1、【 精品教育资源文库 】 第 1 讲 磁场及其对电流的作用 微知识 1 磁场、磁感应强度 1磁场 (1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。 (2)方向：小磁针的 N 极所受磁场力的方向。 2磁感应强度 (1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。 (2)大小： B FIL(通电导线垂直于磁场 )。 (3)方向：小磁针静止时 N 极的指向。 (4)单位：特斯拉 (T)。 3匀强磁场 (1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。 (2)特点：匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同 的、方向相同的平行直线。 微知识 2 磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场
2、的方向 1磁感线 (1)磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致。 (2)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布 (如图所示 ) 条形磁铁 【 精品教育资源文库 】 蹄形磁铁 2电流的磁场 微知识 3 安培力 【 精品教育资源文库 】 1安培力的大小 当磁感应强度 B 的方向与导线方向成 角时， F BILsin ，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况： (1)磁场和电流垂直时： F BIL。 (2)磁场和电流平行时： F 0。 2安培力的方向 (1)用左手定则判定：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
3、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。 (2)安培力的方向特点： F B， F I，即 F 垂直于 B 和 I 决定的平面。 一、思维辨析 (判断正误，正确的画 “” ，错误的画 “” 。 ) 1磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致。 () 2磁感线是客观存在的，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。 () 3通电 导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零。 () 4垂直磁场放置的线圈面积减小时，穿过线圈的磁通量可能增大。 () 5安培力可能做正功，也可能做负功。 () 二、对点微练 1
4、 (电流的磁场及磁场的性质 )下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 解析 根据在磁体外部同名磁极相互排斥可知选项 A 错；应用安培定则可知环形电流中心线上的磁场方向由右向左，小磁针 N 极受到的磁场力向左，选项 B 错；根据安培定则可知通电螺线管内部磁场向右，内部小磁针 N 极受到的磁场力向右，选项 C 对；根据安培定则 可知通电直导线右边磁场向里，小磁针 N 极应向里，选项 D 错。 答案 C 2.(磁感应强度及叠加 )如图所示，在磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流的方向垂直纸面向里，以直导线为中心的同一
5、圆周上有 a、b、 c、 d 四个点，连线 ac 和 bd 是相互垂直的两条直径，且 b、 d 在同一竖直线上，则 ( ) A c 点的磁感应强度的值最小 B b 点的磁感应强度的值最大 C b、 d 两点的磁感应强度相同 D a、 b 两点的磁感应强度相同 解析 由安培定则知，通电导线在圆周上产生的磁场的磁感线为顺时 针，大小恒定 (设为B) ，通电导线的磁场与匀强磁场叠加， c 点合磁感应强度大小为 |B B|，其值最小， a点的合磁感应强度大小为 B B，其值最大，选项 A 正确，选项 B 错误； b、 d 两点的合磁感应强度大小为 B2 B 2，方向不同，选项 C、 D 错误。 答案
6、A 3.(磁感线 )在磁场中某区域的磁感线如图所示，则 ( ) A a、 b 两处的磁感应强度的大小不等，且 Ba Bb 【 精品教育资源文库 】 B a、 b 两处的磁感应强度的大小相等 C同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力大 D同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力小 解析 磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、 I、 L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故 C、 D 项错误；由 a、 b 两处磁感线的疏密程度可判断出 Ba Bb，所以 A 项正确， B 项错误。 答案 A 4 (安培力 )将长为 L 的导线
7、弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为 B 的匀强磁场中，两端点 A、 C 连线竖直，如图所示。若给导线通以由 A 到 C、大小为 I 的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是 ( ) A ILB，水平向左 B ILB，水平向右 C.3ILB ，水平向右 D.3ILB ，水平向左 解析 弧长为 L，圆心角为 60 ，则弦长 AC 3L ，导线受到的安培力 F BIl 3ILB ，由左手定则可知，导线受到的安培力方向水平向左。 答案 D 见学生用书 P144 微考点 1 安培定则的应用和磁场的叠加 核 |心 |微 |讲 【 精品教育资源文库 】 1安培定则的应用：在运用安培定则判定直线
8、电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清 “ 因 ” 和 “ 果 ” 。 原因 (电流方向 ) 结果 (磁场方向 ) 直线 电流的磁场 大拇指 四指 环形电流及通电 螺线管的磁场 四指 大拇指 2.磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则。 典 |例 |微 |探 【例 1】 (多选 )圆心为 O、半径为 R 的半圆的直径两端，各固定一根垂直圆平面的长直导线 a、 b，两导线中通有大小分别为 2I0和 I0且方向相同的电流。已知长直导线产生的磁场的磁感应强度 B kIr，其中 k 为常数、 I 为导线中电流、 r 为点到导线的距离。则下列说法正确的是 ( ) A 圆心 O 点处
9、的磁感应强度的方向由 a 指向 b B在直径 ab 上，磁 感应强度为 0 的点与 b 点距离为 2R3 C在半圆上一定存在 “ 磁感应强度方向平行于直径 ab” 的位置 D在半圆上一定存在 “ 磁感应强度方向沿半圆切线方向 ” 的位置 【解题导思】 (1)通电直导线 a、 b 在周围空间分别产生的磁场方向是怎样的？ 答： 通电直导线 a、 b 在周围空间产生的磁场方向垂直于该点与 a 点或 b 点连线。 (2)两根直导线在空间中产生的磁场的合成量遵循平行四边形定则吗？ 答： 遵循平行四边形定则。 解析 长直导线 a、 b，两导线中通有大小分别为 2I0和 I0方向相同的电流，则它们在 O 处
10、的磁场方向 垂直 ab 向下，故 A 项错误；根据 B kIr，又电流是 2I 和 I 在直径上产生的磁场大小相等，方向相反，磁感应强度 B 0 的位置一定在 Ob 之间，设此点到 b 的距离为 x，则有【 精品教育资源文库 】 k 2I2R x kIx，代入解得 x 23R，故 B 项正确；在半圆上任取一点 c，电流 a 在 c 点的磁感应强度为 B1 k2 I0r1，电流 b 在 c 点的磁感应强度为 B2 kI0r2，设该处磁感应强度 B 的方向与ac 的夹有为 ，则 tan B1B2 2r2r1，设 ac 与 ab 的夹角为 ，则 tan r2r1，所以 tan 2tan ，故 B
11、的方向不可能与 ab 平行，一定存在 B 方向沿半圆切线方向的位置，故 C 项错误， D 项正确。 答案 BD 求解有关磁感应强度的三个关键 (1)磁感应强度由磁场本身决定。 (2)合磁感应强度等于各磁体 (或通电导体 )在该点产生磁感应强度的矢量和 (用平行四边形定则解答 )。 (3)牢记判断电流的磁场的方法 安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型。 题 |组 |微 |练 1.如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的 M、 N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。 a、 O、 b 在 M、 N 的连线上， O 为 MN 的中点， c、 d 位于 MN 的中垂线上，且
12、 a、 b、 c、 d 到 O 点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是 ( ) A O 点处的磁感应强度为零 B a、 b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C c、 d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D a、 c 两点处磁感应强度的方向不同 解析 由安培定则可知，两导线在 O 点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，选项 A 错 ；由安培定则，两导线在 a、 b 两处产生磁场方向均竖直向下，由于对称性，电流M 在 a 处产生磁场的磁感应强度等于电流 N 在 b 处产生磁场的磁感应强度，同时电流 M 在 b【 精品教育资源文库 】 处产生磁场的磁感应强度等
13、于电流 N 在 a 处产生磁场的磁感应强度，所以 a、 b 两处磁感应强度大小相等方向相同，选项 B 错；根据安培定则，两导线在 c、 d 两处产生的磁场垂直 c、d 两点与导线连线方向向下，且 产生的磁场的磁感应强度相等，由平行四边形定则可知， c、 d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，选项 C 正确； a、 c 两处磁感应强度的方向均竖直向下，选项 D 错。 答案 C 2 (多选 )3 条在同一平面 (纸面 )内的长直绝缘导线搭成一等边三角形。在导线中通过的电流均为 I，电流方向如图所示。 a、 b 和 c 三点分别位于三角形的 3 个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将 a、
14、 b 和 c 处的磁感应强度大小分别记为 B1、 B2和 B3。下列说法正确的是 ( ) A B1 B2 B3 B B1 B2 B3 C a 和 b 处磁场方向垂直于纸面向外， c 处磁场方向垂直于纸面向里 D a 处磁场方向垂直于纸面向外， b 和 c 处磁场方向垂直于纸面向里 解析 本题要明确 3 条导线中的电流在 a、 b、 c 三点各自产生的磁场的分布 情况，要充分利用对称性进行矢量合成。对于 a 点，由右手螺旋定则可知，两倾斜导线在此处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，水平导线在此点产生的磁场方向向外；对于 b 点，斜向右上方的导线与水平导线在此点产生的磁感应强度大小相等、方向相反，斜向左上方的导线在此点产生的磁场方向向外；对于 c 点，水平导线在此点产生的磁场方向向里，斜向左上方和斜向右上方的导线在此点产生的磁场方向也向里，则 c 点合磁场方向向里，且有 B3 B1 B2。综上可知 A、 C 项正确。 答案 AC 微考点 2 与安培力有关的力学问题 核 |心 |微 |讲 【
