第十一章 第56课时 磁场及其对电流的作用-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义）

这是一份第十一章 第56课时 磁场及其对电流的作用-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义），共11页。PPT课件主要包含了磁场及其对电流的作用，安培定则磁场的叠加，考点一，考点二，安培力的分析与计算，考点三，课时精练等内容，欢迎下载使用。
1.理解磁场的性质及磁感应强度的概念。2.能够解决磁场的叠加问题。3.掌握左手定则，会判断安培力的方向，并计算安培力的大小。4.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。
考点一　安培定则　磁场的叠加
考点二　安培力的分析与计算
考点三　与安培力有关的平衡问题及其他综合问题
1.磁场与磁感应强度(1)磁场的基本性质磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有 的作用。(2)磁感应强度①物理意义：描述磁场的强弱和 。②定义式：B=____(通电导线垂直于磁场的情况下)。③方向：小磁针静止时N极所指的方向。④单位：特斯拉，简称特，符号为T。
(3)匀强磁场磁场中各点的磁感应强度的大小 、方向 ，磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线。(4)地磁场①地磁的N极在地理 附近，S极在地理 附近，磁感线分布如图所示。②在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度 ，且方向水平 。③地磁场在南半球有竖直向上的分量，在北半球有竖直向下的分量。
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)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从 指向 ；在磁体内部，由 指向 。(4)同一磁场的磁感线不中断、不 、不相切。(5)磁感线是假想的曲线，客观上并不存在。
3.几种常见的磁场(1)条形磁体和蹄形磁体的磁场(如图所示)
　　如图所示，直导线AB、通电螺线管E、电磁体D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，小磁针N极(黑色一端)指示磁场方向正确的是A.aB.bC.cD.d
(2026·江苏镇江市检测)如图所示，一个圆的两条直径ac和bd互相垂直，O点为圆心，e点为Od的中点，O点和d点各有垂直于纸面、大小相等、方向相反的电流I。关于a、b、c、e点的磁感应强度，下列说法正确的是A.a点与b点相同B.a点与c点相同C.e点最小D.e点最大
磁场叠加问题的解题思路1.确定场源，定位空间中需分析点，若场源为通电导线，利用安培定则判定各个场源在这一点产生的磁感应强度的方向，如图所示为M、N在c点产生的磁感应强度BM、BN。
2.应用平行四边形定则进行合成，如图中的B为合磁感应强度。
1.安培力： 在磁场中受的力称为安培力。2.安培力的大小(1)当B、I垂直时，F= 。(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F= 。 注意：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。
(3)l是指有效长度。弯曲通电导线的有效长度l等于连接导线两端点的直线垂直于磁场方向的投影长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端指向末端，如图所示。
3.安培力的方向左手定则：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 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。4.同向电流相互 ，反向电流相互 。
　　 如图所示，放置在水平面上的条形磁体上方，以O点所在竖直线为轴可以水平自由旋转的轻弹簧悬挂了一直导线，某一时刻给该导线通以由a向b方向的电流。磁体始终保持静止，下列说法正确的是A.a端向里转动，b端向外转动B.当导线最终达到稳定时，条形磁体受到地面的　支持力不变C.当导线最终达到稳定时，弹簧的弹力变大D.当导线最终达到稳定时，弹簧可能被压缩
判断安培力作用下导体的运动情况的五种方法
与安培力有关的平衡问题及其他综合问题
与安培力有关的平衡、加速等问题，常涉及倾斜导轨、导体棒、电源、电阻等。求解时应变立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，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：
(2025·江苏扬州市期中改编)如图所示，宽为L的光滑平行导轨与水平面成α角，质量为m、长为L的金属杆水平放置在导轨上，空间存在着匀强磁场，当回路中电流为I时，金属杆恰好能静止，重力加速度为g(提示：可沿金属杆ab中电流方向观察，画出侧视图)。
(1)在侧视图中，若磁场方向水平向左，求磁感应强度B1的大小；
(2)若磁场方向竖直向上，求磁感应强度B2的大小；
(3)若要求磁感应强度最小，则磁感应强度的大小和方向如何？
针对训练　如图所示，电阻不计的水平平行导轨间距L=0.5 m，导轨处于方向与水平面成α=53°角斜向右上方的磁感应强度B=5 T的匀强磁场中。导体棒ab垂直于导轨放置且处于静止状态，其质量m=1 kg，接入电路的电阻R=0.9 Ω，与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，电源电动势E=10 V，其内阻r=0.1 Ω，定值电阻的阻值R0=4 Ω。不计定滑轮的质量和摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，与导轨平行的细绳对ab的拉力沿水平方向，重力加速度g取10 m/s2，sin 53°=0.8，cs 53°=0.6，求：(1)通过ab的电流大小和方向；
答案　2 A　电流方向由a到b　
(2)ab受到的安培力大小；
(3)重物重力G的取值范围。
答案　0.5 N≤G≤7.5 N
　　 (2023·北京卷·19)2022年，我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示。两平行长直金属导轨固定在水平面，导轨间垂直安放金属棒。金属棒可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨接触良好，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回，图中电源未画出。导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B与电流i的关系式为B=ki(k为常量)。
金属棒被该磁场力推动。当金属棒由第一级区域进入第二级区域时，回路中的电流由I变为2I。已知两导轨内侧间距为L，每一级区域中金属棒被推进的距离均为s，金属棒的质量为m。求：
(1)金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小F；
(2)金属棒经过第一、二级区域的加速度大小之比a1∶a2；
(3)金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小v。
精练高频考点提升关键能力
1.(2025·江苏卷·3)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·湖北卷·4)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
4.(2025·江苏南通市检测)光滑水平桌面上，导体棒MN固定、PQ可以自由运动。现给两棒通以图示方向的恒定电流，则下列能够反映此后一段时间内PQ大致位置的是(时间先后顺序为a、b、c)
5.(2021·江苏卷·5)在光滑桌面上将长为πL的软导线两端固定，固定点的距离为2L，导线通有电流I，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为A.BILB.2BILC.πBILD.2πBIL
6.(2025·江苏常州市二模)一闭合的轻质弹性柔软三角形通电线圈的三个顶点a、b、c用绝缘钉子固定在水平绝缘桌面上，一刚性长金属棒MN固定放置在如图所示的位置，金属棒和三角形线圈中的电流方向如图所示。已知金属棒中的电流远大于线圈中的电流，则稳定后三角形线圈的大致形状可能是
7.(2024·江苏南京市调研)电磁炮是一种现代化武器，模拟图如图所示。当接通电源之后，炮弹就会在导轨中的电流磁场作用下，向前加速飞行，关于电磁炮的有关说法错误的是A.炮弹必须是由导体材料构成B.将电流反向，炮弹所受磁场力方向也会反向C.其他条件相同时，电流越大，炮弹飞出速度越大D.其他条件相同时，导轨越长，炮弹飞出速度越大
8.水平桌面上一条形磁体的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁体始终保持静止，导线始终保持与磁体垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，关于磁体受到的摩擦力的方向和桌面对磁体的弹力的说法正确的是A.摩擦力始终为零，弹力始终小于磁体重力B.摩擦力始终为零，弹力始终大于磁体重力C.摩擦力方向由向左变为向右，弹力始终大于磁体重力D.摩擦力方向由向右变为向左，弹力始终小于磁体重力
9.(2026·江苏常州市检测)如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场中的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直线圈平面向里。当线圈中通过图示电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。下列说法中正确的是A.线圈受到的安培力大小为BIlB.线圈受到的安培力方向水平指向纸内C.若发现右盘向上翘起，则应增大线圈中的电流D.若电流大小不变而方向反向，则左盘向上翘起
11.(2024·江苏省南菁高级中学模拟)两根通电直导线a、b相互平行，a通有垂直纸面向里的电流，固定在O点正下方的地面上；b通过一端系于O点的绝缘细线悬挂，且Oa=Ob，b静止时的截面图如图所示。若a中电流保持不变，b中的电流缓慢增大，则在b缓慢移动的过程中A.细线对b的拉力逐渐变小B.地面对a的作用力变小C.细线对b的拉力逐渐变大D.地面对a的作用力变大
12.(2025·江苏南通市期中)如图所示，宽L=0.5 m的光滑平行金属导轨与水平面夹角α=30°，质量m=0.05 kg、长L=0.5 m的水平金属杆垂直放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路电流为I0=1 A时，金属杆恰好能静止，g取10 m/s2。(1)磁感应强度B至少为多大？此时方向如何？
答案　0.5 T　方向垂直导轨平面向上