位置确定时，可确定I的方向；已知F、I的方向，不能唯一确定B的方向。 3、特点 通电导线在磁场中所受的安培力F，总垂直于电流与磁感线两者所决定的平面，即F⊥B，F⊥I， F垂直于B和I决定的平面。也就是安培力一定垂直B和I，但B与I不一定垂直。 使用左手定则判断定安培力方向时，左掌手心应迎B垂直于I的分量（B⊥＝Bsinθ）。磁感线方向（磁感应强度方向）不一定垂直于电流方向。 4、判断方法 ①弄清楚导体所在位置的磁场分布情况；②利用左手定则准确判定导体的受力情况；③确定导体的运动方向或运动趋势的方向。 电荷在电场中所受的电场力方向与电场线的方向在同一直线上，而通电导线在磁场中所受的安培力与磁感线垂直。磁场与电场有很多相似之处，但安培力比库仑力复杂得多，点电荷在电场中受力方向与电场方向不是相同就是相反；而电流元在磁场中受安培力的方向与磁场方向和电流方向决定的平面垂直。 安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面，所以判断时要首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。 当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心，而是斜穿过手心。 5、左手定则与安培定则的比较 定则 安培定则 左手定则 作用 判断电流产生的磁场方向 判断电流在磁场中的受力方向 因果关系 “电流”是“因”，“磁场”是“果” “磁场”和“电流”都是“因”，“受力”是“果” 内容 作用对象 直线电流 环形电流或通电螺线管 磁场中的电流 用手情况 右手弯曲 左手伸直 具体操作 拇指所指方向为电流方向 四指弯曲的方向指向电流的环绕方向 拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；磁感线穿过掌心，四指指向电流的方向 结果 四指弯曲的方向表示磁感线的方向 拇指所指的方向表示轴线上的磁感线方向 拇指所指的方向表示电流所受安培力的方向 考●向●破●译 考向一 安培力的大小 例1（25-26高三上·广东·阶段检测）如图，圆心为O的四分之三圆弧形金属圆环abc竖直放置，处在水平向右的匀强磁场中，Oc与磁感线平行，圆环中通有逆时针方向的电流。第一次，从初始位置，将圆环绕圆心O在圆环平面内转过90°；第二次，从初始位置，绕过圆心O的竖直轴MN转过90°。两次转动过程中，圆环中的电流保持不变，则两次转动过程中，圆环受到安培力的大小变化情况为（　　） A．第一次，圆环受到的安培力大小始终不变 B．第一次，圆环受到的安培力大小一定先减小后增大 C．第二次，圆环受到的安培力大小始终不变 D．第二次，圆环受到的安培力大小一定增大 【变式训练1·变载体】（25-26高三下·广东惠州·阶段检测）如图甲，用劲度系数为k的轻质绝缘弹簧将边长为L、质量为m的粗细均匀的正方形金属线框竖直悬挂，将该线框如图乙所示接入电路，导线的左右接触点分别为线框左右两边的中点，磁场方向垂直纸面向外，大小为B，电源的电动势为E，内阻为r，线框每边的电阻均为R，重力加速度为g，其余导线电阻忽略不计，导线与线框之间作用力忽略不计，则闭合开关S稳定后，弹簧的形变量为（　　） A． B． C． D． 【变式训练2·变载体】（2026·广东·模拟预测）如图所示，两根相同的细长直金属棒a、b垂直纸面放置，其中金属棒a的两端分别用两根轻质细线悬挂在固定点，金属棒b固定不动，当两金属棒中通入电流强度恒定的直流电时，金属棒a恰好静止在细线偏离竖直位置角处，且两金属棒连线水平，与金属棒平行。已知金属棒a中的电流大小为，方向垂直纸面向里，两金属棒的质量均为，长度均为，不计磁场边缘效应，不考虑金属棒与回路连通的导线间的作用力，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．金属棒b中的电流方向垂直纸面向外 B．细线中的拉力大小之和为 C．金属棒a处的磁感应强度大小为 D．无法确定金属棒a对金属棒b的安培力大小 考向二 安培力的方向 例2（2026·广东广州·一模）如图（a），矩形导体框mnkp被四根等长的绝缘细绳悬挂于水平轴OO′上，其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场（未画出），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。开始时导体框静止在水平位置，现给导体框通上沿mnkp方向的恒定电流，则（　　） A．mn和pk所受安培力方向相反 B．mn和pk所受安培力方向相同 C．绝缘细绳对导体框的拉力增大 D．导体框将绕OO′轴顺时针转动 【变式训练1·变载体】（2026·广东揭阳·二模）如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为，下列说法正确的是（　　） A．该交流电的方向在1s内变化50次 B．线圈转到图示位置时，交流电流表的示数达到最大值 C．线圈转到图示位置时，CD边受到的安培力方向向上 D．仅线圈转速加倍，电动势的有效值变为440V 【变式训练2·变载体】（25-26高三上·广东汕头·期末）如图，两根相互平行的长直导线与一个圆形线圈固定在同一平面内，圆形线圈的圆心到两导线的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流、，且。当圆形线圈中通有顺时针方向的电流时，下列说法正确的是（　　） A．圆形线圈所受安培力的方向水平向左 B．若圆形线圈中电流变为逆时针，安培力方向不变 C．圆形线圈上半圆所受安培力大于下半圆所受安培力 D．若仅增大，但始终满足，圆形线圈所受安培力一定减小 考点三 安培力的应用 知识点1 安培力作用下导体的平衡与加速问题 知●识●解●构 一、安培力作用下导体的平衡与加速问题 1、问题分类 安培力作用下静态平衡问题：通电导体在磁场中受安培力和其它力作用而处于静止状态，可根据磁场方向、电流方向结合左手定则判断安培力方向。 安培力作用下动态平衡问题：此类题目是平衡问题，只是由于磁场大小或方向、电流大小或方向的变化造成安培力变化，与力学中某个力的变化类似的情景。 安培力作用下加速问题：此类题目是导体棒在安培力和其它力作用下合力不再为零，而使导体棒产生加速度，根据受力特点结合牛顿第二定律解题是常用方法。 2、分析思路 明确研究对象：通电导线或通电导体棒； 画平面图：立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，导体棒或导线用圆圈⭕表示，电流方向用“×”或“●”表示，电流垂直纸面向里画，电流垂直纸面向外画⊙； 受力分析和运动分析：分析重力、弹力、摩擦力等，然后由左手定则判断安培力的方向，分析研究对象的运动情况； 列平衡方程或牛顿第二定律的方程式进行求解。 3、求解关键 电磁问题力学化；立体图形平面化（如下图所示）。 4、安培力作用下导体的分析技巧 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。 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，关键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度。 5、安培力做功的特点和实质 安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关。 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线的动能或其他形式的能；②安培力做负功时将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能。 6、安培力作用下导体运动情况的判定方法 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 在特殊位置→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 结论法 同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；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 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向 考●向●破●译 考向一 安培力作用下的平衡问题 例1（2026·河南濮阳·模拟预测）如图所示，三根长度均为的导体棒、、用两绝缘等长细线拴接后悬挂在水平天花板上，两细线与天花板的夹角均为，已知，连线下侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，开始两细线拉力的大小都为；若在导体棒中通有到的电流，电流强度大小为，平衡时两细线拉力的大小都为。则为（     ） A． B． C． D． 【变式训练1·解决实际问题】（2026·重庆·三模）质量均匀分布的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，其截面如图所示。导体棒中通有电流强度大小为I的电流，空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向上。导体棒平衡时，导体棒与圆心的连线跟竖直方向的夹角为，轨道对导体棒的弹力大小为。下列说法正确的是（　　） A．导体棒中电流方向垂直于纸面向外 B．若仅将电流强度I缓慢增大，则逐渐减小 C．若仅将磁感应强度B缓慢增大，则逐渐增大 D．若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过，则逐渐减小 【变式训练2·日常生活结合】（2026·江西吉安·三模）电流天平可以测量微小物体的质量。如图所示，电流天平的右端挂一矩形线圈，匝数为20，底边cd（水平）的长度为20cm，线圈放在磁感应强度大小为1T、方向垂直纸面水平向里的匀强磁场中，线圈先不通电流，调节天平平衡，然后在左盘放入微小物体，当线圈中通有顺时针的50mA电流时，天平再次平衡。取重力加速度大小。该微小物体的质量为（　　） A．0.02kg B．0.04kg C．0.2kg D．0.4kg 考向二 安培力作用下的加速问题 例2（2026·湖南常德·二模）如图甲是我国自主研制的新概念武器—电磁枪，这标志着中国电磁弹射技术在世界范围内处于领先地位。图乙是用电磁弹射技术制造的电磁枪原理图，质量为m的弹体可在间距为d的两平行水平轨道之间自由滑动，并与轨道保持良好接触。恒定电流I从M轨道左边流入，通过弹体后从N轨道左边流回。轨道电流在弹体处产生垂直于轨道面的磁场，可视为匀强磁场，磁感应强度的大小与电流I成正比。通电弹体在安培力作用下加速运动距离L后从轨道右边以速度高速射出。不计一切阻力，下列说法中正确的是（    ） A．弹体在轨道上滑动时受到的安培力变小 B．弹体射出速度与电流大小成正比 C．弹体射出速度与加速距离L的大小成正比 D．若电流I从N轨道左边流入，M轨道左边流回，则弹体向左边射出 【变式训练1·综合】（25-26高二下·安徽马鞍山·阶段检测）2025年9月22日福建舰上首次完成了多种型号舰载机的弹射起飞和着舰训练，标志着福建舰具备了电磁弹射和回收能力。一种导轨型电磁弹射器的原理如图所示，光滑固定导轨CD、EF与导电飞翔体MN构成一驱动电流回路，驱动电流在导轨之间产生磁场，可将该磁场视作匀强磁场，该磁场对处于其中的导电飞翔体MN产生安培力F，从而推动飞翔体由静止开始加速。已知弹射过程中回路中驱动电流I大小保持恒定，驱动电流产生的磁场的磁感应强度B大小与驱动电流I大小成正比。下列说法正确的是（　　） A．图中飞翔体MN将在安培力作用下沿方向加速 B．若改变CMNF回路中驱动电流的方向，飞翔体MN所受安培力方向不变 C．若将驱动电流I大小变为原来的2倍，飞翔体MN受的安培力将变为原来的2倍 D．若不计一切阻力，飞翔体MN在导轨上滑过的距离保持不变，将驱动电流I大小变为原来的2倍，则飞翔体最终的弹射速度将变为原来的4倍 【变式训练2·变载体】（24-25高二上·浙江杭州·阶段检测）电磁炮是利用电磁发射技术制成的新型武器，如图所示为电磁炮的原理结构示意图。若某水平发射轨道长，宽，发射的炮弹质量为，炮弹被发射时从轨道左端由静止开始加速。当电路中的电流恒为，轨道间匀强磁场时，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是（    ） A．磁场方向为竖直向下 B．炮弹的加速度大小为 C．炮弹在轨道中加速的时间为 D．炮弹发射过程中安培力的最大功率为 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 一、单选题 1．（2021·广东·高考真题）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，四根平行直导线均通入电流，，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（　　） A． B． C． D． 2．（2025·江西·高考真题）托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管（线圈）可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流，如图（a）所示。当线圈通以如图（b）所示的电流时，产生的等离子体电流方向（俯视）为（　　） A．顺时针 B．逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针 二、多选题 1．（2022·广东·高考真题）如图所示，水平地面（平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（　　） A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同 B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变 C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流 D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等 2．（2025·河南·高考真题）手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖技术可以消除这种影响。如图，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、上两侧，c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。拍照时，手机可实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流和的大小和方向（无抖动时和均为零），使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是（　　） A．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向右 B．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向下 C．若a的方向沿左偏上，则沿顺时针方向，沿逆时针方向且 D．若a的方向沿右偏上，则沿顺时针方向，沿顺时针方向且 3．（2023·河北·高考真题）如图，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形，彼此接触良好，匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动，1、4同时沿图箭头方向移动，移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中（　　） A．金属杆所围回路中电流方向保持不变 B．通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加 C．金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反 D．金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同 24 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $ 第42讲 磁场及其对电流的作用 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 磁场及磁场的描述 知识点1 磁场的描述 知识点2 安培定则及磁场叠加 考向1 磁场及磁场的描述 考向2 安培定则的应用 考向3 磁场叠加 考点二 安培力的大小和方向 知识点1 安培力的大小 知识点2 安培力的方向 考向1 安培力的大小 考向2 安培力的方向 考点三 安培力的应用 知识点1 安培力的应用 考向1 安培力作用下的平衡问题 考向2 安培力作用下的加速问题 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 安培定则和安培力 安培力作用下的力电综合 √ 考情分析 题型与考向：高考对磁场及其对电流的作用的考查较为频繁，有选择题也有计算题的考查形式，题目较为基础，这部分内容容易和电磁感应现象相结合。 情境与立意： 对于安培力的考查多以导体棒为典型模型予以命题。 复习目标 1、了解磁场，掌握磁感应强度的概念，了解磁感线。 2、会用安培定则判断电流周围的磁场，并且会计算磁场的叠加。 3、会计算安培力的大小及判断安培力的方向。会分析安培力作用下的平衡问题和加速问题。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 磁场及磁场的描述 知识点1 场的描述 知●识●解●构 一、磁场 1、磁性 物质吸引铁、钴、镍等物质的性质。 2、磁体 具有磁性的物体，如磁铁。 3、磁极 磁体上磁性最强的区域。任何磁体都有两个磁极，一个叫北极（N极），另一个叫南极（S极）。并且，任何一个磁体都有两个磁极，无论怎样分割磁体，磁极总是成对出现，不存在磁单极。 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 4、磁场的定义 磁体或电流周围存在的一种特殊物质，能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用。 磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质。存在于磁体、通电导线、运动电荷、地球等的周围。 5、磁场的产生 永磁体周围；电流的周围；运动电荷的周围。 电流是由于电荷做定向移动形成的，因此运动电荷周围不但有电场，同时也产生磁场。 6、磁场的基本性质 对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的。 7、磁场的方向 小磁针在磁场中其北极受力的方向，即小磁针静止时其北极所指的方向。 8、安培分子的电流假说 在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。 该假说能够解释磁化、去磁等现象。分子电流的实质是原子内部带电粒子在不停地运动。 9、磁场的电本质 一切磁现象都是起源于电荷的运动。 二、磁感线 1、定义 为了形象描述磁场，在磁场中画出一系列有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的曲线方向亦即该点的切线方向，都跟该点的磁场方向相同，用其疏密表示磁场的强弱，这一系列曲线称为磁感线。 2、特点 为了形象描述磁场而引入的假想曲线，实际上并不存在。 磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。 磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场相对较强；在磁感线较疏的地方磁场相对较弱。 磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极。 同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切。 磁感线布满磁体周围的整个空间，是立体的。 3、分类 ①条形磁铁、蹄形磁铁、异名磁极、同名磁极的磁感线分别如下图所示： 条形磁铁的磁感线：在磁铁外部两极最密，中间稀疏；在磁铁内部最密，中垂线上磁感线方向与磁铁平行。 蹄形磁铁的磁感线：在磁铁外部两极最密，中间稀疏；在磁铁内部最密。 异名磁极的磁感线：沿中垂线从中点到无限远处，磁感线越来越稀疏，磁场越来越弱。 同名磁极的磁感线：两磁极连线中点磁感线最稀疏，磁场最弱。 ②电流的磁感线如下表所示： 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线 电流 以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱。 环形 电流 内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏。 通电螺线管 内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极。 ③地磁场：地球由于自身具有磁性而在其周围产生的磁场叫做地磁场。地磁场与条形磁铁的磁场相似，如下图所示。地磁南极（S极）在地理北极附近，地磁北极（N极）在地理南极附近，二者并不重合；地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下；在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁场强弱相同，且方向水平向北。 ④匀强磁场的磁感线：磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线，如下图所示。 4、磁感线与电场线的比较 比较项目 磁感线 电场线 相同点 意义 为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线 为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线 方向 线上各点的切线方向就是该点的场方向 疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱 特点 在空间不相交、不相切、不中断 除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断 不同点 闭合曲线 始于正电荷或无限远处，止于负电荷或无限远处。电场线是不闭合的曲线 知识点2 安培定则及磁场叠加 知●识●解●构 一、安培定则 1、直线电流的安培定则 用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向； 2、环形电流的安培定则 让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向； 3、通电螺线管的安培定则 用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，那么大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，大拇指指向通电螺线管的北极。 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线 电流 以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱。 环形 电流 内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏。 通电螺线管 内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极。 二、磁场叠加问题的分析思路 磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。 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大小和方向。如图所示为M、N在c点产生的磁场；③应用平行四边形定则进行合成，如图中的B为合磁场。 磁场的叠加类问题分析方法：①根据安培定则确定通电导线周围磁感线的方向；②磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向；③磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。 考●向●破●译 考向1 磁场及磁场的描述 例1（25-26高三上·浙江·期中）某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列判断正确的是（　　） A．该磁性材料内部没有磁感线，没有磁场 B．在b点静止释放正电荷，其沿切线向上运动 C．一小段通电直导线在b处所受安培力一定大于c处 D．将小磁针放在b点，其N极指向b处切线方向 【答案】D 【详解】A．磁感线是闭合的，虽然磁性材料内部没有画磁感线，但仍有磁场，A错误； B．磁场对静止的电荷无洛伦兹力的作用，即在b点静止释放正电荷，不会沿切线向上运动，B错误； C．通电直导线在磁场中受的安培力除了与电流大小、磁场强弱以及直导线长度有关外，还与直导线与磁场方向的夹角有关；则一小段通电直导线在b处所受安培力不一定大于c处所受的安培力，C错误； D．磁场中某点的磁场方向与小磁针的N极受力方向相同，可知将小磁针放在b点，其N极指向b处切线方向，D正确。 故选D。 【变式训练1·变载体】（25-26高三上·河南信阳·期末）如图所示为一水管，其中充满连续稳定流动的水，若在水流中画一些连续的线，使这些线的切线方向为对应位置处的水流速度方向，这样的线叫做流线，而穿过水管某个截面的流线的多少，叫做流量。流线类似于电场线、磁感线，流量类似于电通量、磁通量。假设管中充满水，不考虑水的粘滞性以及水中的气泡。下列说法正确的是（　　） A．流线越稀疏处，水流速度越大 B．不同流线可以相互交叉 C．粗细均匀的水平直水管中，穿过水管某个横截面的流量可以用Q=vS计算，其中v为水流速度，S为水管的横截面积 D．粗细均匀的水平直水管中，流线可能会不相互平行 【答案】C 【详解】AB．电场线、磁感线均不能交叉，其越密集处，对应的场强、磁感应强度越大，流线类似于电场线、磁感线，流线越稀疏处，水流速度越小，不同流线不可以相互交叉，故AB错误； C．磁感应强度垂直平面时，磁通量Φ=BS，流量类似于磁通量，故Q=vS，故C正确； D．在粗细均匀的水平直水管中，各处水流速度方向均平行于管的轴线，类似匀强电场或匀强磁场的电场线或磁感线，故D错误。 故选C。 ▶新情境◀【变式训练2·变考法】（25-26高三上·安徽·阶段检测）下列叙述中符合物理学史实的是（　　） A．玻尔通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 B．牛顿通过扭秤实验精确测定了万有引力常量 C．伽利略通过：问题提出——提出猜想——实验验证——合理外推，得出自由落体的运动规律 D．安培首先发现了通电导线周围存在着磁场，奥斯特总结了判断电流与磁场的方向关系的规律 【答案】C 【详解】A．α粒子散射实验由卢瑟福完成，并据此提出原子的核式结构模型；玻尔提出的是玻尔原子模型，故A错误； B．牛顿提出万有引力定律，但万有引力常量G由卡文迪什通过扭秤实验首次精确测定，故B错误； C．伽利略通过质疑亚里士多德观点（问题提出）、猜想自由落体为匀加速运动（提出猜想）、斜面实验验证（实验验证）、外推至自由落体（合理外推），得出自由落体运动规律。此过程符合史实，故C正确； D．奥斯特首先发现电流的磁效应（通电导线周围存在磁场），安培后续研究电流的磁场并总结安培定则（判断电流与磁场方向），故D错误。 故选C。 考向2 安培定则的应用 例2（2025·广东广州·模拟预测）如图，通有等大恒定电流的两根长直细导线分别固定在正方体abcd-a'b'c'd'的两条边bb'和a'd'上，电流分别由b流向b'、由a'流向d'。已知c'点的磁感应强度大小为B0，则（　　） A．a点的磁感应强度大小为B0 B．c点的磁感应强度大小为B0 C．a、c'两点的磁感应强度方向相同 D．c、c'两点的磁感应强度方向相同 【答案】A 【详解】A．a点到两导线的距离与c'点到两导线的距离相等，两导线在a点产生的磁场大小与c'点一致，合磁场大小为，故A正确； B．c点到两导线的距离与c'点不同，两导线在c点产生的磁场大小、方向关系与c'点存在差异，合磁场大小不为，故B错误； C．a点与c'点的磁场方向均由两导线磁场的矢量合成决定，根据安培定则判断各导线在两点产生的磁场方向，二者方向不同，故C错误； D．c点与c'点的磁场方向均由两导线磁场的矢量合成决定，但二者方向不同，故D错误。 故选A。 思维建模 在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场方向时关键应分清“因”和“果”。 电流的磁场 原因(电流方向) 结果(磁场方向) 直线电流的磁场 大拇指指向 四指指向 环形电流及通电螺线管的磁场 四指指向 大拇指指向 【变式训练1·变考法】（2026·广东佛山·二模）2026年1月，我国研制的超导磁体成功实现了35.6T的中心磁场强度，创下世界纪录。如图，两个完全相同的环形超导线圈a和b，以过两线圈圆心、的水平线为轴平行固定放置，为连线中点，线圈中通有大小相等、方向如图所示的电流。已知线圈a产生的磁场在点处的磁感应强度大小为。下列说法正确的是（　　） A．线圈a对线圈b的作用力方向沿向左 B．处的磁感应强度大小为，方向沿向右 C．以为直径的任意圆平面内的磁通量均为零 D．若在处放置一小磁针，待其静止后，其N极指向沿向右 【答案】C 【详解】A．根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，两线圈中电流相反，所以a对线圈b的作用力方向沿向右，A错误； B．因为两个线圈完全相同，通有大小相等的电流，且关于对称，线圈a产生的磁场在点处的磁感应强度大小为，方向向左，同理线圈b产生的磁场在点处的磁感应强度大小也为，方向向右，所以处的磁感应强度大小为0，故B错误； C．为直径，即以为圆心，空间中任意画一个圆，没有磁感线穿过这个圆，故通过圆面的磁通量必为0，故C正确； D．在处两线圈的磁场方向相反，但更靠近线圈，故净磁场由线圈决定，方向向左，故D错误。 故选C。 【变式训练2·变载体】（2026·广东湛江·二模）用霍尔元件探测螺线管中电流变化的装置示意图如图所示螺线管与通电装置连接，其电流I0方向如图所示，在螺线管正下方装有一块正方形霍尔元件，a、b、c、d为上表面的四个顶点，元件中定向移动的电子形成沿着ab方向的电流I，螺线管的轴线垂直于元件的上表面。用电压表连接b、c两点，即可探测螺线管中电流的变化情况。下列说法正确的是（　　） A．电压表的正接线柱连接c点 B．若电流I不变，则电压表示数为零 C．若电流I0均匀变大，则电压表示数保持不变 D．若电流I0均匀变大，则电压表示数逐渐变大 【答案】D 【详解】A．由右手螺旋定则可知，元件处在竖直向下的磁场中，元件中电子定向移动的方向沿着ba方向，由左手定则可知电子受指向cd侧的洛伦兹力，故电子将集中到cd侧，c点接电压表负极，故A错误； B．只要电流I存在，电子便受到洛伦兹力，电压表示数不为零，故B错误； CD．设bc距离为d，电压稳定时 得 可知磁感应强度B越大，电压U越大，而I0均匀变大，B将变大，电压也逐渐变大，故C错误，D正确。 故选D。 考向3 磁场的叠加 例3（25-26高三下·广东·阶段检测）理论研究表明，无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度可用公式表示（k为常数，I为导线中的电流强度，r为该点到直导线的距离）。在如图所示的三维直角坐标系中，沿x轴正方向、z轴负方向有两根无限长直导线，二者彼此绝缘且通有等大的电流I。则在坐标为（-a，a，-a）的位置，磁感应强度的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】沿x轴正方向的直线电流在该点产生的磁场的磁感应强度的大小 方向在yOz平面内与y轴夹角为45°；沿z轴负方向的直线电流在该点产生的磁场的磁感应强度的大小，方向与xOy平面平行于y轴夹角为45°； 则该点的合磁感应强度为 故选A。 【变式训练1·变考法】（25-26高三上·广东·开学考试）如图所示，条形磁铁水平放置，a、b为其轴线上两个点，通有恒定电流（电流方向如图所示）的金属圆环的环面与轴线垂直放置，圆心位于轴线上，下列说法正确的是（　　） A．a点与b点处磁感应强度方向一定相同 B．a点与b点处磁感应强度大小可能相同 C．条形磁铁与圆环之间一定互相吸引 D．若条形磁铁沿轴线水平向右移动，穿过圆环的磁通量一定增大 【答案】B 【详解】AB．条形磁铁与环形电流在a点和b点处产生的磁场方向相反，大小关系不确定，则a点与b点处磁感应强度大小和方向都可能相同，也可能相反，故 A项错误，B项正确； C．环形电流可等效为N极在左S极在右的条形磁铁，则磁铁与圆环之间一定互相排斥，故C项错误； D．若条形磁铁沿轴线水平右移，穿过圆环的磁通量可能增大，也可能减小，故D项错误。 故选B。 【变式训练2·变载体】（2025·广东深圳·三模）如图所示，空间有磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），水平放置一根通电长直导线。已知a、b、c、d是以直导线为圆心的圆周上的四等分点，其中b、d位于竖直直径上，且a点的磁感应强度大小为0。下列说法正确的是（    ） A．匀强磁场的方向竖直向下 B．b点的磁感应强度大小为 C．c点的磁感应强度大小为 D．通电导线在d点的磁感应强度方向水平向右 【答案】B 【详解】A．由于a点的磁感应强度大小为0，故通电长直导线在a点产生磁场与匀强磁场等大反向，右手定则可知通电长直导线在a点产生竖直向下的磁场，故匀强磁场的方向竖直向上，故A错误； B．右手定则可知通电长直导线在b点产生水平向右的磁场且磁场强度大小为B，故由平行四边形定则，可知b点的磁感应强度大小 故B正确； C．右手定则可知通电长直导线在c点产生竖直向上的磁场且磁场强度大小为B，由磁场叠加原理可知该点磁场强度大小 故C错误； D．右手定则可知通电长直导线在d点产生水平向左的磁场，故D错误。 故选B。 考点二 安培力的大小和方向 知识点1 安培力的大小 知●识●解●构 一、安培力的大小 1、计算公式 当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝BILsinθ，这是一般情况下的安培力的表达式。 有两种特殊情况：磁场和电流垂直时：F＝BIL；磁场和电流平行时：F＝0。 磁场对磁铁一定有力的作用，而对电流不一定有力的作用。当电流方向和磁感线方向平行时，通电导体不受安培力作用。 2、适用范围 一般只适用于匀强磁场。 对于非匀强磁场，仅适用于电流元（把很短一段通电导线中的电流与导线长度的乘积称为电流元）。非匀强磁场的求解方法：如果导线各部分所处的位置B的大小、方向不相同，应将导体分成若干段，使每段导线所处的范围B的大小和方向近似相同，求出各段导线受的磁场力，然后再求合力。 3、有效长度 弯曲通电导线的有效长度等于两端点所连直线的长度，相应的电流方向由始端指向末端，如下图所示。因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零。 4、对公式F＝BILsinθ的理解 F＝BILsinθ中的B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁场对外加磁场的影响；θ是B和I方向的夹角，当θ＝90°时sin θ＝1，公式变为F＝ILB；L指的是导线在磁场中的“有效长度”， 弯曲导线的有效长度。 当B与I垂直时，F最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0。 公式中的B与L垂直；匀强磁场或通电导线所在区域的磁感应强度的大小和方向相同。 5、电流方向选取原则 当已知磁感线的方向，要判断产生该磁场的电流方向时，选用安培定则判断电流的方向；当已知导体所受安培力的方向时，用左手定则判断电流的方向。 知识点2 安培力的方向 知●识●解●构 一、安培力的方向 1、安培力 通电导线在磁场中受的力。 2、左手定则 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个平面内；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。 安培力F、磁感应强度B、电流I的方向关系：已知I、B的方向，可用左手定则确定F的方向；已知F、B的方向，导线位置确定时，可确定I的方向；已知F、I的方向，不能唯一确定B的方向。 3、特点 通电导线在磁场中所受的安培力F，总垂直于电流与磁感线两者所决定的平面，即F⊥B，F⊥I， F垂直于B和I决定的平面。也就是安培力一定垂直B和I，但B与I不一定垂直。 使用左手定则判断定安培力方向时，左掌手心应迎B垂直于I的分量（B⊥＝Bsinθ）。磁感线方向（磁感应强度方向）不一定垂直于电流方向。 4、判断方法 ①弄清楚导体所在位置的磁场分布情况；②利用左手定则准确判定导体的受力情况；③确定导体的运动方向或运动趋势的方向。 电荷在电场中所受的电场力方向与电场线的方向在同一直线上，而通电导线在磁场中所受的安培力与磁感线垂直。磁场与电场有很多相似之处，但安培力比库仑力复杂得多，点电荷在电场中受力方向与电场方向不是相同就是相反；而电流元在磁场中受安培力的方向与磁场方向和电流方向决定的平面垂直。 安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面，所以判断时要首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。 当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心，而是斜穿过手心。 5、左手定则与安培定则的比较 定则 安培定则 左手定则 作用 判断电流产生的磁场方向 判断电流在磁场中的受力方向 因果关系 “电流”是“因”，“磁场”是“果” “磁场”和“电流”都是“因”，“受力”是“果” 内容 作用对象 直线电流 环形电流或通电螺线管 磁场中的电流 用手情况 右手弯曲 左手伸直 具体操作 拇指所指方向为电流方向 四指弯曲的方向指向电流的环绕方向 拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；磁感线穿过掌心，四指指向电流的方向 结果 四指弯曲的方向表示磁感线的方向 拇指所指的方向表示轴线上的磁感线方向 拇指所指的方向表示电流所受安培力的方向 考●向●破●译 考向一 安培力的大小 例1（25-26高三上·广东·阶段检测）如图，圆心为O的四分之三圆弧形金属圆环abc竖直放置，处在水平向右的匀强磁场中，Oc与磁感线平行，圆环中通有逆时针方向的电流。第一次，从初始位置，将圆环绕圆心O在圆环平面内转过90°；第二次，从初始位置，绕过圆心O的竖直轴MN转过90°。两次转动过程中，圆环中的电流保持不变，则两次转动过程中，圆环受到安培力的大小变化情况为（　　） A．第一次，圆环受到的安培力大小始终不变 B．第一次，圆环受到的安培力大小一定先减小后增大 C．第二次，圆环受到的安培力大小始终不变 D．第二次，圆环受到的安培力大小一定增大 【答案】D 【详解】AB．第一次，如果圆环沿顺时针方向转动，有效长度（ac连线长度在竖直方向的投影）先增大后减小，因此安培力先增大后减小，若沿逆时针方向转动，有效长度先减小后增大，因此安培力先减小后增大，AB错误； CD．第二次，圆环转动过程中，有效长度一直增大，因此受到的安培力一定增大（由R变为），C错误，D正确。 故选D。 【变式训练1·变载体】（25-26高三下·广东惠州·阶段检测）如图甲，用劲度系数为k的轻质绝缘弹簧将边长为L、质量为m的粗细均匀的正方形金属线框竖直悬挂，将该线框如图乙所示接入电路，导线的左右接触点分别为线框左右两边的中点，磁场方向垂直纸面向外，大小为B，电源的电动势为E，内阻为r，线框每边的电阻均为R，重力加速度为g，其余导线电阻忽略不计，导线与线框之间作用力忽略不计，则闭合开关S稳定后，弹簧的形变量为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意可知，线框平均分成2部分并联接入电路中，线框的等效电阻为 由闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流为 方向从左向右通过线框，由并联分流原理可知，通过线框上下部分的电流均为，由左手定则可知，线框上下部分均受向下的安培力，则线框受到的安培力为 根据平衡条件可得 联立解得 故选A。 【变式训练2·变载体】（2026·广东·模拟预测）如图所示，两根相同的细长直金属棒a、b垂直纸面放置，其中金属棒a的两端分别用两根轻质细线悬挂在固定点，金属棒b固定不动，当两金属棒中通入电流强度恒定的直流电时，金属棒a恰好静止在细线偏离竖直位置角处，且两金属棒连线水平，与金属棒平行。已知金属棒a中的电流大小为，方向垂直纸面向里，两金属棒的质量均为，长度均为，不计磁场边缘效应，不考虑金属棒与回路连通的导线间的作用力，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．金属棒b中的电流方向垂直纸面向外 B．细线中的拉力大小之和为 C．金属棒a处的磁感应强度大小为 D．无法确定金属棒a对金属棒b的安培力大小 【答案】C 【详解】A．根据同向电流互相吸引，金属棒b中的电流方向垂直纸面向里，故A错误。 BC．对金属棒a受力分析，可知细线中的拉力大小之和，金属棒b对金属棒a的安培力大小，则金属棒a处的磁感应强度大小为，故B错误，C正确。 D．根据牛顿第三定律，可知金属棒a对金属棒b的安培力大小也为，故D错误。 故选C。 考向二 安培力的方向 例2（2026·广东广州·一模）如图（a），矩形导体框mnkp被四根等长的绝缘细绳悬挂于水平轴OO′上，其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场（未画出），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。开始时导体框静止在水平位置，现给导体框通上沿mnkp方向的恒定电流，则（　　） A．mn和pk所受安培力方向相反 B．mn和pk所受安培力方向相同 C．绝缘细绳对导体框的拉力增大 D．导体框将绕OO′轴顺时针转动 【答案】C 【详解】AB．对mn和pk分别应用左手定则，可得到安培力的方向如下 由图可知，mn和pk受到的安培力方向不共线，故AB错误； CD．由题意可知两导体所在位置处的磁感应强度大小相等，由对称性，可知导体框整体受到的安培力合力竖直向下，导体框受到的细绳拉力变大，导体框在水平方向受到的合力为零，没有转动的趋势，故C正确，D错误。 故选C。 【变式训练1·变载体】（2026·广东揭阳·二模）如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为，下列说法正确的是（　　） A．该交流电的方向在1s内变化50次 B．线圈转到图示位置时，交流电流表的示数达到最大值 C．线圈转到图示位置时，CD边受到的安培力方向向上 D．仅线圈转速加倍，电动势的有效值变为440V 【答案】D 【详解】A．交流电的角速度为，根据 可得频率为 一个周期内电流方向改变2次，可知该交流电的方向在1s内变化100次，故A错误； B．线圈转到图示位置时，磁通量为零，感应电动势和感应电流的瞬时值最大，但是交流电流表的示数为交流电的有效值，不随时间变化，电流表的示数保持不变，故B错误； C．线圈沿逆时针方向转动，图示位置CD边向上运动切割磁感线，AB边向下运动切割磁感线，根据右手定则可知感应电流方向为逆时针，即由D到C，再根据左手定则可知CD边受到的安培力方向向下，故C错误； D．电动势随时间变化的规律为，有效值为。仅线圈转速加倍，电动势的有效值 角速度加倍，可知有效值变为440V，故D正确。 故选D。 【变式训练2·变载体】（25-26高三上·广东汕头·期末）如图，两根相互平行的长直导线与一个圆形线圈固定在同一平面内，圆形线圈的圆心到两导线的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流、，且。当圆形线圈中通有顺时针方向的电流时，下列说法正确的是（　　） A．圆形线圈所受安培力的方向水平向左 B．若圆形线圈中电流变为逆时针，安培力方向不变 C．圆形线圈上半圆所受安培力大于下半圆所受安培力 D．若仅增大，但始终满足，圆形线圈所受安培力一定减小 【答案】D 【详解】A．根据“同向相吸，异向相斥”，因每条直导线相对于圆形线圈较近的部分都是异向电流，则每条直导线对线圈都是排斥力，因可知，左侧直导线对线圈向右的排斥力更大，可知圆形线圈所受安培力的方向水平向右，A错误； B．若圆形线圈中电流变为逆时针，则每条直导线相对于圆形线圈较近的部分都是同向电流，则每条直导线对线圈都是吸引力，因可知，左侧直导线对线圈向右的吸引力更大，可知圆形线圈所受安培力的方向水平向左，即安培力方向改变，B错误； C．由对称性可知，圆形线圈上半圆所受安培力等于下半圆所受安培力，C错误； D．由A的分析可知，若仅增大，但始终满足，两直导线的电流大小之差减小，左右两侧直导线对圆形线圈的安培力之差减小，即圆形线圈所受安培力一定减小，D正确。 故选D。 考点三 安培力的应用 知识点1 安培力作用下导体的平衡与加速问题 知●识●解●构 一、安培力作用下导体的平衡与加速问题 1、问题分类 安培力作用下静态平衡问题：通电导体在磁场中受安培力和其它力作用而处于静止状态，可根据磁场方向、电流方向结合左手定则判断安培力方向。 安培力作用下动态平衡问题：此类题目是平衡问题，只是由于磁场大小或方向、电流大小或方向的变化造成安培力变化，与力学中某个力的变化类似的情景。 安培力作用下加速问题：此类题目是导体棒在安培力和其它力作用下合力不再为零，而使导体棒产生加速度，根据受力特点结合牛顿第二定律解题是常用方法。 2、分析思路 明确研究对象：通电导线或通电导体棒； 画平面图：立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，导体棒或导线用圆圈⭕表示，电流方向用“×”或“●”表示，电流垂直纸面向里画，电流垂直纸面向外画⊙； 受力分析和运动分析：分析重力、弹力、摩擦力等，然后由左手定则判断安培力的方向，分析研究对象的运动情况； 列平衡方程或牛顿第二定律的方程式进行求解。 3、求解关键 电磁问题力学化；立体图形平面化（如下图所示）。 4、安培力作用下导体的分析技巧 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。 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，关键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度。 5、安培力做功的特点和实质 安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关。 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线的动能或其他形式的能；②安培力做负功时将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能。 6、安培力作用下导体运动情况的判定方法 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 在特殊位置→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 结论法 同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；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 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向 考●向●破●译 考向一 安培力作用下的平衡问题 例1（2026·河南濮阳·模拟预测）如图所示，三根长度均为的导体棒、、用两绝缘等长细线拴接后悬挂在水平天花板上，两细线与天花板的夹角均为，已知，连线下侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，开始两细线拉力的大小都为；若在导体棒中通有到的电流，电流强度大小为，平衡时两细线拉力的大小都为。则为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】三根导体棒的长度均为，，根据几何关系可知，通电导体的等效长度为2，电流从a到d等效为水平向右的电流，磁场垂直纸面向外，由左手定则可知安培力方向竖直向下，根据安培力公式得 对整体竖直方向受力分析，不通电时，有 通电时，有 可见 故选B。 【变式训练1·解决实际问题】（2026·重庆·三模）质量均匀分布的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，其截面如图所示。导体棒中通有电流强度大小为I的电流，空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向上。导体棒平衡时，导体棒与圆心的连线跟竖直方向的夹角为，轨道对导体棒的弹力大小为。下列说法正确的是（　　） A．导体棒中电流方向垂直于纸面向外 B．若仅将电流强度I缓慢增大，则逐渐减小 C．若仅将磁感应强度B缓慢增大，则逐渐增大 D．若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过，则逐渐减小 【答案】C 【详解】A．对导体棒受力分析，受重力、支持力和安培力。支持力沿半径指向圆心（左上方），重力竖直向下。要使导体棒平衡，安培力必须水平向右。根据左手定则，磁场竖直向上，安培力水平向右，则电流方向垂直于纸面向里。故A错误； B．根据平衡条件，水平方向 竖直方向 解得 若仅将电流强度缓慢增大，则增大，逐渐增大。故B错误； C．若仅将磁感应强度缓慢增大，则增大，增大。支持力 因增大且，减小，则逐渐增大。故C正确； D．导体棒受到安培力和弹力的合力始终与重力等大反向，的大小不变，作出矢量图如下图所示   的方向始终与磁场方向垂直，根据矢量图可知若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°，先增大再减小，故D错误。 故选C。 【变式训练2·日常生活结合】（2026·江西吉安·三模）电流天平可以测量微小物体的质量。如图所示，电流天平的右端挂一矩形线圈，匝数为20，底边cd（水平）的长度为20cm，线圈放在磁感应强度大小为1T、方向垂直纸面水平向里的匀强磁场中，线圈先不通电流，调节天平平衡，然后在左盘放入微小物体，当线圈中通有顺时针的50mA电流时，天平再次平衡。取重力加速度大小。该微小物体的质量为（　　） A．0.02kg B．0.04kg C．0.2kg D．0.4kg 【答案】A 【详解】由杠杆平衡 得 解得 故选A。 考向二 安培力作用下的加速问题 例2（2026·湖南常德·二模）如图甲是我国自主研制的新概念武器—电磁枪，这标志着中国电磁弹射技术在世界范围内处于领先地位。图乙是用电磁弹射技术制造的电磁枪原理图，质量为m的弹体可在间距为d的两平行水平轨道之间自由滑动，并与轨道保持良好接触。恒定电流I从M轨道左边流入，通过弹体后从N轨道左边流回。轨道电流在弹体处产生垂直于轨道面的磁场，可视为匀强磁场，磁感应强度的大小与电流I成正比。通电弹体在安培力作用下加速运动距离L后从轨道右边以速度高速射出。不计一切阻力，下列说法中正确的是（    ） A．弹体在轨道上滑动时受到的安培力变小 B．弹体射出速度与电流大小成正比 C．弹体射出速度与加速距离L的大小成正比 D．若电流I从N轨道左边流入，M轨道左边流回，则弹体向左边射出 【答案】B 【详解】A．由于磁感应强度的大小与电流I成正比，设比例系数为，则有 弹体在轨道上滑动时受到的安培力大小为 由于弹体在轨道上滑动时电流不变，轨道间距离不变，所以弹体在轨道上滑动时受到的安培力也不变，故A错误； BC．对弹体进行受力分析，列牛顿第二定律方程有 解得弹体的加速度大小为 根据运动学公式有 解得弹体射出时的速度大小为 所以与成正比，与成正比，而非与成正比，故B正确，C错误； D．若电流从N轨道左边流入，M轨道左边流回，由于电流的方向发生了改变，则磁感应强度的方向也会发生改变，根据左手定则可知弹体所受安培力的方向不变，所以弹体仍向右边射出，故D错误。 故选B。 【变式训练1·综合】（25-26高二下·安徽马鞍山·阶段检测）2025年9月22日福建舰上首次完成了多种型号舰载机的弹射起飞和着舰训练，标志着福建舰具备了电磁弹射和回收能力。一种导轨型电磁弹射器的原理如图所示，光滑固定导轨CD、EF与导电飞翔体MN构成一驱动电流回路，驱动电流在导轨之间产生磁场，可将该磁场视作匀强磁场，该磁场对处于其中的导电飞翔体MN产生安培力F，从而推动飞翔体由静止开始加速。已知弹射过程中回路中驱动电流I大小保持恒定，驱动电流产生的磁场的磁感应强度B大小与驱动电流I大小成正比。下列说法正确的是（　　） A．图中飞翔体MN将在安培力作用下沿方向加速 B．若改变CMNF回路中驱动电流的方向，飞翔体MN所受安培力方向不变 C．若将驱动电流I大小变为原来的2倍，飞翔体MN受的安培力将变为原来的2倍 D．若不计一切阻力，飞翔体MN在导轨上滑过的距离保持不变，将驱动电流I大小变为原来的2倍，则飞翔体最终的弹射速度将变为原来的4倍 【答案】B 【详解】A．根据安培定则，两导轨之间磁场方向垂直导轨平面向外；由左手定则可得，MN所受安培力方向沿FE方向，故A错误； B．改变回路驱动电流方向后，的电流方向反向，同时电流产生的磁场B也反向。安培力方向由电流和磁场共同决定，二者同时反向，安培力方向不变，故B正确； C． 由可知，安培力大小与成正比，若变为原来的2倍，安培力变为原来的4倍，故C错误； D．由动能定理，距离不变，变为2倍时变为原来的4倍，因此，可得，即末速度变为原来的2倍，故D错误。 故选B。 【变式训练2·变载体】（24-25高二上·浙江杭州·阶段检测）电磁炮是利用电磁发射技术制成的新型武器，如图所示为电磁炮的原理结构示意图。若某水平发射轨道长，宽，发射的炮弹质量为，炮弹被发射时从轨道左端由静止开始加速。当电路中的电流恒为，轨道间匀强磁场时，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是（    ） A．磁场方向为竖直向下 B．炮弹的加速度大小为 C．炮弹在轨道中加速的时间为 D．炮弹发射过程中安培力的最大功率为 【答案】C 【详解】A．根据左手定则可知，磁场方向为竖直向上，故A错误； B．根据牛顿第二定律有 解得 故B错误； C．根据位移公式有 结合上述解得 故C正确； D．炮弹发射过程中的最大速度 炮弹发射过程中安培力的最大功率 结合上述解得 故D错误。 故选C。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 一、单选题 1．（2021·广东·高考真题）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，四根平行直导线均通入电流，，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】因，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要受到吸引的安培力，形成凹形，正方形上下两边的直导线要受到排斥的安培力，形成凸形，故变形后的形状如图C。 故选C。 2．（2025·江西·高考真题）托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管（线圈）可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流，如图（a）所示。当线圈通以如图（b）所示的电流时，产生的等离子体电流方向（俯视）为（　　） A．顺时针 B．逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针 【答案】A 【详解】由图（b）可知开始阶段流过CS线圈的电流正向减小，根据右手定则可知，CS线圈产生的磁场下端为N极，上端为S极，则穿过线圈周围某一截面的磁通量向下减小，由楞次定律可知产生的感应电场方向为顺时针方向（俯视），则产生的等离子体电流方向（俯视）为顺时针；同理在以后阶段通过CS线圈的电流反向增加时，情况与前一阶段等效，即产生的等离子体电流方向（俯视）仍为顺时针。 故选A。 二、多选题 1．（2022·广东·高考真题）如图所示，水平地面（平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（　　） A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同 B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变 C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流 D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等 【答案】AC 【详解】A．依题意，M、N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故A正确； B．根据右手螺旋定则，线圈在P点时，磁感线穿进与穿出在线圈中对称，磁通量为零；在向N点平移过程中，磁感线穿进与穿出线圈不再对称，线圈的磁通量会发生变化，故B错误； C．根据右手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，磁感线穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故C正确； D．线圈从P点到M点与从P点到N点，线圈的磁通量变化量相同，依题意P点到M点所用时间较从P点到N点时间长，根据法拉第电磁感应定律，则两次的感应电动势不相等，故D错误。 故选AC。 2．（2025·河南·高考真题）手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖技术可以消除这种影响。如图，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、上两侧，c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。拍照时，手机可实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流和的大小和方向（无抖动时和均为零），使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是（　　） A．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向右 B．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向下 C．若a的方向沿左偏上，则沿顺时针方向，沿逆时针方向且 D．若a的方向沿右偏上，则沿顺时针方向，沿顺时针方向且 【答案】BC 【详解】A．顺时针而，则线圈受到向右的安培力，故手机的加速度是向左，使镜头处于零加速度状态，A错误； B．顺时针而，则线圈受到向上的安培力，镜头处于零加速度状态，则手机加速度方向向下，B正确； C．若的方向左偏上，说明手机框架给镜头向上以及向左的作用力，要使得镜头处于零加速度状态，线圈需要受到向右的安培力、线圈需要受到向下的安培力，且，故可知顺时针逆时针，由可知，C正确； D．若的方向右偏上，说明手机框架给镜头向上以及向右的作用力，且向右的分力大于向上的分力要使得镜头处于零加速度状态，线圈需要受到向左的安培力、线圈需要受到向下的安培力，且，可知逆时针逆时针，且，D错误。 故选BC。 3．（2023·河北·高考真题）如图，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形，彼此接触良好，匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动，1、4同时沿图箭头方向移动，移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中（　　） A．金属杆所围回路中电流方向保持不变 B．通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加 C．金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反 D．金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同 【答案】CD 【详解】A．由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增大后减小，金属杆所围回路内磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知电流方向先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故A错误； B．由于金属杆所围回路的面积非均匀变化，故感应电流的大小不恒定，故通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加的，故B错误； CD．由上述分析，再根据左手定则，可知金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反，金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同，故CD正确。 故选CD。 33 / 33 学科网（北京）股份有限公司 $