2026年高考物理一轮复习第38讲磁场及其对电流的作用(复习讲义)(安徽专用)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮复习第38讲磁场及其对电流的作用(复习讲义)(安徽专用)(学生版+解析)，共9页。学案主要包含了安培定则的应用和磁场的叠加，磁场的叠加，与安培力有关的力学综合问题等内容，欢迎下载使用。
01 \l "_Tc12066" 考情解码· 命题预警 PAGEREF _Tc12066 \h 2
\l "_Tc18580" 02体系构建 ·思维可视 PAGEREF _Tc18580 \h 3
\l "_Tc11004" 03 核心突破 靶向攻坚 PAGEREF _Tc11004 \h 4
\l "_Tc17207" 考点一 安培定则的应用和磁场的叠加 PAGEREF _Tc17207 \h 4
\l "_Tc6431" 知识点一 环形电流和直线电流安培定则的比较 PAGEREF _Tc6431 \h 4
\l "_Tc25805" 知识点二 磁场的叠加 PAGEREF _Tc25805 \h 4
\l "_Tc24064" 考向1 磁场及磁感线 PAGEREF _Tc24064 \h 4
\l "_Tc20578" 考向2 磁场的叠加 PAGEREF _Tc20578 \h 5
\l "_Tc18239" 考点二 安培力的分析与计算 PAGEREF _Tc18239 \h 7
\l "_Tc202" 知识点一 安培力的方向 PAGEREF _Tc202 \h 7
\l "_Tc8497" 知识点二 安培力的大小 PAGEREF _Tc8497 \h 7
\l "_Tc6809" 考向1 安培力的方向 PAGEREF _Tc6809 \h 8
\l "_Tc8244" 考向2 安培力的大小 PAGEREF _Tc8244 \h 10
\l "_Tc1406" 考点三 与安培力有关的力学综合问题 PAGEREF _Tc1406 \h 11
\l "_Tc16704" 知识点 安培力做功的特点和实质 PAGEREF _Tc16704 \h 11
\l "_Tc1193" 考向1 安培力作用下的平衡问题 PAGEREF _Tc1193 \h 11
\l "_Tc22467" 考向2 安培力作用下的加速问题 PAGEREF _Tc22467 \h 13
\l "_Tc4036" 04真题溯源·考向感知 PAGEREF _Tc4036 \h 14

考点一 安培定则的应用和磁场的叠加
\l "_Tc25045" 知识点一 环形电流和直线电流安培定则的比较
\l "_Tc25045" 知识点二 磁场的叠加
磁感应强度为矢量，合成与分解遵从平行四边形定则
得分速记
磁场叠加问题的一般解题思路：
(1)确定磁场场源；
(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则及其他已知条件判定各个场源在这一点上产生的磁场的磁感应强度的大小和方向。
(3)应用平行四边形定则进行合成。
\l "_Tc17630" 考向1 磁场及磁感线
例1 （2025·湖南娄底·模拟预测）关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（ ）
A．磁极间的相互作用是直接接触产生的
B．磁场是看不见摸不着，人们假想存在的物质
C．磁场是客观存在的物质
D．磁感线是客观存在的物质
【变式训练1】（2025·安徽安庆·模拟预测）（多选）奥斯特寻找电和磁的联系时做了大量的实验，引起了同学们的探究热情。图甲中的小磁针a置于通电导线环的中心，图乙中的小磁针b置于通电导线的延长线；图丙、丁中的小磁针c和d置于平行通电导线之间的中线上，且两通电导线的电流大小相等。下列说法正确的是（ ）
A．甲图中小磁针a最终静止时，N极指向垂直纸面向外
B．乙图中小磁针b最终静止时，N极指向垂直纸面向外
C．丙图中小磁针c最终静止时，N极指向垂直纸面向外
D．丁图中小磁针d最终静止时，N极指向垂直纸面向外
【变式训练2·变考法】（2025·北京朝阳·一模）如图所示，光滑水平面上的铜球可绕竖直轴、水平轴或水平轴转动。如果铜球表面有明显的图案，可以观察它的转动情况；或者用手触摸它，通过感受力的作用可判断它的转动情况。有人设想：如果铜球表面没有图案且绝对光滑，此时判断转动情况是不容易的。若水平面绝缘，用以下方法一定能够判断光滑铜球是否在转动和转动方向的是（ ）
A．沿方向滴下一小滴红墨水，观察红墨水落在水平面上的痕迹
B．用另一等大的圆球沿直线撞击铜球，观察两球碰后的运动方向
C．用电子束使铜球带电，测量球带电前后轴上某点的磁感应强度的变化
D．把磁铁的磁极沿轴方向放置，观察铜球相对磁铁位置的变化
\l "_Tc17630" 考向2 磁场的叠加
例2 （2025·安徽安庆·模拟预测）（多选）已知通电的长直导线在周围空间某位置产生的磁场磁感应强度大小与电流强度成正比，与该位置到长直导线的距离成反比。如图所示，现有通有电流的两根长直导线分别固定在正方体的两条边dh和hg上，彼此绝缘，电流方向分别由流向、由流向。已知由流向的电流大小是由流向的电流大小的一半，顶点a、c、e三点的磁感应强度大小分别为、、，则下列比值正确的是（ ）
A．B．C．D．
磁场叠加问题的一般解题思路：
(1)确定磁场场源，如通电直导线。
(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则及其他已知条件判定各个场源在这一点上产生的磁场的磁感应强度的大小和方向。如图中BM、BN分别为M、N在c点产生的磁场的磁感应强度。
(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中c点的合磁场的磁感应强度B。
【变式训练1】（2025·陕西西安·模拟预测）（多选）在图示的直角坐标系xOy中，有三条相互平行的长直通电导线，分别位于处，导线中电流方向如图所示，大小分别为已知通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小（其中k是常量、I是电流大小、r是该点到导线的距离）。下列判断正确的是（ ）
A．处的磁感应强度大小为B．处的磁感应强度大小为0
C．y=0处导线受到的安培力方向沿y轴负方向D．处导线受到的安培力方向沿y轴负方向
【变式训练2·变考法】在无限长通电直导线周围某点产生的磁感应强度B与距离r的一次方成反比，可表示为。现有一半径为R的薄壁长圆筒如图1，其壁上通有电流I0，在筒内侧磁感应强度处处为0，筒外侧磁场可等效为一位于圆筒中心电流强度为I0的长直导线所产生，则（ ）
A．若电流变为2I0时，圆筒侧壁单位面积受到的压力变为原来的2倍
B．如图2，若在圆筒外侧同轴心放置一逆时针的圆形电流，则圆形电流受到圆筒的吸引力
C．如图3，若在圆筒轴线放置一反向电流也为I0长直细导线，则圆筒左侧壁对细导线的作用力向左
D．如图3，若在圆筒轴线放置一反向电流也为I0长直细导线，则圆筒侧壁单位面积受到直导线的作用力大小为

考点二 安培力的分析与计算
\l "_Tc16775" 知识点一 安培力的方向
(1)用左手定则判断：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向电流的方向，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)安培力方向的特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面。
(3)推论：两平行的通电直导线间的安培力——同向电流互相吸引，反向电流互相排斥。
\l "_Tc16775" 知识点二 安培力的大小
F＝IlBsinθ(其中θ为B与I之间的夹角)。如图所示：
(1)I∥B时，θ＝0或θ＝180°，安培力F＝eq \x(\s\up1(07))0。
(2)I⊥B时，θ＝90°，安培力最大，F＝eq \x(\s\up1(08))IlB。
得分速记
1.应用公式F＝IlBsinθ计算安培力时的注意事项
(1)当B与I垂直时，F最大，F＝IlB；当磁感应强度B的方向与电流I的方向的夹角为θ时，F＝IlBsinθ；当B与I平行时，F＝0。
(2)l是有效长度
弯曲导线的有效长度l，等于连接两端点线段的长度；相应的电流沿l由始端流向末端。
推论：垂直磁场的闭合线圈通电后，在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。
考向1 安培力的方向
例1 （2025·江苏徐州·模拟预测）如图所示，三根相邻的平行导线，通电后由于安培力作用会产生一定形变，且受力越大形变越大。当导线中通过大小相同的电流时，若用虚线代表通电后的导线位形，下图可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【变式训练1】（2025·河南南阳·模拟预测）如图所示，把扁平状强磁铁的N极吸附在螺丝钉的后端，让其位于磁铁中心位置。取一节大容量干电池，让它正极朝下，把带上磁铁的螺丝钉的尖端吸附在电池正极的铁壳帽上。将导线的一端接到电池负极，另一端轻触磁铁的侧面。此时磁铁、螺丝钉和电源就构成了一个回路，螺丝钉就会转动，这就成了一个简单的“电动机”。设电源电动势为E，电路总电阻为R，则下列判断正确的是（ ）
A．螺丝钉俯视逆时针快速转动，回路中电流
B．螺丝钉俯视顺时针快速转动，回路中电流
C．螺丝钉俯视逆时针快速转动，回路中电流
D．螺丝钉俯视顺时针快速转动，回路中电流
【变式训练2】（2025·贵州·模拟预测）某区域内有水平方向的匀强磁场，在磁场中放一电流方向垂直纸面向里的无限长直导线后，磁感线的分布如图中曲线所示。关于匀强磁场的磁感应强度B的方向和通电导线所受安培力F的方向，下列说法正确的是（ ）
A．B向右，F向上B．B向右，F向下
C．B向左，F向上D．B向左，F向下
考向2 安培力的大小
例2（2025·陕西西安·模拟预测）如图所示，为三根材料、粗细均相同的金属棒PO、QO、MN，其中PO、QO固定，MN长为L，且搭在PO、QO上，构成的三角形MON为等边三角形。在三角形的内部（包括边界）存在垂直纸面向里的匀强磁场，金属棒MN与PO、QO的交点处分别接在输出电压恒定的直流电源上，三根金属棒整体所受安培力为F，把金属棒MN向下平移x距离，则三根金属棒整体所受安培力为（ ）
A．B．FC．xFD．
【变式训练1】（2025·湖南长沙·一模）在水平光滑绝缘桌面上，放置一个半径为R的超导导线环，其中通过的电流为I。穿过导线环垂直桌面向下有一个匀强磁场，导线环全部位于磁场中，磁感应强度为B，则导线环各截面间的张力为（ ）。
A．B．C．0D．
【变式训练2】（2025·湖北·二模）如图所示，正六边形线框的六条边和对角线均用完全相同材质和粗细的金属棒，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点、与直流电源两端相接，已知导体棒受到的安培力大小为，则线框受到的安培力的大小为（ ）
A．B．C．7FD．

考点三 与安培力有关的力学综合问题
\l "_Tc16775" 知识点 安培力做功的特点和实质
(1)特点：安培力做功可能与路径有关，这一点与静电力不同。
(2)实质：安培力做正功时，将电源的能量转化为导体的机械能；安培力做负功时，将机械能转化为电能(电磁感应)。
考向1 安培力作用下的平衡问题
例1 （2025·安徽安庆·模拟预测）如图所示，一质量为m、长为L的导体棒水平放置在倾角为θ的光滑斜面上，整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中。当导体棒中通有垂直纸面向里的恒定电流I时，磁场的方向由垂直于斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，导体棒始终静止，重力加速度大小为g，则磁感应强度大小的取值范围是（ ）
A．B．C．D．

与安培力有关的力学问题的解题关键
——将立体图转化为平面图
为了清晰准确地表示出B、I和安培力F的方向，以便进一步画出导体的受力示意图，应通过画俯视图、剖面图或侧视图，将表示B、I和F方向的立体图转化为平面图。
【变式训练1·变载体】（2025·重庆·三模）如图，固定的光滑绝缘转动轴两端通过等长的不可伸长轻质软导线连接并悬挂长为、质量为的细导体棒，空间存在辐向分布磁场(方向已标出)，保证导体棒移动过程中磁场方向总是垂直于导体棒，导体棒所在处的磁感应强度大小均为，开始时导体棒静止在最低点。现给导体棒通电流，若仅通过改变导体棒中的电流大小，使导体棒由最低点缓慢移动到悬线呈水平状态，则在这个过程中（ ）
A．导体棒中电流方向为由指向
B．导体棒中电流应逐渐变大
C．悬线对导体棒的拉力一直增大
D．安培力对导体棒不做功
【变式训练2】（2025·山东泰安·模拟预测）如图所示为硬通电直导线a、b的截面图，二者平行且长度相同，a导线固定在O点正下方的地面上，b导线通过绝缘细线悬挂于O点，已知Oa=Ob，a导线通以垂直纸面向里的恒定电流，b导线通过细软导线与电源相连（忽略b与细软导线之间的相互作用力）。开始时，b导线静止于实线位置，Ob与竖直方向夹角为θ，将b中的电流缓慢增加，b缓慢移动到虚线位置再次静止，虚线与Ob夹角为θ（2θ