第 十 一 章 磁场安培力与洛伦兹力【核心素养】物理观念：1.理解磁感应强度、磁感线、安培力、洛伦兹力等概念；2.掌握安培定则、左手定则的应用方法；3.建立磁场的物质观念，运动与相互作用及能量观念．科学思维：1.通过电场与磁场的类比，培养科学思维；2.掌握安培力、洛伦兹力的应用方法；3.构建带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的模型；4.运用力学观点、能量观点分析求解带电粒子在复合场中的运动，培养分析推理能力及数学知识的应用能力．科学探究：1.通过实验探究安培力和洛伦兹力的大小和方向；2.通过实验探究电子在磁场中的偏转．科学态度与责任：认识本专题知识在科技上的应用，让学生逐渐形成探索自然的动力．【命题探究】1.命题分析：本专题是高考的热点之一，磁场叠加及简单的磁偏转问题多以选择题的形式考查．计算题几乎每年都考，多以压轴题形式出现，考查带电粒子在复合场中的力学问题，对综合分析能力、空间想象及建模能力、利用数学处理物理问题的能力要求非常高．2．趋势分析：预测此后高考对本专题会结合最新科技及生活实际，根据左手定则考查通电导体在磁场中的加速运动以及考查带电粒子在磁场中运动的匀速圆周运动模型的构建与应用．以此培养学生的物理观念、科学思维及科学态度．【试题情境】生活实践类：在日常生产生活和科技方面的主要试题情境有地磁场、电磁炮、电流天平、超导电磁船、回旋加速器、质谱仪、速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计和霍尔元件等．学习探索类：学习探索类涉及的主要试题情境有通电导体在安培力作用下的平衡与加速问题、运动粒子在磁场中的运动问题．第1讲　磁场及磁场对通电导线的作用力【必备知识·自主排查】一、磁场1．磁感应强度(1)物理意义：表征磁场________的物理量．(2)大小：B＝________(通电导线垂直于磁场)．单位是特斯拉，符号是T.(3)方向：小磁针的________极所受磁场力的方向，也就是小磁针________时N极所指的方向．(4)叠加：磁感应强度是矢量，叠加时遵守平行四边形定则．


某点的________方向就是该点的磁场方向．②描述磁场的强
弱：磁感线的疏密程度表示线场的________磁，在磁感较_的地方磁场密_______；在磁感线
较______疏的地方磁场__．③是
闭磁合线：在体曲外部，体________指向________；从磁在内部，向________指由________．④不
相交：同一磁场的磁感线、_____永不___不相切．⑤是
假想线：磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，客观上并不存在．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、非匀强场，磁距且条形磁铁的磁场相似形电流的两侧N是极和S极，
导线越远磁处场________与，内管________磁为场，且离圆环越远中心
管外为非匀强磁场环_____，磁场___安培定则立体
图三
、安培力
2．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向________的磁场．(2)磁感线特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线．二、磁感线、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1．磁感线及其特点(1)磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的________的方向一致．(2)特点：①描述磁场的方向：磁感线上


——左手定则判断(1)伸
出左手，使拇指与其余四个，_____手指_并且都与手掌在同一个平面内．(2)让磁感线
从掌心垂直进入，并(3________的方向．使四指指向)______所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．四、磁通量1．定义：设
在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个______与磁场方向__的平面，面积为S(如图
所示)，B把我们与S的乘积叫作穿这过个面积通量的磁，简称用通，磁字母Φ表
示．2．物理意义：可
表示穿过某一面积的磁感线净条数(磁通量的代数和)．3．表
达．Φ＝________式：4．单位：韦伯(weber)，简
称________，符号Wb.________＝1 T·m2.5．B＝
Φ
示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积【的磁通量．生活、科技情境】1.我们居住
S，表
的地球是一个大磁体，如图所示，地磁场的分布类似于条形磁铁的磁场．(1)地磁的N极在地理
南极附近，S极在地理北极附近．(　　)(2)在
赤道平面上，距离地球表面高度相等的各，，磁感应强度相等点且方向水平向北．
1．安培力的大小(1)磁场方向和电流方向垂直时：F＝________．(2)磁场方向和电流方向平行时：F＝0.2．安培力的方向


全球性“超导热”的兴起，使超导电磁船的制造成为可能．如图是电磁船的简化原理
图，MN电CD是与和源相连的两个间极，MN与电CD之部分区域有垂直纸面向内的匀强场场(磁磁
由超导线圈产生，其独立电路部分未，出画)两电之间的极海水受会到安培力的作用，船体就在
海水的反作用力推动下向前行驶，下列说法正确的是(　　)(1)要使船
前进，图导体中MN棒应接直流电源的正(　　极．)(2)改变
电极的正负或磁场方向，可控制船前进或后退(．　　)(3)增
大电极间的电流，可增大船航　　(行的速度．)(4)增
大匀强磁场的磁感应强度，可减教材拓展(　　)【小船体的推动力．】3.[人教版
必修第P册三111的图13.2－4改图]如编所示垂的磁中直磁场场两置放个面积相同的
闭，线圈S1合(左)、S2(右)由图可知穿1线圈S大、S2的磁通量过小关系正确(．的)A是
穿过线圈S1的磁通量比较大B．
穿过线圈S2的磁通量比较大C．
穿的磁通量一S1、S过线圈2样大D．
不能比较【
关键能力·分层突破考点一　安培定则的应用和磁场的叠加】1．安培定则的应用：在运用安培定则
判定直线电流和环形电流的磁场时应分果“因”和“清”．磁场原因(电流方向)结
果(磁场方向)直线电流的磁场大
拇指四指环
形电流的磁场四指大拇指2.磁场的叠加：(1)磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，遵守平行四边形定则，
可以用正交
分解法进行合成与分解．
(　　)2．


电流附近是磁场的磁的应强度感由两个电分流别独立存的时产生在磁场在该处的磁感应强度叠加
而成的．3．磁场叠加问题的一
般解题思路：(1)确
定磁场场源，如)(2通电导线．定位空间中
需则解磁场的磁感应强度的点，利用求培定安判定各个场源在这一点上产生的磁场的磁感应强度．
如图所在M、N示为c点产生的磁场的磁感应强度．(3)应用平行四边形定则
进行合成，如图[例1 中的合磁感应强度．2021·全国甲卷
两16]足够长，线直导均折成直角，按图示方式放置在同一平面EO，内与O′Q在一
条与PO′直线上，OF在一条直线上，两导线相互绝缘I，通有相等的电流，电流方向
图如所示．若一根无限长在导线通过电流I时，直产生的磁场所距离的线d处导磁感应强度大小
为B，则图中与导线两距均为d的M、N离点处的磁感应强度大小分、为()A．B别0 B．0、2BC．2B、2B D．B、B[解题心
得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【跟
进训练】1.[2021·浙江1月
，8]如图所示是通有恒定电流的环线圈和形螺线管分的感线磁布图．若
通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是(　　)A．电流
越大，内部的磁场越接近匀强磁场B．
螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场C．
螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场
(2)两个


得越密，内部的磁场越接近．2匀强磁场[2021·山东泰
安统考]已知通电的长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流大小成
正比，与该位置到长的导线直距离成反比．如图所示有现有通，电流大小相同的
两根长直导线分固别定在正方体的，条棱dh和两g上h彼此绝缘，电流方向分别由、流向hd
由h流向g，则顶点e和a两处的磁感应强度大小之比(　　)为A．2∶
∶3 B．1√√3C．2∶
√2 D．1∶1考点二　安培力及安培力作用下导体的平衡问题角
度1 安培力的分析与计算1.用
公式F＝BIL计算安培力大小时应注(1)意B与I垂直．(2)L是有
效长度．①公
有F＝BIL中式指的是“L效长度”．当B与I垂直；F最大，F＝BIL时，当B与I平行时，F＝0.②弯
曲导线的有效长度L等于在垂直磁场平面内的投影两端点所连线段的长度(如图所示)，相应的电流方向
沿L由始端流向末端．③闭
合线圈通电后，在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零．2．安培力方向的
判断(1)判断
方法：左手定则．(2)方向特点：F既
决直于B，也垂直于I，所以安培力方向一定垂直于B与I垂定的平面．例2 [2021·浙江6月
图15](多选)如，所示，有两根用导超材料制成的长直平行细导线a、b，分
别，以8通 A和100 A流向相同的电流0两导线构成的平面内点一有p，到两导线的
距离相等．下列说法正确(的是　　)A．
两导线受到＝Fb的安培力1.25Fa
D．磁感线画


可ILF＝以用B计算C．
移走导线b前点的磁感应强度方向后，p改变D．在
离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置[解题心
得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　命题分析试题情境属
于基础性题目，以电流形成的磁场为素材创设学习探索问题情境必备知识考查力的作用