2011北京四中网校高考第二轮综合专题复习----磁场专题复习一 磁(3)

小于或等于最大受力，因此磁感应强度B可能大于或等于。电流元在磁场中的受力与放

置方位有关系，因此电流元受力大的地方，磁感应强度不一定大。磁场的方向由小磁针北极受力方向决定，与电流元的受力方向不相同。

题型二——磁场的叠加

磁感应强度是矢量，求合磁感应强度时应运用矢量的平行四边形合成法。矢量的叠加观点是贯穿高中的重要思想方法，也是高考的重点。

2、三根平行的长直导线分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，电流方向

如图所示，现在使每根通电导线在斜线中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则O点实际磁感应强度的大小和方向如何？

思路点拨：根据每条直线电流的方向，由安培定则判定在O处产生的磁场方向。在O处画出各磁感应强度的大小和方向，矢量合成求出合磁感应强度的大小和方向。 解析：根据安培定则，应强度的方向与

与

在O点处产生的磁感应强度相同，

在O点处产生的磁感

相垂直．又知的大小相等均为B，根据矢量的运算可知

，方向在三角形平面内与斜边夹角

O处的实际磁感应强度的大小

，如图所示。

总结升华：本题考查运用平行四边形定则合成磁感应强度和运用安培定则判断通电直导线形成的磁场在某处的磁感应强度的方向，解题时应注意磁感应强度在某处的方向是以直导线为圆心的圆周在该处的切线方向。

举一反三

【变式】在纸面上有一个等边三角形ABC，其顶点处都有通相同电流的三根长直导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的中心产生的磁感应强度大小为，则中心O处的磁感应强度大小为__________。

答案：零

解析：直线电流的磁场是以直线电流为中心的一组同心圆，故中心O点处三个直线电流的磁场方向如右图所示，由于对称性，它们互成据矢量合成的特点，可知它们的合矢量为零。

的角，且它们的大小相等，均为

，根

第二部分 磁场对电流的作用

知识要点梳理

知识点一——安培力的方向

▲知识梳理

1． 磁场的基本性质是对放入其中的电流有力的作用。

磁场对电流的作用力称为安培力。实验表明，安培力的方向与磁场方向、电流方向都有关系。

2．左手定则

通电导线垂直放入磁场时，磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系由左手定则来确定。它的内容是：伸出左手，使大拇指和四指在同平面内并且相互垂直，让磁感线垂直穿过手心、四指沿电流方向，则大拇指所指的方向就是电流所受安培力的方向。 应用左手定则时，注意以下几点

（1）磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间并非总是互相垂直的。但安培力F的方向一定垂直B的方向，安培力F的方向一定垂直于电流I的方向，即安培力一定垂直于B和I所确定的平面，但B与I的方向并不一定是垂直的。

①已知电流、磁感应强度的方向，可用左手定则唯一确定F的方向。 ②已知F和B的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定电流I的方向。 ③已知F和I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定。

（2）左手定则与安培定则：前者反映B、I、F三者方向之间的关系；而后者反映B、 I两个方向之间的关系，且对I而言，前者的B是外加磁场，后者的B则为电流I自己产生的磁场。

3．两平行的通电直导线，同向电流互相吸引，异向电流互相排斥。

▲疑难导析

一、安培力方向的特点

磁场和电场有很多相似之处，但是，安培力比库仑力复杂得多。点电荷在电场中受力方向和电场方向不是相同就是相反，而电流元在磁场中受力的方向与磁场的方向不在同一条直线上，而且不在同一个平面内。安培力的方向与磁场方向和电流方向决定的平面垂直。

二、判断通电导体（或磁体）在安培力作用下的运动的常用方法

不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定则准确判断导线的受力情况或将要发生的运动，在实际操作过程中，往往采用以下几种方法： 1．电流元受力分析法

把整段电流等效为很多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向。 2．特殊位置分析法

把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置（如转过从而确定运动方向。 3．等效分析法

环形电流可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可以等效成环形电流，通电螺线管可等效成很多的环形电流。 4．推论分析法

（1）两直线电流相互平行时无转动趋势，方向相同时相互吸引，方向相反时相互排斥。 （2）两直线电流不平行时有转动到相互平行且方向相同的趋势。

5．转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受的电流作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。

）后再判断所受安培力的方向，

：如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近，磁铁处于水平位置和线圈在同一平

面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将（ ） A．转动同时靠近磁铁 B．转动同时离开磁铁 C．不转动只靠近磁铁 D．不转动只离开磁铁

答案：A

解析：N极附近磁场方向向左，由左手定则，线圈右侧受安培力向纸内，左侧受安培力向纸外，因此将逆时针转动（从上向下看），转动铁吸引靠近磁铁。

后，线圈N极在左，S极在右，将受磁

知识点二——安培力的大小

▲知识梳理 1．垂直于磁场放置

长为L的直导线，通过的电流为I时，它所受的安培力

2．当磁感应强度B的方向与导线方向成角时

。这是一般情况下安培力的表达式，以下是两种特殊情况。

。

。

（1）当磁场与电流垂直时，安培力最大

（2）当磁场与电流平行时，即磁场方向与电流方向相同或相反时，安培力为零。

▲疑难导析 在应用

公式时应注意哪些问题

因是由导出，所以在应用时要注意：

（1）B与L垂直； （2）L是有效长度；

如图甲所示，折线abc中通入电流I，ab =bc =L，折线所在平面与匀强磁场磁感应强度B垂直。abc受安培力等效于ac（通有a→c的电流，）所受的安培力，即

，方

向同样由等效电流ac判断为在纸面内垂直于ac斜向上；同理推知：如图乙所示，半圆形（或

不规则半圆形）通电导线受安培力电导线框受安培力F=0。

（或）；如图丙所示闭合的通

（3）B并非一定为匀强磁场，但它应该是L所在处的磁感应强度。

公式是磁感应强度B的定义式。物理学中的物理量的定义式适用于任意条件。对

公式来说，如果各处的磁场强弱不同，仍然可以用在磁场中垂直于磁场方向的通电

导线，所受安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度B。只是要用一段特别短的通电导线来研究磁场，如果导线很短很短，B就是导线所在处的磁感应强度，这样的导线叫电流元。

：有一小段通电导线，长为1cm，电流强度为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁

场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B一定是（ ） A．B=2 T B．B＜2 T C．B≥2 T D．以上情况均可能

答案：C

解析：由公式时B大于2 T。

，得，当I、B 垂直时，B=2 T，当I、B不垂直

知识点三——磁电式电流表

▲知识梳理

1．中学实验室中使用的电流表是磁电式电流表，原理是安培力与电流的关系。 2．通电线圈在磁场中受安培力的作用，线圈就会转动。

3．电流表中的磁铁两极间装有极靴，极靴中间有一个铁质圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，所以电流表的刻度是均匀的。

▲疑难导析

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