磁場第九章核心素養新課程標準命題分析物理觀念(1)理解磁場、磁感線、磁感應強度；(2)掌握安培力和洛倫茲力的特點1．考查方式：考查形式主要體現在計算題上，尤其是壓軸題，大多涉及帶電粒子在復合場中的運動．由于知識綜合性強，難度大，區分度大，仍將是高考中的重難點和熱點，復習時應加強訓練．2．廣東命題趨勢：運用與電場類比的方法理解磁感應強度、磁感線；比值法定義磁感應強度；將立體圖轉化為側視圖、剖面圖等平面圖進行思考；應用力的觀點、能的觀點分析安培力、洛倫茲力；安培力在電動機、電磁炮中的應用；安培力在磁電式電流表中的應用；帶電粒子在磁場中運動的實際應用科學思維(1)科學推理：推導帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑和周期公式，分析帶電粒子在磁場中的運動；(2)模型構建：磁感線、勻強磁場、帶電粒子做勻速圓周運動科學探究探究磁感應強度大小和安培力大小的有關因素科學態度與責任認識到電磁技術應用對人類生活的影響，能了解科學、技術、社會、環境的關系第1講磁場的描述磁場對電流的作用欄目導航01知識梳理查漏03配套訓練02題點

各個擊破知識梳理查漏11．磁場的產生磁場是一種物質，產生于磁體和電流周圍．2．磁場的基本性質磁場對放入其中的______和______有磁場力的作用(對磁極一定有力的作用；對電流不一定有力的作用，當電流和磁感線________時電流不受磁場力作用)．磁場的產生及基本性質磁極知識一電流平行3．磁場的方向規定：小磁針在磁場中靜止時______極所指的方向就是該點的磁場方向，或者說是小磁針在磁場中______極的受力方向．4．磁感應強度(1)物理意義：描述磁場的______________．(2)大小：B＝________(通電導線垂直于磁場)．(3)方向：小磁針靜止時________的指向．(4)單位：______，名稱________，簡稱________．N

N

強弱和方向北極T

特斯拉特5．磁通量(1)概念：在勻強磁場中，與磁場方向________的面積S和磁感應強度B的乘積，叫作穿過這個面積的磁通量．(2)公式：Φ＝________.(3)單位：1Wb＝________.垂直BS

1T·m2【自測1】(多選)下列說法正確的是 (

)A．電荷在某處不受電場力的作用，則該處的電場強度為零B．一小段通電導線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應強度一定為零C．表征電場中某點電場的強弱，是把一個檢驗電荷放在該點時，檢驗電荷受到的電場力與檢驗電荷本身電荷量的比值D．表征磁場中某點磁場的強弱，是把一小段通電導線放在該點時，該段通電導線受到的磁場力與該段導線長度和電流乘積的比值【答案】AC1．磁感線(1)磁感線是用來形象描述磁場中各點的__________和________的曲線，是________的物理模型．磁感線上每一點的____________就是該點的磁場方向，也就是在該點小磁針靜止時N極的指向．磁感線的________表示磁場的強弱．(2)磁感線是________曲線(和靜電場的電場線不同)．(3)電流磁場的磁感線繞向可由__________判定，它也叫作____________________．磁感線、通電導體周圍的磁場分布知識二磁場方向強弱假想切線方向疏密封閉安培定則右手螺旋定則2．要熟記如下常見的幾種磁場的磁感線，如圖所示．3．地磁場：地球本身就是一個大磁體，地磁場具有以下幾個特點：(1)地磁場的N極在地理________附近，地磁場中S極在地理________附近，磁感線分布如圖所示．南極北極(2)地磁場B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向北極．而豎直分量(By)則南北相反，在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下．(3)在赤道平面上，距離地球表面相等的各點磁感應強度相等且方向水平向北．4．磁感線和電場線的比較磁感線和電場線的疏密都能形象地表示相應場的強弱，但應注意：(1)只有在同一個圖中才能根據磁感線或電場線的疏密判定各處相應場的強弱；(2)沒有畫出磁感線或電場線的地方并不表示那里沒有磁場或電場.比較磁感線電場線不同點閉合曲線，外部從N→S，內部從S→N起始于正電荷，終止于負電荷相似點引入目的都是為了形象描述場而引入的假想線，實際不存在疏密都能定性描述場的強弱切線方向都表示該點場的方向是否相交不相交(電場中無電荷空間不相交)【自測2】(2022年浙江模擬)在宇宙環境中，地磁場保護著地球．地質記錄表明，自地球在46億年前形成以來，已經有過數百次地磁反轉，也就是說，地球的磁場在“反極性”(地磁場方向與現在的方向相同)和“正極性”(地磁場方向與現在的方向相反)之間不斷變換．物理學家的研究認為，地球的磁極反轉在未來仍可能發生．下列關于地磁反轉期間的說法正確的是

(

)A．對依靠磁場進行導航的物種不會有影響B．若地磁場處于最弱的狀態時，就不會對地球生物的生存有影響C．太陽輻射的高能粒子直接轟擊地球的大氣層，可能引發一些疾病D．地球磁場的反轉可能瞬間發生，而不是一個緩慢、漸進的過程【答案】C1．安培力的方向(1)左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指________，并且都與手掌在同一個平面內，讓磁感線從掌心進入，并使四指指向________的方向，這時________所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向．磁場對電流的作用知識三垂直電流大拇指(2)兩平行的通電直導線間的安培力：同向電流互相________，異向電流互相________．(3)注意問題：磁感線方向不一定垂直于電流方向，但安培力方向一定與磁場方向和電流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁場方向和電流方向決定的平面．吸引排斥2．安培力的大小當磁感應強度B的方向與導線方向成θ角時，F＝________.這是一般情況下的安培力的表達式．以下是兩種特殊情況：(1)當磁場與電流____________時，安培力最大，Fmax＝________.(2)當磁場與電流________時，安培力等于零．3．判定步驟首先必須弄清楚導體所在位置的________分布情況，然后利用____________準確判定導體的受力情況，進而確定導體的運動方向或運動趨勢的方向．ILBsinθ

垂直ILB

平行磁場左手定則【答案】BD題點各個擊破21．磁體的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷運動產生的，磁場與電流方向的關系遵循安培定則．2．磁場可以用磁感線形象地描述．磁感線是閉合的曲線，在磁體外部從N極指向S極，在磁體內部從S極指向N極．磁感線不相交，也不相切．3．若某個區域內磁感應強度的大小處處相等，方向處處相同，那么這樣的磁場叫作勻強磁場．勻強磁場中的磁感線是平行、等距的直線．命題點一對磁場、磁感線的理解[自修掌握類]1．我國宋代學者沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南．然常微偏東，不全南也．”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布如圖所示．結合上述材料，下列說法不正確的是

(

)A．地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B．地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近C．地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行D．地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用【答案】C2．如圖所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導線可以自由轉動．當導線通入圖示方向電流I時，導線的運動情況是(從上往下看) (

)A．順時針方向轉動，同時下降B．順時針方向轉動，同時上升C．逆時針方向轉動，同時下降D．逆時針方向轉動，同時上升【答案】A【解析】如圖甲所示，把直線電流等效為無數小段，中間的點為O點，選擇在O點左側S極右上方的一小段為研究對象，該處的磁場方向指向左下方．由左手定則判斷，該小段受到的安培力的方向垂直紙面向里，在O點左側的各段電流元都受到垂直紙面向里的安培力．把各段電流元受到的力合成，則O點左側導線受到垂直紙面向里的安培力．同理判斷出O點右側的導線受到垂直紙面向外的安培力．因此，由上向下看，導線沿順時針方向轉動．分析導線轉過90°時的情形：如圖乙所示，導線中的電流垂直紙面向外，由左手定則可知，導線受到向下的安培力．由以上分析可知，導線在順時針轉動的同時向下運動．A正確．1．磁感應強度是描述磁場強弱和方向的物理量．磁場中某點的磁感應強度是客觀存在的，與放入其中的電流和電流受到的力均無關．命題點二對磁感應強度的理解及其應用[師生共研類]例1

(2021年全國甲卷)兩足夠長直導線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內，EO與O′Q在一條直線上，PO′與OF在一條直線上，兩導線相互絕緣，通有相等的電流I，電流方向如圖所示．若一根無限長直導線通過電流I時，所產生的磁場在距離導線d處的磁感應強度大小為B，則圖中與導線距離均為d的M、N兩點處的磁感應強度大小分別為 (

)A．B、0

B．0、2BC．2B、2B

D．B、B【答案】B【解析】兩直角導線可以等效為如圖所示的兩直導線．由安培定則可知，兩直導線在M處的磁感應強度方向分別為垂直紙面向里、垂直紙面向外，故M處的磁感應強度為零；兩直導線在N處的磁感應強度方向均垂直紙面向里，故N處的磁感應強度為2B.綜上分析可知B正確．1．(2021年黃岡月考)關于磁感應強度，下列說法正確的是

(

)A．磁場中某點B的大小跟放在該點的試探電流元的情況有關B．磁場中某點B的方向跟該點處試探電流元所受磁場力方向一致C．在磁場中某點試探電流元不受磁場力作用時，該點B值大小為零D．在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應強度越大【答案】D2．如圖所示，帶負電的金屬環繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉．在環左側軸線上的小磁針最后平衡時的狀態是 (

)A．N極豎直向上 B．N極豎直向下C．N極沿軸線向左D．N極沿軸線向右【答案】C【解析】負電荷勻速轉動會產生與旋轉方向反向的環形電流．由安培定則知，在小磁針處磁場的方向沿軸OO′向左．由于磁針N極指向為磁場方向，可知C正確．3．(2020年浙江卷)特高壓直流輸電是國家重點能源工程．如圖所示，兩根等高、相互平行的水平長直導線分別通有方向相同的電流I1和I2，I1>I2.a、b、c三點連線與兩根導線等高并垂直，b點位于兩根導線間的中點，a、c兩點與b點距離相等，d點位于b點正下方．不考慮地磁場的影響，則

(

)A．b點處的磁感應強度大小為0B．d點處的磁感應強度大小為0C．a點處的磁感應強度方向豎直向下D．c點處的磁感應強度方向豎直向下【答案】C【解析】通電直導線周圍產生磁場方向由安培定則判斷，如圖所示．I1在b點產生的磁場方向向上，I2在b點產生的磁場方向向下，因為I1>I2，B1>B2，則在b點的磁感應強度不為零，A錯誤．如圖所示，d點處的磁感應強度不為零，a點處的磁感應強度的方向豎直向下，c點處的磁感應強度的方向豎直向上，故B、D錯誤，C正確．思維導悟解決磁場疊加的思路和步驟1．根據安培定則確定各導線在某點產生的磁場方向；2．判斷各分磁場的磁感應強度大小關系；3．根據矢量合成法則確定合磁場的大小和方向．1．安培力的大小計算安培力常用公式F＝BIL，應用時要滿足：(1)B與I垂直．命題點三安培力的判斷[師生共研類](2)L是有效長度，即垂直磁感應強度方向的長度．如彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度(如圖所示)，相應的電流方向沿L由始端流向末端．因為任意形狀的閉合線圈，其有效長度為零，所以閉合線圈通電后在勻強磁場中受到的安培力的矢量和為零．2．安培力問題的分析思路(1)選定研究對象；(2)變三維為二維，如側視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖．其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I；(3)列平衡方程或牛頓第二定律的方程式進行求解．例2

(2021年遼寧模擬)如圖所示，空間有方向垂直桌面的勻強磁場B(圖中未畫出)，兩根平行通電金屬直導線M和N恰好靜止在光滑絕緣的水平桌面上．圖中為平行導線的截面圖，M和N中電流大小分別為IM、IN.則下列判斷可能正確的是

(

)A．電流方向相同，IM＝IN，B方向豎直向上B．電流方向相同，IM≠IN，B方向豎直向下C．電流方向相反，IM≠IN，B方向豎直向上D．電流方向相反，IM＝IN，B方向豎直向下【答案】D【解析】對M和N進行受力分析可知，M和N兩通電直導線在水平方向各自所受合外力為零，若通電方向相同，則所受勻強磁場安培力方向相同，而兩通電直導線相互產生的安培力方向相反，合外力不可能都為零，A、B錯誤．若通電方向相反，則所受勻強磁場安培力方向相反，兩通電直導線之間的安培力為排斥力，且兩者大小相等，根據F＝BIL可知，M和N中電流大小相等時，每根導線受到的合力為零．故C錯誤，D正確.1．(2021年吉林調研)將一個質量很小的金屬圓環用細線吊起來，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環在同一個平面內，且通過圓環中心，如圖所示．當圓環中通以順時針方向的電流時，從上往下看

(

)A．圓環順時針轉動，靠近磁鐵B．圓環順時針轉動，遠離磁鐵C．圓環逆時針轉動，靠近磁鐵D．圓環逆時針轉動，遠離磁鐵【答案】C【解析】該通電圓環相當于一個垂直于紙面的小磁針，N極在內，S極在外．根據同極相斥、異極相吸，C正確．2．(2022年寧波模擬)老師在課堂上做了一個演示實驗，裝置如圖所示：在容器的中心放一個圓柱形電極B，沿容器邊緣內壁放一個圓環形電極A，把A和B分別與電源的兩極相連．然后在容器內放入液體，將該容器放在磁場中，液體就會旋轉起來．王同學課后重復老師的實驗步驟，但液體并沒有旋轉起來．造成這種現象的原因可能是該同學在實驗過程中

(

)A．將磁鐵的磁極倒置了B．將直流電源的正負極接反了C．使用的液體為能導電的飽和食鹽溶液D．使用的電源為50Hz的低壓交流電源【答案】D【解析】將該容器放在磁場中能使液體旋轉起來，是因為液體受到安培力作用，因此溶液要能導電，且電流方向確定，并且要有磁場．與磁鐵的磁極是否接反、直流電源正負極是否接反都沒有關系．而該同學實驗時液體不能旋轉可能是因為其使用了交流電源，所以是D選項．1．求解安培力作用下導體平衡問題的關鍵三維圖二維平面圖，即通過畫俯視圖、剖面圖、側視圖等將立體圖轉換為平面受力圖．命題點四安培力的綜合應用[師生共研類]2．基本思路(1)選定研究對象．(2)變三維為二維，如側視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I.(3)列平衡方程．例3

(多選)(2021年湖南名校月考)如圖所示，有兩根長為L、質量為m的細導體棒a、b，且a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它們之間的距離為x.當兩細棒