第1讲　磁场及磁场对通电导线的作用力


必备知识·自主排查关键能力·分层突破


必备知识·自主排查


F
Il N静止处处相同
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．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．强弱


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磁场的________，在磁感线较密的地方磁场________；在磁感线较疏的地方磁场________．③是闭合曲线：在磁体外部，从________指向________；在磁体内部，由________指向________．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．磁感应强度切线强弱较强较弱N极S极S极N极相交


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、非匀强磁场，且距导线越远处磁场________与条形磁铁的磁场相似，管内为________磁场，管外为非匀强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________安培定则立体图越弱匀强越弱


三、安培力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——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，并使四指指向________的方向．(3)______所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．BIL垂直电流拇指


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)，我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母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．表达式：Φ＝________．4．单位：韦伯(weber)，简称________，符号Wb.________＝1 T·m2.5．B＝，表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． 垂直BS韦1 Wb


【生活、科技情境】1.我们居住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点，磁感应强度相等，且方向水平向北．(　　)√√


未电出)，两画极之间的海水会受到船培力的作用，安体就在海水的
反作用力推动下向前行驶，正确列说法下的是(1)要
使船前导体进，图中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，可减小船体的推动(力．　　)×√√×
2．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和CD是与电源相连的两个电极，MN与CD之间部分区域有垂直纸面向内的匀强磁场(磁场由超导线圈产生，其独立电路部分


】3.[人教版
必修第三4P111的图13.2－册改编]如图所示的磁场中垂直磁场
放置同个面积相两的闭合线圈S1(左)、S2(右)，由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关
系正确(　　)A的是．穿过线圈S1的磁通量
比线圈大B．穿过较S2的磁通量
比1C．穿过线圈S较大、S2的磁通量一
样大D．不能
比较答案：A解析
：穿过线圈S1的磁感线条数多，故量过线圈穿1的磁通S比、大，B较C、D错误
，A正确．
【教材拓展


关键能力·分层突破


点一　安培定则的应用和磁场的叠加1．安培定则的应用：在
运电安培定则判定直线用流和环形电流的磁场时应分
清“因”和“果”．2.磁场的叠加：(1)磁感应强度是矢量，
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
计算时与力的计算方法同相，遵守平行四边形定则，可
以用正交分解法进行合成与分解电(2)两个．流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分
别的磁感立存在时产生的磁场在该处独应强度叠加而成的．磁场原
考


问题的一般解题思路：(1)确
定磁场场源，如通电导线．(2)定位
空间中需求解磁感的磁场应强度的点，利如图所安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的磁感应强度．用示为M、N在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，如图中的合磁感应强度．
3．磁场叠加


甲卷国两，16]足够长直线导均折成直角，按图示方式
放置面同一平在内，EO与O′Q在一条直线上，PO′与OF在一条直线上，两导线相
互绝缘通有相等的电流I，，电流方向如图所示．若
一根无限长导直线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离
均d的M、为N两点处的磁感应强度大小分
别(　　)为A．B、0    B．0、2BC．2B、2B    D．B、B答案：B
例1 [2021·全


训练·1.[2021】浙江1月
，8]如图所示是通有恒环电流的定形线圈和螺线管的磁感线分布图．
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，内部的磁场越接强磁场近匀C．螺线管直
径越大，内部的磁场越接近匀强磁场D．磁感线画
得越密，内部的磁场越接场匀强磁近答案：B
【跟进


安统考]已知通电的长直导线在周围空间位某置产生的磁感应强度大小与电流大小成
正比，与该位置到长直导线的距离成
反比．如图所示，现两通有电流大有相同的小根长直导线分别固定在
正条方体的两上，dh和棱hg彼此绝缘，电流方分向别由d流向h、由h流向g，则
顶e和a点两处的磁感应强度大小之比(　　)A．2∶    B为．1∶C．2∶    D．1∶1 答案：A
2．[2021·山东泰


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
公算式＝BIF计L安培力大小时应注意(1)B与I垂直．(2)L是有
效长度．①公
中F＝BIL式L指的是“有长效度”．与BI垂直时，F当最大，F；＝BIL
当B与I平行时，F＝0.②弯
曲导线的有效长的L等于在垂直度场平面内磁投影两端点所连线段的
长所示(如图度)，相应的电流方向由沿L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．
考


法方左手定则．(2)：向特点：F既
垂直于B，也垂直于I，所以培安力方向一定垂直于B与I决
定的平面．
2．安培力方向的判断(1)判断方


两15](多选)如图所示，有，根用超导材料制成的
长直平行细导线a、b，分别通 80以A和100 A流向相同的电流，两导线
构一的平面内有成点p，到等导线的距离相两．下列说法正确
的是(　　)A．两导线受
到5培力Fb＝1.2的安FaB．导线所受的安培力可
以IF＝用LB计算C．
移走导线b前后，p点的磁感应强度方向．D改变在离两导线所在的平面有一定距离的有
限空存内，不间在磁感应强度为
零的位置答案
：BCD
例2 [2021·浙江6月


分析试题
于基础性题目，以为流形成电磁场的素材创设学习探索问题
情境属
情境必备知识考
查力的作用是相互力、磁场的叠的、安培加公式等知识关键能力考
查理解能力、推理能力．要求学从生空间角度理解磁场的叠加学
物理观查念科、维学思．要求考生理解安培力公F式＝ILB、定性
科素养考
推断空间磁场的叠加问题
命题


度2  安培力作用下导体的平衡问题例3某兴
趣小组制作了一个可以测量电流的器仪，其主要图理如原所示．有一
金属棒PQ放在两金属导轨上，导轨距间L＝0.5 m，处在同一水平面上，
轨道置于竖直向下应强度强磁场中，磁感的匀B＝2 T．
棒中点两侧分固别定有劲度系相k数100 N/m的＝同弹簧．闭合
开关S前，两弹簧为原长，P端对的针指准刻度尺0“的”处；闭合
开关S后，属金棒PQ向右移动对，止时指针静准刻度尺1.5 cm处．
角


判断正确)(　　的是A．电源N端
为正极B．闭合
开关S后为中电流，电路1.5 AC．闭合
开关S后为中电流，电路3 AD．闭合
开关S后，将滑动变阻器的滑片向右移动，棒属金PQ将继续
向右移动答案：C解析
：闭合开关S后，向金棒PQ属右移动，根据左手定则可知，电流方向为从P到Q，电源的M端
为正极，选项A错误，2k·Δx；静止时，则BIL＝解得I＝＝3 A，
选项B错误，C正确；闭合开后关S，将滑动变阻器的滑片向右移动，则电路中电
阻增大，电流减小，属金棒PQ所受安力培减小，将向左移动，故选项D错误
． 
下列


方法]解决
安培力作用下平衡问题的两条主线(1)遵
循平衡条件基本解题思
路如下：(2)遵
循电磁学规律，受力分析时，要注意准确判断安培力的方向．
[思维


训练】3．一��