2026年高考物理一轮复习(通用版)第46讲磁场及其对电流的作用(复习讲义)(学生版+解析)

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\l "_Tc212715381" 02体系构建•思维可视 PAGEREF _Tc212715381 \h 3
\l "_Tc212715382" 03核心突破•靶向攻坚 PAGEREF _Tc212715382 \h 5
\l "_Tc212715383" 考点一 磁场及磁感应强度 PAGEREF _Tc212715383 \h 5
\l "_Tc212715384" 知识点1 磁场及磁场的基本性质 PAGEREF _Tc212715384 \h 5
\l "_Tc212715385" 知识点2 磁感应强度 PAGEREF _Tc212715385 \h 5
\l "_Tc212715386" 知识点3 磁感线及安培定则 PAGEREF _Tc212715386 \h 5
\l "_Tc212715387" 知识点4 地磁场 PAGEREF _Tc212715387 \h 6
\l "_Tc212715388" 知识点5 磁场的叠加 PAGEREF _Tc212715388 \h 7
\l "_Tc212715389" 知识点6 磁通量 PAGEREF _Tc212715389 \h 7
\l "_Tc212715390" 考向1 磁场及安培定则的应用 PAGEREF _Tc212715390 \h 7
\l "_Tc212715391" 【思维建模】 安培定则的应用 PAGEREF _Tc212715391 \h 8
\l "_Tc212715392" 考向2 磁感应强度与磁场叠加问题 PAGEREF _Tc212715392 \h 9
\l "_Tc212715393" 【思维建模】 磁感应强度B与电场强度E的比较 PAGEREF _Tc212715393 \h 9
\l "_Tc212715394" 考点二 安培力 PAGEREF _Tc212715394 \h 10
\l "_Tc212715395" 知识点1 安培力的方向 PAGEREF _Tc212715395 \h 10
\l "_Tc212715396" 知识点2 安培力大小 PAGEREF _Tc212715396 \h 10
\l "_Tc212715397" 知识点3 安培力做功问题 PAGEREF _Tc212715397 \h 11
\l "_Tc212715398" 知识点4 求解安培力作用下导体平衡或加速问题的基本思路 PAGEREF _Tc212715398 \h 11
\l "_Tc212715399" 知识点5 安培力作用下导体运动情况判定的五种方法 PAGEREF _Tc212715399 \h 12
\l "_Tc212715400" 考向1 安培力的大小及方向 PAGEREF _Tc212715400 \h 13
\l "_Tc212715401" 考向2 安培力作用下导体运动情况的判断 PAGEREF _Tc212715401 \h 14
\l "_Tc212715402" 考向3 安培力作用下导体的平衡问题 PAGEREF _Tc212715402 \h 15
\l "_Tc212715403" 考向4 安培力作用下导体的加速问题 PAGEREF _Tc212715403 \h 16
\l "_Tc212715404" 04真题溯源•考向感知 PAGEREF _Tc212715404 \h 17



考点一 磁场及磁感应强度
\l "_Tc25045" 知识点1 磁场及磁场的基本性质
1.磁场：磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种_________.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场.
2.磁场的基本性质：磁场对处于其中的___________________________有力的作用.
3.磁场的方向：规定在磁场中任一点___________________________（或者小磁针静止时N极的指向）就是那一点的磁场方向.
\l "_Tc25045" 知识点2 磁感应强度
1.物理意义：描述磁场的_________和_________。
2.定义式：B=FIl(通电导线垂直于磁场的情况下)。
3.方向：磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的_________，即___________________________，也是通过该点的__________________.
4.单位：特斯拉，简称特，符号为T。
5.磁感应强度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四边形定则，注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向.
\l "_Tc25045" 知识点3 磁感线及安培定则
1.定义：在磁场中_________地画出一系列曲线，曲线的___________________________，曲线的_________能定性地表示_________，这一系列曲线称为磁感线.
2.磁感线的特点
1) 磁感线上某点的_________方向就是该点的磁场方向。
2) 磁感线的疏密程度定性地表示磁场的_________。
3) 磁感线是_________，没有起点和终点，在磁体外部，从_________指向_________；在磁体内部，由_________指向_________。
4) 同一磁场的磁感线____________________________________。
5) 磁感线是___________________________。
3. 安培定则
4.匀强磁场：磁场中各点的磁感应强度的___________________________，磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线．
\l "_Tc25045" 知识点4 地磁场
地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个:
1. 地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近.
2. 地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.
3. 在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北.
\l "_Tc25045" 知识点5 磁场的叠加
1.空间中的磁场通常涉及多个磁场的叠加,磁感应强度是_________,可以通过__________________进行计算或判断.通常考题中出现的磁场不是匀强磁场
2.解题思路
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产生的磁场的方向．如图所示为M、N在c点产生的磁场BM、BN.
3）应用平行四边形定则进行合成，如图中的B为合磁场．
\l "_Tc25045" 知识点6 磁通量
1.定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量
2.定义式:.
特别提醒：加速的两个计算式
如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′，即
3.国际单位:Wb
4.磁通量是标量，但是有正负。求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正.反之，磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和.
\l "_Tc17630" 考向1 磁场及安培定则的应用
例1（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
【变式训练1·变情境】（2025·广东·模拟预测）“探索自然、创建未来”，在我市某校小学科技节中，二年级四班开展的是“电与磁”的体验，具体要求如下图海报所示，作为大哥哥、大姐姐你应该对小朋友做出怎样的最佳建议？闭合开关前（ ）
A．调整指南针位置，使指南针与其上方导线平行
B．调整指南针位置，使指南针与其上方导线垂直
C．调整导线位置，使导线与其下方指南针垂直
D．调整导线位置，使导线与其下方指南针平行
【思维建模】 安培定则的应用
在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”。
\l "_Tc16322" 考向2 磁感应强度与磁场叠加问题
例2（2025·山东枣庄·三模）我国特高压输电技术全球领先，如图甲所示为特高压输电线路，其中每组输电线都由6根相互平行的水平长直导线组成，使用六分裂间隔棒固定，使每组导线的横截面呈正六边形，中心为O，截面图如图乙所示。每根导线通有大小相等、方向相同的电流，已知单独一根通电导线在O点产生的磁感应强度大小为B。下列说法正确的是（ ）
A．穿过截面abcdef的磁通量不为零
B．导线b受到的安培力方向竖直向下
C．a、b、c三根导线在O点产生的磁感应强度大小为2B
D．a、b、c三根导线在O点产生的磁感应强度方向竖直向下
【变式训练2·变情境】（2025·河南·模拟预测）研究表明，通电直导线周围某点磁感应强度的大小与导线中的电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比。如图所示，AB为水平放置的圆环形线圈的直径，处于同一竖直面内的长直导线和恰与AB构成一等边三角形，线圈与导线间、导线与导线间彼此绝缘，当线圈及导线中通入图示方向的电流时，测得三角形中心O处的磁感应强度大小为1.0T，已知导线中通入的电流大小为中的2倍，导线在O处产生的磁感应强度大小为0.4T，则环形线圈在O处产生的磁感应强度大小为（ ）
A．0.8TB．1.0TC．1.2TD．2.0T
【思维建模】 磁感应强度B与电场强度E的比较

考点二 安培力
安培力：通电导线在磁场中受的力称为安培力。
知识点1 安培力的方向
1. 判断方法：左手定则。伸开左手，使_________与__________________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_________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. 方向特点：F既垂直于B，也垂直于I，所以安培力方向一定垂直于B与I决定的平面(注意B和I可以有任意夹角)。
4.同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
知识点2 安培力大小
1. 适用条件：匀强磁场。
1) 当B、I垂直时，_________。
2) 若B与I夹角为θ，将B沿垂直于I和平行于I的方向正交分解，取垂直分量，可得_________。
得分速记：
1. θ是磁感应强度的方向与导线的夹角。当θ=0或180°，即磁感应强度的方向与导线平行时，F=0。
2. L是有效长度：弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端；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．
知识点3 安培力做功问题
1. 安培力做功与路径有关，这一点与电场力不同。
2. 安培力做功的实质是能量转化。
1）安培力做正功时，将电能转化为导体的机械能或其他形式的能。
2）安培力做负功时，将机械能转化为电能或其他形式的能。
知识点4 求解安培力作用下导体平衡或加速问题的基本思路
求解步骤：选定研究对象→三维图二维平面图→画受力图。
求解关键：①电磁问题力学化.②立体图形平面化.
1.选对象：通电导线或通电导体棒
2.平面化分析力：变立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，导体棒或导线用圆圈⭕表示，电流方向用“×”或“●”表示，由左手定则判断安培力的方向，并画出平面受力分析图，安培力的方向F安⊥B、F安⊥I.如图所示：
3. 列方程：在其他力基础上多一个安培力，根据平衡条件列方程
4. 应用共点力的平衡条件或牛顿第二定律或动能定理列方程解题。
知识点5 安培力作用下导体运动情况判定的五种方法
1. 电流元法：分割为电流元eq \(――――――→,\s\up7(左手定则))安培力方向→整段导体所受合力方向→运动方向
2. 特殊位置法：在特殊位置→安培力方向→运动方向
3.等效法
①环形电流⇌小磁针
②条形磁铁⇌通电螺线管⇌多个环形电流
③管⇌多个环形电流
根据同极相斥、异极相吸判断作用力的方向，进而判断运动方向
4. 结论法：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势
5. 转换研究对象法：先分析电流所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力
考向1 安培力的大小及方向
例3（2025·江苏宿迁·模拟预测）半径为R的圆环放在如图所示的磁场中，磁感应强度大小均为B。圆环的圆心在坐标原点处，通以大小为I的顺时针电流，整个圆环受到的安培力为（ ）
A．2BIR， 竖直向上
B．2BIR，竖直向下
C．BIR，左下方
D．BIR，右下方
【变式训练3·变考法】（2025·湖北恩施·模拟预测）（多选题）长为L的直绝缘棒均匀带电，单位长度带电量为-q，竖直放置从高空由静止释放，做自由落体运动（重力加速度为g），所在空间的地磁场磁感应强度水平分量大小为（方向向北），竖直分量大小为（方向向下），地磁场对棒的作用力很小，对棒的竖直落体运动没有影响，释放后经过时间t，棒还未落地。则此时刻（ ）
A．棒形成的等效电流大小为gtLq，方向向下
B．棒形成的等效电流大小为gtq，方向向上
C．棒受地磁场力大小为，方向向西
D．棒受地磁场力大小为，方向向东
考向2 安培力作用下导体运动情况的判断
例4（2025·江苏南京·模拟预测）通有电流I的直导线竖直放置，且可绕O点向各个方向转动，电流方向如图所示，O为直导线的中心，下列说法正确的是（ ）
A．导线受磁场力的作用，绕O点上端向里，下端向外转动
B．导线受磁场力的作用，绕O点上端向外，下端向里转动
C．导线受磁场力的作用，绕O点在纸面内逆时针方向转动
D．导线不受磁场力的作用，故不转动
【变式训练4·变考法】（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．
考向3 安培力作用下导体的平衡问题
例5（2025·河南洛阳·模拟预测）如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，当棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为。如果仅改变下列某一个条件，能使棒再次平衡时角不变的是（ ）
A．棒中的电流变大B．两悬线等长变短
C．金属棒质量变大D．磁感应强度变大
【变式训练5·变考法】（2025·云南·模拟预测）如图1所示装置中，电源电动势为，内阻为，滑动变阻器连入电路的电阻为。导体棒的质量为，的长度和轻质硬直导线的长度均为，导线与导体棒垂直且三者组成的框架通过、处的导电光滑小环（未画出）可绕水平轴在竖直面内转动，导体棒及所有导线的电阻忽略不计，其侧视图如图2所示。该装置所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。闭合开关后，导线和导体棒恰能在图示位置保持静止，、与竖直方向的夹角为，此时记为时刻。此后磁场的磁感应强度缓慢减小，且在时刻恰好减为零。则时间内，下列说法正确的是（ ）
A．时刻，通过平面的磁通量大小为
B．时间内，通过平面的磁通量改变量大小为
C．时刻，导体棒所受的安培力大小为
D．时刻，导体棒所受的安培力大小为
考向4 安培力作用下导体的加速问题
例6（2025·安徽合肥·模拟预测）电磁轨道炮是利用电磁发射技术制成的先进武器，其发射原理如图所示。开关闭合后，电流沿轨道流过弹丸，同时光滑水平轨道中的电流会在两轨道之间产生竖直方向的磁场，从而使弹丸受到电磁力的作用加速。下列说法正确的是（ ）
A．轨道间磁场方向竖直向下
B．安培力对弹丸做的功大于弹丸增加的动能
C．弹丸的加速度逐渐减小
D．轨道越长，弹丸获得的动能越大
【变式训练6·变考法】（2025·浙江·一模）如图所示，劲度系数的轻弹簧一端固定、另一端连接一质量的金属棒，金属棒静止于两平行且光滑的水平金属导轨上，导轨间距，接有恒流源，提供恒定电流，方向如图。导轨所在空间存在竖直向上、磁感应强度的匀强磁场。弹簧与导轨位于同一平面，取重力加速度时刻，闭合开关S。关于导体棒的运动，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒向右运动的最大距离为
B．导体棒运动的最大加速度为
C．导体棒运动的最大速度为
D．导体棒向右运动位移时的速度为
1．（2025·江西·高考真题）托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管（线圈）可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流，如图（a）所示。当线圈通以如图（b）所示的电流时，产生的等离子体电流方向（俯视）为（ ）
A．顺时针B．逆时针C．先顺时针后逆时针D．先逆时针后顺时针
2．（2025·江苏·高考真题）某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列判断正确的是（ ）
A． a点的磁感应强度大于b点B． b点的磁感应强度大于c点
C． c点的磁感应强度大于a点D． a、b、c点的磁感应强度一样大
3．（2025·福建·高考真题）如图所示，空间中存在两根无限长直导线L1与L2，通有大小相等，方向相反的电流。导线周围存在M、O、N三点，M与O关于L1对称，O与N关于L2对称且OM=ON，初始时，M处的磁感应强度大小为B1，O点磁感应强度大小为B2，现保持L1中电流不变，仅将L2撤去，求N点的磁感应强度大小（ ）
A．B．C．B2﹣B1D．B1﹣B2
4．（2025·湖北·高考真题）如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，放置一通电圆线圈，圆心为O点，线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点，它们到O点的距离相等。已知M点的总磁感应强度大小为零，则N点的总磁感应强度大小为（ ）
A．0B．BC．2BD．3B
5．（2024·贵州·高考真题）如图，两根相互平行的长直导线与一“凸”形导线框固定在同一竖直平面内，导线框的对称轴与两长直导线间的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流，且，则当导线框中通有顺时针方向的电流时，导线框所受安培力的合力方向（ ）
A．竖直向上B．竖直向下C．水平向左D．水平向右
6．（2025·广东·高考真题）（多选）如图是一种精确测量质量的装置原理示意图，竖直平面内，质量恒为M的称重框架由托盘和矩形线圈组成。线圈的一边始终处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度不变。测量分两个步骤，步骤①：托盘内放置待测物块，其质量用m表示，线圈中通大小为I的电流，使称重框架受力平衡；步骤②：线圈处于断开状态，取下物块，保持线圈不动，磁场以速率v匀速向下运动，测得线圈中感应电动势为E。利用上述测量结果可得出m的值，重力加速度为g。下列说法正确的有（ ）
A．线圈电阻为B．I越大，表明m越大
C．v越大，则E越小D．
考点
要求
考频
2025年
2024年
2023年
磁场及磁感应强度
简单应用
中频
2025•江西、2025•江苏、2025•福建、2025•湖北、
2024•浙江、
2023•海南、2023•福建、
安培力
综合应用
高频
2025•广东、2025•河南、2025•浙江、
2024•贵州、2024•浙江、2024•甘肃、2024•福建、2024•重庆、2024•安徽、
2023•江苏、2023•河北、2023•浙江、2023•天津、2023•北京、2023•海南、
考情分析：
1.命题形式：选择题实验题计算题
2.命题分析：高考对这部分内容的考查，选择题常聚焦磁场基本概念，如磁感应强度的定义式、磁感线分布规律等，计算题注重考查安培力与力学、电磁感应的综合应用，安培力作为“电生力”的桥梁，是电磁学与力学综合的核心纽带。大题（计算题）几乎全部集中于此，如导体棒在安培力、重力、支持力作用下的平衡、加速问题，安培力公式是高频考点，常结合电磁感应现象出题。此外‌定则辨析，题目常考查右手定则(判断感应电流方向)和左手定则(判断受力方向)的区分应用。
3.备考建议：本讲内容备考时候，夯实基础，吃透概念，深入理解磁感应强度、磁感线、安培力、洛伦兹力等基本概念，掌握它们的定义、方向判断方法和计算公式。通过画图、举例等方式加深对典型磁场分布的理解，如匀强磁场、条形磁铁磁场、通电螺线管磁场等，加强安培力与力学、电磁感应的综合训练，掌握解题思路和方法。
4.命题情境：
①生活实践类：指南针、电动机、电磁铁（通电螺线管）产生磁场吸引衔铁；
②学习探究类：金属杆在导轨上的运动、线框在磁场中的转动、 安培力驱动线圈偏转、结合地磁场方向考查电流受力。
5.常用方法：矢量合成方法（平行四边形定则）、牛顿运动定律、动量定理
复习目标：
1.了解磁场的性质，掌握磁感应强度的概念，会求解磁场的叠加的问题。
2.握左手定则，会判断安培力的方向，并计算安培力的大小。
3.掌握解决安培力作用下的平衡问题及其他综合问题的方法。
直线电流的磁场
通电螺线管的磁场
环形电流的磁场
安培
定则
立体
图
横截
面图
从上往下看
从左往右看
从左往右看
纵截
面图
特点
无N极、S极距离直导线越远，磁场越弱
与条形磁体的磁场相似，管内可近似认为是匀强磁场
两侧分别是N极和S极;距离中心越远，磁场越弱
因果
磁场
原因
（电流方向）
结果
（磁场方向）
直线电流的磁场
大拇指
四指
环形电流及通电螺线管的磁场
四指
大拇指
磁感应强度B
电场强度E
物理意义
描述磁场强弱的物理量
描述电场强弱的物理量
定义式
(I与B垂直)

方向
磁感线切线方向,小磁针N极受力方向(小磁针静止时N极所指方向)
电场线切线方向,正电荷受力方向
大小决定因素
由磁场决定,与电流元无关
由电场决定,与试探电荷无关
场的叠加
合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和
合电场强度等于各电场的电场强度的矢量和