第一節電流周圍的磁場以及磁場疊加

需要掌握的內容

1.了解電流周圍的磁場具體畫法。

使用安培定則判斷

(3)通電螺線管

2.磁場表示方法。

磁感應強度符號B,單位(T),矢量疊加時符合平行四邊形法則，磁感線越密集磁感應

強度越大，磁場方向為小磁針N極指向。

3.磁鐵與地磁場特點。

磁鐵外部磁感線從N極指向S極，磁鐵內部由S極指向N極。地理北極為地磁S極，

地理南極為地磁N極。赤道上方磁場平行地面，北半球磁場有平行地面與垂直地面向下的

分量，南半球磁場有平行地面與垂直地面向上的分量。

4.磁通量的定義與理解。

磁通量0>=BS,單位（Wb）,其中B磁感應強度，S與磁場垂直的有效面積。磁通量通常

可以理解為磁感線的條數。

經典習題

單選題L如圖所示，在一沿南北方向水平放置的直導線正下方有一小磁針。當導線中通有

某一方向電流時，小磁針靜止時N極最終指向西偏北方向，由此可推斷（）

A.此時導線中的電流方向為由北向南

B.若將導線中的電流增大，小磁針N極將略向西偏轉

C.若將小磁針放置到導線正上方，小磁針靜止時N極仍指向西偏北方向

D.若導線中通有相反方向的電流，小磁針靜止時N極將指向東偏南方向

單選題2.通有大小相等的電流的6根長直導線垂直紙面放置在正六邊形的6個頂點上，電

流方向如圖所示，。為正六邊形的中心，若通電長直導線周圍任一點的磁感應強度的大小與

電流大小成正比，與該點到導線的距離成反比，已知N通電導線在O處的磁感應強度大小

為2,則。處的磁感應強度大小為（）

單選題3.如圖，兩根平行通電長直導線固定，左邊導線中通有垂直紙面向外、大小為//

的恒定電流，兩導線連線（水平）的中點處，一可自由轉動的小磁針靜止時N極所指的方

向平行于紙面向下。忽略地磁場的影響。關于右邊導線中的電流力,下列判斷正確的是（）

/A7

Ins2

?A0

O-

VN

!

A.I2<h,方向垂直紙面向外B.I2>h,方向垂直紙面向外

C.I2<h,方向垂直紙面向里D.li>h,方向垂直紙面向里

單選題4.如圖所示，三根相互平行的水平長直導線I、II、in,導線I、HI在同一水平高度,

導線II在導線I、in的上方，p、。、R為導線I、II、in上的三個點，三點連成的平面與導線

垂直，且。及與尸尺相等并且互相垂直，。為連線的中點。當直導線I和ni中通有大小

相等方向相反的電流/,導線II中沒通過電流，。點處的磁感應強度大小為8；若直導線I

和n中通有大小相等方向相反的電流/,導線ni中沒通過電流，則。點處的磁感應強度大小

A.0B.—BC.BD.41B

2

單選題5.如圖所示,垂直紙面放置的兩根平行長直導線分別通有方向相反的電流h和12,

且//>〃，紙面內的一點，到兩根導線的距離相等，則該點的磁感應強度方向可能為圖中的

B.B2

C.B3D.B4

單選題6.如圖為兩形狀完全相同的金屬環A、B平行豎直的固定在絕緣水平面上，且兩圓

環的圓心01、。2的連線為一條水平線，其中M、N、P為該連線上的三點，相鄰兩點間的距

離滿足MOI=OIN=NO2=O2P.當兩金屬環中通有從左向右看逆時針方向的大小相等的電流

時，經測量可得M點的磁感應強度大小為Bi、N點的磁感應強度大小為B?,如果將右側的

金屬環B取走，P點的磁感應強度大小應為

-w~0，g~r

AB

A.B「B\B.4一件C.D.今

多選題7.如圖，在方向水平向右、磁感應強度為5的勻強磁場中，垂直于磁場和紙面放入

一根電流方向垂直于紙面向外的通電直導線，在以導線為中心，半徑為『的圓周上有對稱的

a、b、。、d四個點，則下列說法正確的是（）

〃0*d

-----------?---------->

A.。點的實際磁感應強度大于c點實際磁感應強度B.。點的實際磁感應強度小于c點

實際磁感應強度

C.b、d兩點的實際磁感應強度方向相同D.b.d兩點的實際磁感應強度大小相等

多選題8.如圖所示，兩根相互平行的長直導線過紙面上的〃、N兩點，且與紙面垂直，導

線中通有大小相等、方向相反的電流。a、6在N的連線上，c、“在一條直線上,

。為連線的中點，且°、b、c、d到。點的距離均相等。關于以上幾點處的磁場，下列

說法正確的是（）

區…/3……0

M'、、N

'、?d

A.a、6兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同

B.c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同

C.C、［兩點處的磁感應強度大小相等，方向不相同

D.。點處的磁感應強度為零

單選題9.如圖所示，完全相同的甲、乙兩個環形電流同軸平行放置，甲的圓心為。，乙

的圓心為。2,在兩環圓心的連線上有a、b、c三點，其中°。尸。仍=%。2=。2以此時a點的

磁感應強度大小為8/,6點的磁感應強度大小為星。當把環形電流乙撤去后，。點的磁感應

強度大小為（）

八八

VV

甲

C.B2-B1

單選題10.如圖所示，四根通有大小相等且為恒定電流的長直導線垂直穿過xoy平面，1、

2、3、4直導線與xoy平面的交點成邊長為2a的正方形且關于x軸和y軸對稱，各導線中電

流方向已標出，已知通電無限長直導線產生的磁感應強度大小與到直導線距離成反比，設1

導線在。點產生的磁感應強度為3。，下列說法正確的是（）

2

◎

A.4根直導線在。點的磁感應強度大小為0

B.直導線1、2之間的相互作用力為吸引力

C.直導線1、2在。點的合磁場的磁感應強度大小為2瓦

D.直導線2受到直導線1、3、4的作用力合力方向指向。點

單選題11.中國宋代科學家沈括在《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，地球周圍地磁場分布示意圖如圖。

結合上述材料，下列說法正確的是（）

、J地球自轉方向

A.地理南、北極與地磁場的南、北極重合

B.地球內部也存在磁場，地磁南極在地理南極附近

C.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行

D.若地磁場是由地球本身帶電，因自轉而產生，則地球必帶負電

單選題12.己知電流為/的通電直導線,在距離直導線r處產生的磁場的磁感應強度為

r

圖甲中一半徑為R的圓形區域上沿豎直直徑放置一通電直導線，圖乙為平行放置的三根通

電直導線，兩側直導線與中間直導線的距離均為0,圖丙和圖丁均為在邊長為a的正方形的

四個頂點分別放置的、垂直紙面的通電直導線，導線間距離及導線中電流的大小和方向已在

圖中標出。下列說法正確的是（）

A.圖甲中圓形區域的磁通量不為零

B.圖乙中通有電流的直導線所受安培力不為零

C.圖丙中。點的磁感應強度大小為逆”

a

D.圖丁中。點的磁感應強度為漢電

a

單選題13.如圖所示為溫度自動報警器的工作原理圖，圖中1是電磁鐵、2是銜鐵，5是水

銀溫度計（水銀導電）。常溫下3觸點處于斷開狀態4觸點處于閉合狀態，則下列說法正確

的是（）

電源電源

A.當溫度低于警戒溫度時電磁鐵磁性增強，3觸點閉合4觸點斷開

B.此裝置為低溫報警裝置，溫度低于警戒溫度時，電鈴報警

C.此裝置為高溫報警裝置，溫度高于警戒溫度時，指示燈亮

D.要提高報警時的警戒溫度應使導線AB短些

單選題14.在磁感應強度為紜、方向豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導線,

電流的方向垂直于紙面向里。如圖所示，。、6、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四

點，其中c點的磁感應強度為2紜，則下列說法正確的是（）

A.d點的磁感應強度為血”

B.b、d兩點的磁感應強度相同

C.。點的磁感應強度在四個點中最大

D.6點磁感應強度與豎直方向成45。斜向右上方

單選題15.有關磁場的物理概念，下列說法中錯誤的是（）

A.磁感應強度是描述磁場強弱的物理量，是矢量

B.磁感應強度的方向跟產生磁場的電流方向有關

C.磁感應強度的方向跟放入磁場中的受磁場力作用的電流方向有關

D.磁感線的切線方向表示磁場的方向，其疏密表示磁感應強度的大小

單選題16.如圖所示，一根通電直導線垂直放在磁感應強度為1T的勻強磁場中，以導線為

中心，半徑為R的圓周上有a、b、c、d四個點，已知c點的實際磁感應強度為0,則下列

說法中正確的是（）

A.直導線中電流方向垂直紙面向里

B.d點的磁感應強度為0

C.。點的磁感應強度為2T,方向向左

D.6點的磁感應強度為gT，方向斜向下，與8成45。角

單選題17.分別置于a、b兩處的長直導線垂直紙面放置，通有大小相等的恒定電流，方向

如圖所示，a、b、c、d在一條直線上，且ac=cb=6d。已知c點的磁感應強度大小為4，d

點的磁感應強度為易。若將6處導線的電流切斷，則（）

（?）---?-----------?

acbd

A.c點的磁感應強度大小變為片-鳥，4點的磁感應強度大小變為gq一當

B.c點的磁感應強度大小變為呂-5，d點的磁感應強度大小變為:層-4

C.c點的磁感應強度大小變為;4，d點的磁感應強度大小變為;4一與

D.c點的磁感應強度大小變為,d點的磁感應強度大小變為;與-4

單選題18.將兩塊相同磁鐵的同名端相互緩慢靠近，手對磁鐵做正功，人體消耗了能量。

為了解釋能量的去向，小明根據重力做功與重力勢能改變的關系猜想，能量轉化成了“磁勢

能”。若“磁勢能”真的存在，取無窮遠為參考面，則下列說法中錯誤的是（）

SN

Ns-

N

s-

12

A.磁場力做正功時，“磁勢能”減少

B.兩塊磁鐵之間“磁勢能”的大小不僅與相對距離有關，還與“磁極”的相對位置有關

C.如圖所示的情景，1和2狀態磁勢能的大小關系為昂］〉心2

D.如圖所示的情景，1和2狀態磁勢能的大小關系無法確定

單選題19.如圖所示，兩根垂直紙面放置的直導線，通有大小相同、方向相反的電流。O

為兩導線連線的中點，P、。是兩導線連線中垂線上的兩點，且OP=。。。以下說法正確的

是（）

A.O點的磁感應強度為零

B.P、0兩點的磁感應強度方向相同

C.若在尸點放置一條電流方向垂直紙面向里的通電導線，其受力方向為PT。

D.若在。點放置一條電流方向垂直紙面向里的通電導線，其受力方向為。一。

單選題20.在正三角形N3C的三個頂點N、B、C處，各固定有一根垂直于三角形的長直導

線，每根導線通有大小相同的恒定電流，電流方向如圖所示，己知導線A受到的安培力大

小為R則導線C受到的安培力（）

/\

A.大小為尸，方向平行向左下

B.大小為R方向平行向右上

C.大小為內下，方向垂直向右下

D.大小為6尸，方向垂直向左上

單選題21.如圖所示，在磁感應強度大小為紜的勻強磁場中，有一正方形48cD。A點有

一根垂直于/BCD平面的直導線。當導線中通有圖示方向的電流時，。點的磁感應強度為0。

則3點的磁感應強度大小為（）

5c

AG）---------------------'D

A.0B.BoC.42B0D.22。

單選題22.下列各圖中，己標出電流/及其產生的磁場的磁感應強度8的方向，其中正確

的是（）

多選題23.在磁感應強度為線、方向豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導線,

電流的方向垂直于紙面向里。如圖所示，。、6、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四

A.b、d兩點的磁感應強度相同

B.b、d兩點的磁感應強度方向相反

C.c點的磁感應強度的值最小

D.。點的磁感應強度的值最大

答案

第一節

1.B

【詳解】A.小磁針處于地磁場和電流磁場中，其指向是合磁場的方向，根據安培定則和平

行四邊形法則，可判斷直導線的電流應是由南向北，故A錯誤；

B.若將導線中的電流增大，則向西的電流磁場增大，合磁場方向將向西偏一點，即小磁針

N極將略向西偏轉，故B正確；

C.若將小磁針移到導線上方，則導線上方的電流磁場向東，與向北的磁場合成，合磁場方

向是是東偏北，則小磁針靜止時N極指向東偏北方向，故C錯誤；

D.若電流反向，則電流磁場也反向，即向東，那么合磁場方向是東偏北，故D錯誤。

故選B。

2.D

【詳解】/處導線與8處導線在。處的磁感應強度均為2,方向如圖，夾角120。，二者磁

感應強度的矢量和為8,方向豎直向下；同理。處導線在O處的磁感應強度的矢量和也

為豎直向下的距F、。處導線在。的磁感應強度均為豎直向下的2,所以。處的磁感應強

度為4B,方向豎直向下。

故選D。

【詳解】根據安培定則可判斷左邊導線刀在連線中點處的磁感應強度以方向豎直向上，根

據小磁針靜止時N極所指的方向為磁場方向，可知該點合磁感應強度豎直向下，則右邊導

線上在該處形成的.磁感應強度現一定豎直向下，且上＞氏，所以/2＞刀。根據安培定則可

知，右邊導線中電流方向垂直紙面向外。

故選B。

4.B

【詳解】根據題意可知，尸、。、R到。點的距離均相等，當直導線I和ni中通有大小相等

方向相反的電流/,導線II中沒通過電流，。點處的磁感應強度大小為3,設每根導線在O

點處的磁感應強度大小為紜，則有

8=2為

若直導線I和n中通有大小相等方向相反的電流/,導線ni中沒通過電流，則o點處的磁感

應強度大小為

B'=V25o

聯立可得

B'=—B

2

故選B。

5.C

【詳解】根據右手螺旋定則得出兩電流在〃點的磁場方向，如圖，

H

分、

，，、

，，、

?---------0

，2，2

因為故//產生的磁場大于/2產生的磁場，根據平行四邊形定則知〃點的合場強可能

為以方向.

A.況與分析結果不符，A錯誤.

B.&與分析結果不符，B錯誤.

C.以與分析結果相符，C正確.

D.%與分析結果不符，D錯誤.

6.B

【詳解】對于圖中單個環形電流，根據安培定則，其在軸線上的磁場方向均是向左，故尸

點的磁場方向也是向左的.設=OlN=NO2=O2P=l,設單個環形電流在距離中點I位置

的磁感應強度為Bxl,在距離中點31位置的磁感應強度為5*,故M點磁感應強度Bx=Bll+B3I,

D

N點磁感應強度B2=B“+Bu,當拿走金屬環8后，尸點磁感應強度BHi-冷,B正

確；故選B.

【點睛】本題研究矢量的疊加合成（力的合成，加速度，速度，位移，電場強度，磁感應強

度等），滿足平行四邊形定則；掌握特殊的方法（對稱法、微元法、補償法等）.

7.AD

【詳解】解用右手螺旋定則判斷通電直導線在abed四個點上所產生的磁場方向，如圖所示:

b\o以

—\—三^

▼>

--------?-------->

AB.電流在0點產生的磁感應強度和原磁感應強度方向相同，實際磁感應強度是兩者之和，

電流在c點產生的磁感應強度和原磁感應強度方向相反，實際磁感應強度是兩者之差，所以

。點的實際磁感應強度大于c點實際磁感應強度，故A正確，B錯誤；

CD.6點有向右的磁場，還有電流產生的向下的磁場，疊加后磁感應強度的方向向右下，

利用勾股定理即可求出大小，4點有向右的磁場，還有電流產生的向上的磁場，疊加后磁感

應強度的方向向右上，利用勾股定理即可求出大小，6、d兩點的實際磁感應強度大小相等,

方向不同，故C錯誤，D正確；

故選ADt,

8.AB

【詳解】A.M點處導線在。處產生的磁場方向豎直向下，在6處產生的磁場方向豎直向下,

N點處導線在a處產生的磁場方向豎直向下，6處產生的磁場方向豎直向下，導線中通有大

小相等，根據場強的疊加知，6兩點處磁感應強度大小相等，方向相同，A正確；

BC.c、d兩點處的處的磁感應強度如圖所示

導線中通有大小相等，根據場強的疊加知，c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同,

B正確，C錯誤；

D.根據右手螺旋定則，M點處導線在。點產生的磁場方向豎直向下，N點處導線在。點

產生的磁場方向豎直向下，合成后磁感應強度不等于0,D錯誤。

故選AB-

9.A

【詳解】由右手螺旋定則可知，甲、乙兩環在6點產生的磁感應強度方向相同（水平向左）,

大小相等，均為號，由對稱性可知，甲環在。點產生的磁感應強度方向水平向左，大小為與，

。點的磁感應強度方向水平向左，大小為3,可知乙環在。點產生的磁感應強度大小為

4-與，由對稱性可知，乙環撤去后，甲環在c點產生的磁感應強度大小為鳥-等。

故選Ao

10.A

【詳解】AC.根據安培定則判斷四根導線在。點產生的磁感應強度的方向分別為：1導線

產生的磁感應強度方向為。4方向；3導線產生的磁感應強度方向為。2方向；同理，2導線

產生的方向為。3方向，4導線產生的方向為O1方向；則根據平行四邊形定則進行合成可

知，四根導線同時存在時。點的磁感應強度大小為0,直導線1、2在。點的合磁場的磁

感應強度大小為血坳，故A正確，C錯誤。

B.直導線1、2電流方向相反，根據平行通電導線作用規律，直導線1、2之間的相互作

用力為排斥力，故B錯誤；

D.無限長直導線產生的磁感應強度大小與到直導線距離成反比，即1導線在。點

r

產生的磁感應強度為反，則1、3在2的磁感應強度為Y雙，方向分別沿著23和12方向；

2

故1、3在2的磁感應強度合成為

亞?與BO=B。

沿13方向；直導線4在2的磁感應強度為白，方向沿31方向，直導線1、3、4在2處

的合磁場為,，方向沿13方向，則由左手定則，直導線2受到直導線1、3、4的作用力

合力方向沿著42方向，不指向。點，故D錯誤；

故選Ao

11.D

【詳解】A.地理南、北極與地磁場的南、北極不重合，而是有一定的夾角，即為磁偏角，

A錯誤；

B.磁場是閉合的曲線，地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近，B錯誤；

C.磁場是閉合的曲線，地球磁場從南極附近出發，從北極附近進入地球，組成閉合曲線，

不是地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行，C錯誤；

D.地球自西向東轉，地磁的南極在地理的北極附近，根據安培定則結合安培環流假說可知

形成地磁場的原因可能是帶負電的地球自轉引起的，D正確。

故選D。

12.D

【詳解】A.圖甲中，由安培定則知，左側半圓內的磁感線方向垂直紙面向里，右側半圓內

的磁感線方向垂直紙面向外，兩側磁場關于直導線對稱，可知通過該圓形區域的磁通量為零,

A錯誤；

B.圖乙中，左右兩側的通電直導線在中間導線處產生的磁場的磁感應強度大小相等，方向

相反，合磁感應強度為零，由

F女=BIL

知，中間通有電流//的直導線所受安培力為零，B錯誤；

C.圖丙中，一個直導線在。點產生的磁場的磁感應強度

kl41

D=-y=-=til

72aa

-I-

由磁場疊加原理可知，。點磁感應強度

nclyflkl…4kl

B=2X———cos45°=——

2一aa

c錯誤;

D.圖丁中，對角線兩端電流方向相同的兩根直導線在。點產生的合磁場的磁感應強度為零,

對角線電流方向相反的兩根直導線在。點產生的合磁場的磁感應強度

c?kl2近Id

DB=2X-------=---------

3aa

D正確。

故選D。

13.D

【詳解】A.當溫度低于警戒溫度時電磁鐵磁性不通電，無磁性，3觸點斷開，4觸點閉合,

故A錯誤；

BC.此裝置為高溫報警裝置，溫度高于警戒溫度時，電磁鐵有磁性，3觸點閉合，4觸點斷

開，電鈴報警，指示燈熄滅，溫度低于警戒溫度時，電磁鐵無磁性，3觸點斷開，4觸點閉

合，指示燈亮，電鈴不響，故BC錯誤；

D.要提高報警時的警戒溫度應使導線AB短些，這樣當溫度升得更高時，控制電路才能接

通，電磁鐵才有磁性，電鈴報警，故D正確。

故選D。

14.C

【詳解】ABD.由安培定則可知，通電直導線在c點的磁感應強度豎直向下，由于c點的磁

感應強度為2穌，則通電直導線在c點的磁感應強度大小為32。，則通電直導線在d點的磁

感應強度大小也為線，方向水平向右，故4點的磁感應強度為

統=履+(3綜＞3片

方向斜向右上方，同理，通電直導線在6點的磁感應強度大小也為線，方向水平向左，故6

點的磁感應強度為

紇=1以+(3為了

方向斜向左上方，故ABD錯誤；

C.由安培定則可知，通電直導線在a點的磁感應強度大小為紜，方向豎直向上，則在。點

的磁感應強度為4綜，方向豎直向上，故a點的磁感應強度在四個點中最大，C正確。

故選C。

15.C

【詳解】磁感應強度是矢量，既有大小，又有方向；用來表示磁場強弱的物理量；故A正

確；磁感應線的切線方向表示磁場的方向，也與磁感應強度的方向相同，其疏密表示磁感應

強度的大小，故D答案正確；電流能夠產生磁場，其磁感應強度的方向與與電流的方向有

關，即滿足安培定則，故B正確；而磁感應強度的大小與方向是磁場自身的屬性，與放在

磁場中的電流受力的情況無關，故C是錯誤的；因本題選錯誤的選項，故答案為C.

16.D

【詳解】A.根據題意可知c點的磁感應強度為0,則直導線在。點的磁感應強度水平向左，

根據安培定則可知直導線的電流方向垂直紙面向外，故A錯誤；

B.直導線在d點的磁感應強度豎直向上，勻強磁場的磁感應強度水平向右，合磁感應強度

不為0,故B錯誤；

C.直導線在。點的磁感應強度水平向右，與勻強磁場的磁感應強度方向相同，結合。點的

磁感應強度為0可知。點的磁感應強度為2T,方向向右，故C錯誤；

D.直導線在6點的磁感應強度豎直向下，與勻強磁場的合磁感應強度為亞T，方向斜向下,

與2成45。角，故D正確。

故選D。

17.C

【詳解】設。導線在c點的磁感應強度大小為8,在4點的磁感應強度大小為"，根據右手

螺旋定則有

Bi=2B

B2=B-B'

聯立兩式解得

1.1

B=_B[,B=—B,—B?

221

18.D

【詳解】A.由圖1分析，重力做功時，重力勢能減少，所以磁場力做負功時，“磁勢能”增

加，可知磁場力做正功時，“磁勢能”減少，A正確，不符合題意；

B.因為重力勢能的大小，與物體和地球的相對距離有關，所以兩塊磁鐵之間“磁勢能”的大

小不僅與相對距離有關；又因為磁極處的磁場最強，所以“磁勢能”還與“磁極”的相對位置有

關，B正確，不符合題意；

CD.類比重力勢能，兩塊磁鐵相距無窮遠時“磁勢能”等于零，所以

Epi>0

Epz<0

所以

Epi>Ep2

C正確，不符合題意，D錯誤，符合題意。

故選D。

19.B

【詳解】A.根據安培定則可知，導線。在。點的磁感應強度方向豎直向下，導線6在。

點的磁感應強度方向也是豎直向下，故。點的磁感應強度不為零，選項A錯誤