磁场的描述及磁场对电流的作用

磁场的描述及磁场对电流的作用

1．磁场：磁体周围存在的一种特殊 ．磁场的基本特性是磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有

的作用．磁场向的规定：小磁针的 所受磁场力的方向为该点的磁场方向．

2．磁感应强度：磁感应强度描述了磁场的 和 ；大小：B = （通电导线垂直于磁场）= φ/S

（磁感线与面积垂直）；单位： （T）．

3．匀强磁场：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；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．

4．磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的 方向跟这点的磁感应强度方向 ．

⑴ 常见磁体感线分布图

⑵

5．安培力的大小：当磁感应强度的方向与导线方向成θ角时， = ．

⑴ 特殊地：磁场和电流垂直时：F = ，磁场和电流平行时：F = ；

⑵ 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 ，并且都与手掌在同一个

内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向 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 ．

1．物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流的要求是 （ ）

A．将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F，导线长度L，通电电流I，应用公式B = F/IL，即可测得

磁感应强度B

B．检验电流不宜太大

C．利用检验电流和运用公式B = F/IL只能应用于匀强磁场

D．只要满足长度L很短，电流很小，将其垂直放入磁场的条件，公式B = F/IL对任何磁场都适用

2．下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是 （ ）

A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线

B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的

C．电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线

D．电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场也越强

3．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中

正确的是 （ ）

〖考点1〗对磁感应强度的理解及叠加

【例1】如图所示，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

【变式跟踪1】关于磁感应强度B，下列说法中正确的是 （ ）

A．根据磁感应强度定义B = F/(IL)，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比

B．磁感应强度B是标量，没有方向

C．磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反

D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地

方磁感应强度B大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些

〖考点2〗对安培定则、左手定则的理解及应用

【例2】通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ad边与MN平行，关

于MN中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（ ）

A．线框有两条边所受到的安培力方向相同

B．线框有两条边所受到的安培力大小相同

C．整个线框有向里收缩的趋势

D．若导线MN向左微移，各边受力将变小，但合力不变

【变式跟踪2】在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过

纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，则过c点的导线所受

安培力的方向 （ ）

A．与ab边平行，竖直向上 B．与ab边平行，竖直向下

C．与ab边垂直，指向左边 D．与ab边垂直，指向右边

〖考点3〗通电导体在安培力作用下的平衡问题

【例3】如图所示，金属棒

MN

两端由等长的轻质细线水平悬挂，

处于竖直向上的匀

强磁场

中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ．如果仅改变下

列某一个条件，θ角的相应变化情况是 （ ）

A．棒中的电流变大，θ角变大 B．两悬线等长变短，θ角变小

C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变小

【变式跟踪3】如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置，导轨上放一个质量为

m的金属导体棒．当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，下面四个

图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是 （ ）

1．【2012·海南卷】如图所示的装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上下两

磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直

的金属杆．当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流

电源上时，L便在导轨上滑动．下列说法正确的是 （ ）

A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动

B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动

C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动

D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动

【预测1】直导线ab与线圈所在的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由

运动，当通过如图所示的电流方向时（同时通电），从左向右看，线圈将（ ）

A．不动 B．顺时针转动，同时向右平移

C．顺时针转动，同时向左平移 D．逆时针转动，同时向右平衡

2．【2012·上海高考】载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B = kI/r，式中常量k ＞ 0，I为电流强度，

r为距导线的距离．在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝

缘细线静止地悬挂，如所示．开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0．当MN通以强度为I1的

电流时，两细线内的张力均减小为T1，当MN内电流强度变为I2时，两细线内的张力均大于T0．

⑴ 分别指出强度为I1、I2的电流的方向；

⑵ 求MN分别通以强度为I1、I2的电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比；

⑶ 当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求I3．

【预测2】如图所示，两平行金属导轨间的距离L = 0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ = 37
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