备考2024届高考物理一轮复习讲义第十一章磁场第1讲磁场及其对电流的作用考点1安培定则的应用磁场的叠加

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考点1 安培定则的应用、磁场的叠加
1.磁场、磁感线、磁感应强度
2.两种特殊磁场：匀强磁场和地磁场
3.几种常见的磁场
（1）常见磁体的磁场分布
（2）电流的磁场——应用安培定则（右手螺旋定则）判断
分析下列情境中小磁针的运动趋势.（填“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”）
（1）如图所示，通电导线通有向右的直流电：N极 垂直纸面向里 ，S极 垂直纸面向外 ；
（2）通有向右的直流电的导线放在小磁针下方：N极 垂直纸面向外 ，S极 垂直纸面向里 .
如图甲、乙所示，通电导线中通有大小相等的电流，判断A、B（距两导线距离相等）两点磁感应强度的方向.

图甲 图乙
答案 A点磁感应强度为0，B点磁感应强度方向垂直纸面向外.
判断下列说法的正误.
（1）磁场是客观存在的一种物质，磁感线也是真实存在的.（ ✕ ）
（2）磁场中的一小段通电导线在该处受力为零，此处磁感应强度B不一定为零.（ √ ）
（3）由定义式B＝FIl可知，电流I越大，导线l越长，某点的磁感应强度B就越小.（ ✕ ）
（4）北京附近的地磁场方向是水平向北的.（ ✕ ）
研透高考 明确方向
1.[安培定则的应用]如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图.若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是（ B ）
A.电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场
B.螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场
C.螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场
D.磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场
解析 通电密绕长螺线管内部的磁场可以视为匀强磁场，螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场，与电流大小无关，A错误，B正确；螺线管直径越小，内部的磁场越接近匀强磁场，C错误；磁感线是为了形象化描述磁场而引入的假想线，磁感线的密疏，与磁场是否是匀强磁场无关，D错误.
2.[磁场的叠加/2021全国甲]两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与O'Q在一条直线上，PO'与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示.若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（ B ）
A.B、0B.0、2BC.2B、2BD.B、B
解析 根据安培定则可知沿EOQ的等效电流产生的磁场在N点的磁感应强度方向垂直纸面向里、在M点的磁感应强度方向垂直纸面向外，且大小均为B，沿POF的等效电流产生的磁场在N、M两点的磁感应强度方向均垂直纸面向里，且大小均为B，根据磁场的叠加原理可得N点的合磁感应强度大小为BN＝2B，M点的合磁感应强度大小为BM＝0，故A、C、D错误，B正确.
方法点拨
磁场叠加问题的解题思路
1.确定磁场场源，如通电导线.
2.定位空间中需要求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向.如图所示为通电导线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.
课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.能列举磁现象在生产生活中的应用.了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响.关注与磁相关的现代技术发展.
2.通过实验，认识磁场.了解磁感应强度，会用磁感线描述磁场.体会物理模型在探索自然规律中的作用.
3.通过实验，认识安培力.能判断安培力的方向，会计算安培力的大小.了解安培力在生产生活中的应用.
安培定则的应用、磁场的叠加
2022：全国乙T18；
2021：全国甲T16，福建T6；
2020：浙江7月T9；
2019：上海T15
1.物理观念：理解磁感应强度、磁感线、安培力等概念；掌握安培定则、左手定则的应用方法；建立磁场的物质观念，运动与相互作用观念及能量观念.
2.科学思维：通过电场与磁场的类比，培养科学思维；掌握安培力的应用方法.
3.科学探究：体会奥斯特实验的物理思想和重要意义，通过探究影响通电导线在磁场中受力的因素，理解磁感应强度.
4.科学态度与责任：了解我国古代人民对磁现象的认识与贡献，电磁技术在现代科技中的应用.
安培力的分析与计算
2023：江苏T2；
2022：湖南T3，浙江1月T3；
2021：江苏T5，浙江6月T15；
2019：浙江4月T5，全国ⅠT17
安培力作用下的平衡和加速问题
2023：浙江6月T10；
2022：湖北T11，全国甲T25；
2021：广东T5；
2019：江苏T7
命题分析预测
本部分内容为磁场的基础，单独考查时难度不大，多为选择题.对磁场的性质及安培力的考查，常涉及磁场的叠加、安培定则的应用、安培力作用下的平衡和运动问题.预计2025年高考可能会考查磁场的叠加、磁感应强度大小的计算以及与安培力相关的电磁技术的应用.
磁场的基本性质
磁场对处于其中的磁体、通电导体和运动电荷有[1] 力 的作用
磁感应强度
物理意义
描述磁场的强弱和[2] 方向
定义式
B＝FIl（通电导线垂直于磁场）
方向
小磁针静止时N极所指的方向
单位
[3] 特斯拉 （T）
磁感线的特点
（1）磁感线上某点的[4] 切线 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[5] 强弱
（3）磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，由[6] N极 指向[7] S极 ；在磁体内部，由[8] S极 指向[9] N极
（4）同一磁场的磁感线不中断、不[10] 相交 、不相切
（5）磁感线是假想的线，客观上并不存在
磁场的叠加
磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用[11] 平行四边形定则 或[12] 正交分解法 进行合成与分解
示意图
特点
匀强磁场
磁场中各点的磁感应强度的大小[13] 相等 、方向[14] 相同 ，磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线
地磁场
①地磁的N极在地理[15] 南极 附近，S极在地理[16] 北极 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，磁感应强度的大小[17] 相等 ，且方向水平[18] 向北 ；
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
项目
实物图
立体图
纵截面图
通电直导线
通电螺线管
环形电流