《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题56 磁场及其对电流的作用（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题 56 磁场及其对电流的作用
导练目标 导练内容
目标 1安培定则和磁场的叠加
目标 2安培力的大小方向
目标 3安培力作用下导体的平衡、加速问题
【知识导学与典例导练】
一、安培定则和磁场的叠加
1.安培定则
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，且距导
线越远处磁场越弱
与条形磁铁的磁场相似，管内
为匀强磁场且磁场最强，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
越弱
安培
定则
立体图
截面图
2.磁场叠加问题的分析思路
(1)确定磁场场源,如通电导线。
(2)定位空间中需求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向,如图所
示
M
、
N
在
c
点产生的磁场磁感应强度分别为
BM
、
BN
。
(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中
c
点的合磁场磁感应强度为
B
。
【例 1】如图所示，金属圆环放在绝缘水平面上，通有沿逆时针（俯视看）方向的恒定电流 I1，带有绝缘
外皮的长直导线放在圆环上，圆环的圆心在直导线上，直导线中通有向右的恒定电流 I2，圆环圆心的正上
方的 P点的磁感应强度大小为 B，此时直导线电流在 P点处产生磁场的磁感应强度大小为 ；若将直导
线中的电流减为零，则 P点的磁感应强度大小为（　　）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】设圆环中电流在 P点产生的磁场磁感应强度大小为 B1，直导线中电流为 I2时在 P点产生的磁场磁
感应强度大小为 B2，根据安培定则可知，两个磁场的磁感应强度垂直，根据题意有
解得 故 ABC 错误，D正确。故选 D。
二、安培力的大小方向
1.安培力公式：F＝ILBsin θ。
2．两种特殊情况：
(1)当I⊥B时，F＝BIL。
(2)当I∥B时，F＝0。
3．弯曲通电导线的有效长度
(1)当导线弯曲时，L是导线两端的有效直线长度(如图所示)。
(2)对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为零，所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。
4.安培力方向的判断
(1)判断方法：左手定则。
(2)方向特点：既垂直于 B，也垂直于 I，所以安培力一定垂直于 B与I决定的平面。
5.合安培力的两种分析思路
思路一：先分析通电导线所在处的合磁场的大小和方向，由左手定则判断安培力的方向，由 F合＝IB 合lsin
θ，求合安培力的大小。
思路二：根据同向电流相互排斥，异向电流相互吸引，结合力的平行四边形定则，分析合安培力的大小和
方向或某个安培力的大小和方向。
【例 2】在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的直角三角形线框 abc， ， 。磁场方向
垂直于线框平面，a、c两点接一直流电源，电流方向如图所示。则下列说法正确的是（　　）
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