第46講 磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用（講義）（原卷版）-【上好課】2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

11/11第46講磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用目錄01、考情透視，目標(biāo)導(dǎo)航TOC\o"1-3"\h\u02、知識(shí)導(dǎo)圖，思維引航 103、考點(diǎn)突破，考法探究 2考點(diǎn)一.安培定則、磁場(chǎng)疊加 2知識(shí)點(diǎn)1.電流的磁場(chǎng)、安培定則的應(yīng)用 2知識(shí)點(diǎn)2.磁場(chǎng)疊加問題的解題思路 3考向1.安培定則的應(yīng)用 3考向2.場(chǎng)的疊加 3考點(diǎn)二.安培力的分析與計(jì)算 4知識(shí)點(diǎn)1．安培力大小——F＝BILsinθ 4知識(shí)點(diǎn)2．安培力疊加的兩種分析思路 5知識(shí)點(diǎn)3．安培力作用下的平衡或加速問題的解題思路 5知識(shí)點(diǎn)4安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判定方法 5考向1.通電導(dǎo)線有效長(zhǎng)度問題 6考向2.安培力的疊加問題 6考向3.安培力作用下的平衡 7考向4.安培力作用下的加速問題 704、真題練習(xí)，命題洞見 7考情分析2024·貴州·高考物理第3題2024·浙江·高考物理第2題2024·江蘇·高考物理第2題2024·福建·高考物理第8題2024·重慶·高考物理第13題復(fù)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)1.了解磁場(chǎng)，掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，了解磁感線。目標(biāo)2.會(huì)用安培定則判斷電流周圍的磁場(chǎng)，并且會(huì)計(jì)算磁場(chǎng)的疊加。目標(biāo)3.會(huì)計(jì)算安培力的大小及判斷安培力的方向。會(huì)分析安培力作用下的平衡問題和加速問題?？键c(diǎn)一.安培定則、磁場(chǎng)疊加知識(shí)點(diǎn)1.電流的磁場(chǎng)、安培定則的應(yīng)用項(xiàng)目安培定則立體圖特點(diǎn)直線電流的磁場(chǎng)無N極、S極距離直導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱通電螺線管的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)可近似認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)兩側(cè)分別是N極和S極；距離中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱知識(shí)點(diǎn)2.磁場(chǎng)疊加問題的解題思路(1)確定磁場(chǎng)場(chǎng)源，如通電導(dǎo)線。(2)定位空間中需求解磁場(chǎng)的點(diǎn)，利用安培定則判定各個(gè)場(chǎng)源在這一點(diǎn)上產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向。如圖所示，BM、BN為M、N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。(3)應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成，如圖中的合磁感應(yīng)強(qiáng)度B?？枷?.安培定則的應(yīng)用1.如圖所示，直導(dǎo)線AB、螺線管E、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn)，其磁場(chǎng)互不影響，當(dāng)開關(guān)S閉合后，則小磁針北極N(黑色一端)指示磁場(chǎng)方向正確的是()A.a B.bC.c D.d考向2.場(chǎng)的疊加1.如圖所示，A、B、C是正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，O是AB的中點(diǎn)，兩根互相平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直紙面固定在A、B兩處，導(dǎo)線中通入的電流大小相等、方向相反。已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(kI,r)，I為通電長(zhǎng)直導(dǎo)線的電流大小，r為距通電長(zhǎng)直導(dǎo)線的垂直距離，k為常量。已知C點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，則關(guān)于O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度說法正確的是()A.大小為B0，方向垂直AB連線向下B.大小為2B0，方向垂直AB連線向上C.大小為eq\r(3)B0，方向垂直AB連線向上D.大小為4B0，方向垂直AB連線向下2.如圖，四條相互平行的細(xì)長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直坐標(biāo)系xOy平面，導(dǎo)線與坐標(biāo)平面的交點(diǎn)為a、b、c、d四點(diǎn)。已知a、b、c、d為正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，正方形中心位于坐標(biāo)原點(diǎn)O；四條導(dǎo)線中的電流大小相等，其中過a點(diǎn)的導(dǎo)線的電流方向垂直坐標(biāo)平面向里，其余導(dǎo)線電流方向垂直坐標(biāo)平面向外，若過a點(diǎn)的導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則()A.O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0B.O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為eq\r(2)BC.移走d點(diǎn)的導(dǎo)線，O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)锽D.移走d點(diǎn)的導(dǎo)線，O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)閑q\r(2)B考點(diǎn)二.安培力的分析與計(jì)算知識(shí)點(diǎn)1．安培力大小——F＝BILsinθ(1)θ為I方向與B方向的夾角。(2)特例：①當(dāng)I⊥B時(shí)，F(xiàn)＝_________。②當(dāng)I∥B時(shí)，F(xiàn)＝_______。(3)通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度①當(dāng)通電導(dǎo)線彎曲時(shí)，L是導(dǎo)線兩端的有效_______長(zhǎng)度(如圖所示)。②對(duì)于任意形狀的閉合線圈，其有效長(zhǎng)度均為_______，所以通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到的安培力的矢量和為零。知識(shí)點(diǎn)2．安培力疊加的兩種分析思路(1)先分析通電導(dǎo)線所在處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向，由左手定則判斷安培力的方向，由F＝BILsinθ求安培力的大小。(2)先由左手定則判斷各個(gè)安培力的方向，由F＝BILsinθ求各個(gè)安培力的大小，再由平行四邊形定則求其合力。知識(shí)點(diǎn)3．安培力作用下的平衡或加速問題的解題思路(1)選定研究對(duì)象。(2)受力分析，變立體圖為平面圖，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖，安培力的方向F安⊥B、F安⊥I，如圖所示。(3)應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律或動(dòng)能定理列方程解題。知識(shí)點(diǎn)4安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判定方法電流元法分割為電流元eq\o(→,\s\up7(左手定則))安培力方向→整段導(dǎo)體所受合力方向→運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流小磁針條形磁體通電螺線管多個(gè)環(huán)形電流結(jié)論法同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法先分析電流所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力考向1.通電導(dǎo)線有效長(zhǎng)度問題1.如圖所示，半徑為r、粗細(xì)均勻的金屬圓環(huán)放在絕緣水平面上，虛線MN左側(cè)有垂直于水平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ，右側(cè)有垂直于水平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，MN與圓環(huán)的直徑重合，PQ是圓環(huán)垂直MN的直徑，將P、Q兩端接入電路，從P點(diǎn)流入的電流大小為I，圓環(huán)保持靜止不動(dòng)，則下列判斷正確的是()A.整個(gè)圓環(huán)受到的安培力為0B.整個(gè)圓環(huán)受到的安培力大小為eq\r(2)BIrC.MN左側(cè)半圓環(huán)受到的安培力大小為eq\f(\r(2),2)BIrD.MN左側(cè)半圓環(huán)受到的安培力大小為BIr2.半徑為0.1m的圓內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為0.4T，現(xiàn)將一單匝正方形線框放入磁場(chǎng)，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，其中一頂點(diǎn)與圓形磁場(chǎng)區(qū)域的圓心O點(diǎn)重合，如圖，當(dāng)通過線框的電流I為1A時(shí)，線框所受的安培力大小為()A.eq\f(1,25)N B.eq\f(\r(2),25)NC.eq\f(2,25)N D.eq\f(π,50)N考向2.安培力的疊加問題3.一正方形的中心O和四個(gè)頂點(diǎn)均固定著平行長(zhǎng)直導(dǎo)線，若所有平行直導(dǎo)線均通入大小相等的恒定電流，電流方向如圖中所示，下列截面圖中的中心長(zhǎng)直導(dǎo)線所受安培力最大的是()考向3.安培力作用下的平衡4.如圖(a)，直導(dǎo)線MN被兩等長(zhǎng)且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO′上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場(chǎng)，與OO′距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且不隨時(shí)間變化，其截面圖如圖(b)所示。導(dǎo)線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是()A．當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖(a)右側(cè)位置時(shí)，導(dǎo)線中電流方向由N指向MB．電流I增大，靜止后，導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力不變C．tanθ與電流I成正比D．sinθ與電流I成正比考向4.安培力作用下的加速問題5.如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒電阻為2R，初始時(shí)靜止于光滑的水平軌道上，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向與軌道平面成θ角斜向上方，開關(guān)閉合后導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)，則()A.導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)B.開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN的加速度為eq\f(BEL,2mR)C.開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為eq\f(BEL,2R)D.開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為eq\f(BELsinθ,2R)1．（2024·貴州·高考真題）如圖，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線與一“凸”形導(dǎo)線框固定在同一豎直平面內(nèi)，導(dǎo)線框的對(duì)稱軸與兩長(zhǎng)直導(dǎo)線間的距離相等。已知左、右兩長(zhǎng)直導(dǎo)線中分別通有方向相反的恒定電流，且，則當(dāng)導(dǎo)線框中通有順時(shí)針方向的電流時(shí)，導(dǎo)線框所受安培力的合力方向（）A．豎直向上 B．豎直向下 C．水平向左 D．水平向右2．（2024·浙江·高考真題）磁電式電表原理示意圖如圖所示，兩磁極裝有極靴，極靴中間還有一個(gè)用軟鐵制成的圓柱。極靴與圓柱間的磁場(chǎng)都沿半徑方向，兩者之間有可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈。a、b、c和d為磁場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)。下列說法正確的是（）A．圖示左側(cè)通電導(dǎo)線受到安培力向下 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同C．圓柱內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度處處為零 D．c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等3．（2023·江蘇·高考真題）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．L形導(dǎo)線通以恒定電流I，放置在磁場(chǎng)中．已知ab邊長(zhǎng)為2l，與磁場(chǎng)方向垂直，bc邊長(zhǎng)為l，與磁場(chǎng)方向平行．該導(dǎo)線受到的安培力為（

）

A．0 B．BIl C．2BIl D．4．（2024·福建·高考真題）將半徑為r的銅導(dǎo)線半圓環(huán)AB用兩根不可伸長(zhǎng)的絕緣線a、b懸掛于天花板上，AB置于垂直紙面向外的大小為B的磁場(chǎng)中，現(xiàn)給導(dǎo)線通以自A到B大小為I的電流，則（）A．通電后兩繩拉力變小 B．通電后兩繩拉力變大C．安培力為 D．安培力為5．（2022·湖北·高考真題）如圖所示，兩平行導(dǎo)軌在同一水平面內(nèi)。一導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定。整個(gè)裝置置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定，方向與金屬棒垂直、與水平向右方向的夾角θ可調(diào)。導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)給導(dǎo)體棒通以圖示方向的恒定電流，適當(dāng)調(diào)整磁場(chǎng)方向，可以使導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動(dòng)或勻減速運(yùn)動(dòng)。已知導(dǎo)體棒加速時(shí)，加速度的最大值為g；減速時(shí)，加速度的最大值為g，其中g(shù)為重力加速度大小。下列說法正確的是（）A．棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為B．棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為C．加速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向下，θ=60°D．減速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向上，θ=150°6．（2022·全國(guó)·高考真題）安裝適當(dāng)?shù)能浖?，利用智能手機(jī)中的磁傳感器可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B。如圖，在手機(jī)上建立直角坐標(biāo)系，手機(jī)顯示屏所在平面為xOy面。某同學(xué)在某地對(duì)地磁場(chǎng)進(jìn)行了四次測(cè)量，每次測(cè)量時(shí)y軸指向不同方向而z軸正向保持豎直向上。根據(jù)表中測(cè)量結(jié)果可推知（

）測(cè)量序號(hào)Bx/μTBy/μTBz/μT1021-4520-20-463210-454-210-45A．測(cè)量地點(diǎn)位于南半球B．當(dāng)?shù)氐牡卮艌?chǎng)大小約為50μTC．第2次測(cè)量時(shí)y軸正向指向南方D．第3次測(cè)量時(shí)y軸正向指向東方7．（2024