专题九磁场考纲展示命题探究考点一磁场磁场力基础点知识点1磁场、磁感应强度、磁感线1．磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。

(2)方向：小磁针静止时N极所指的方向，即是N极所受磁场力的方向。

2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。

(2)定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)。

单位：特斯拉。

(3)方向：小磁针静止时N极的指向。

3．磁感线(1)磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致。

(2)两种常见磁铁的磁感线分布，如图甲、乙所示。

(3)几种电流周围的磁场分布直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场由S→N，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图横截面图纵截面图在磁场的某些区域内，磁感线为等间距的平行线，如图所示。

4．地磁场(1)地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示。

(2)地磁场B的水平分量(B x)总是从地理南极指向地理北极，而竖直分量(B y)，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。

赤道处的地磁场沿水平方向指向北。

5．安培分子电流假说(1)内容：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。

(2)该假说能够解释磁化、去磁等现象。

(3)分子电流的实质是原子内部带电粒子在不停地运动。

知识点2安培力1．安培力的方向(1)左手定则：伸开左手，让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)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥。

2．安培力的大小F＝BIL sinθ(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＝0。

(2)I⊥B时，θ＝90°，安培力最大，F＝BIL。

3．磁电式电流表的工作原理磁电式电流表的原理图如图所示。

(1)磁场特点①方向：沿径向均匀辐射地分布，如图所示； ②大小：在距轴线等距离处的磁感应强度大小相等。

(2)安培力的特点①方向：安培力的方向与线圈平面垂直； ②大小：安培力的大小与通过的电流成正比。

(3)表盘刻度特点由于导线在安培力作用下带动线圈转动，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力越大，形变就越大，所以指针偏角与通过线圈的电流I 成正比，表盘刻度均匀。

重难点一、对磁感应强度的理解及电磁场的对比 1．理解磁感应强度的三点注意事项(1)磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式B ＝FIL 认为B 与F 成正比，与IL成反比。

(2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入，如果平行磁场放入，则所受安培力为零，但不能说该点的磁感应强度为零。

(3)磁感应强度是矢量，其方向为放入其中的小磁针N 极的受力方向，也是小磁针静止时N 极的指向。

2．磁感应强度B 与电场强度E 的比较 磁感应强度B电场强度 E物理 意义 描述磁场的力的性质的物理量 描述电场的力的性质的物理量定义式 B ＝FIL(通电导线与B 垂直)E ＝Fq方向 磁感线切线方向，小磁针N 极受力方向(静止时N 极所指方向)，是矢量电场线切线方向，正电荷受力方向，是矢量大小决定因素 由磁场决定，与检验电流无关 由电场决定，与检验电荷无关 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个电场的电场强度的矢量和单位1 T ＝1 N /(A ·m )1 V /m ＝1 N /C磁感线电场线相似点意义为形象地描述磁场方向和相对强弱而假想的线为形象地描述电场方向和相对强弱而假想的线方向磁感线上各点的切线方向即为该点的磁场方向，是磁针N极的受力方向电场线上各点的切线方向即为该点的电场方向，是正电荷所受电场力的方向疏密表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交、不中断除电荷处，在空间不相交、不中断不同点是闭合曲线起始于正电荷(或无穷远处)，终止于无穷远处(或负电荷)，不是闭合曲线特别提醒(1)磁场对试探电流所受磁场力F＝0时，B不一定为0；电场对电荷所受电场力F＝0时，E一定为0。

(2)磁感线和电场线事实上都不存在，都是为了研究问题引入的假想曲线，化“无形”为“有形”是物理研究中常用的一种手段。

二、磁场的叠加及电流的磁场1．磁感应强度是矢量，既有大小，又有方向。

多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和，应用平行四边形定则求解。

2．求解有关合磁感应强度问题的关键(1)磁感应强度―→由磁场本身决定。

(2)合磁感应强度―→等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)。

(3)牢记判断电流的磁场的方法―→安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型。

3．安培定则的应用在运用安培定则时应分清“因”和“果”，电流是“因”，磁场是“果”，既可以由“因”判断“果”，也可以由“果”追溯“因”。

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的磁场四指大拇指直线电流产生的磁场的磁感应强度B＝kIr，式中k为常数，I为导线中电流的大小，r 为空间某点到导线的距离。

由此式可知：(1)对于给定的点，导线中的电流越大，该点的磁感应强度越大；(2)导线中的电流大小一定时，离导线越近，磁感应强度越大。

特别提醒(1)对于公式B＝kIr不作要求，但可以用此式定性分析和记忆很多问题。

(2)“×”表示磁感线垂直纸面向里；“·”表示磁感线垂直纸面向外；“⊗”表示导线中电流方向垂直纸面向里；“⊙”表示导线中电流方向垂直纸面向外。

三、安培力及导体的动力学问题1．通电导体在磁场中受到的安培力(1)大小：F＝BIL。

①三者两两垂直；②L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度。

如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图虚线所示)，相应的电流方向沿L由始端流向末端。

因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以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。

(2)安培力的方向左手定则：掌心——磁感线穿过手心；四指——指向电流的方向；大拇指——指向安培力的方向。

2．有安培力作用下导体的动力学问题(1)通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路①选定研究对象：通电导线(或通电导体棒)②变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I；③列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解。

(2)安培力做功的特点和实质①安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关。

②安培力做功的实质是能量转化a．安培力做正功时将电源的能量转化为导线的动能或其他形式的能。

b．安培力做负功时将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能。

3．求解关键①电磁问题力学化。

②立体图形平面化。

③求解极值数学化。

4．典型示例分析通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合模型，该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成。

这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定。

因此解题时一定要先把立体图转化为平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如下图所示。

具体思维流程如下：特别提醒(1)安培力F的方向既与电流I的方向垂直，也与磁场方向垂直，即安培力的方向垂直于电流方向与磁场方向所决定的平面，但电流方向与磁场方向不一定垂直。

(2)已知电流I的方向和磁场方向可以确定安培力F的方向，但如果只知道安培力F的方向和磁场方向(或电流方向)，无法判断电流方向(或磁场方向)。

(3)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流方向与磁场方向所决定的平面，所以仍可以用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不垂直穿过掌心。

四、安培力作用下导体的运动1．判定导体运动情况的基本思路判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场磁感线分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。

2．五种常有的判定方法电流元法把整段导线分为直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立特殊位置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向结论法同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体产生的磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力(1)随着导体的运动，可能导体所处磁场情况会发生变化，使导体的受力发生新的变化，因此在判断导体运动情况时，要用发展的观点判断，不要着急做出结论。

(2)在判断导体的运动情况时，五种判定方法并没有明显的界限，往往在一个问题中多种方法交汇使用。

1．思维辨析(1)小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向。

()(2)磁场中的一小段通电导体在该处受力为零，此处B一定为零。

()(3)由定义式B＝FIL可知，电流I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小。

()(4)磁感线总是由N极出发指向S极。

()(5)在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大。

()(6)安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直。

()(7)安培力一定不做功。

()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×2．图中a、b、c为三根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于等边三角形的3个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。

则在三角形中心O点处的磁感应强度()A ．方向向左B ．方向向右C ．方向向下D ．大小为零 答案 B解析 根据安培定则，电流a 在O 产生的磁场平行于bc 向右，电流b 在O 产生的磁场平行于ac 指向右下方，电流c 在O 产生的磁场平行于ab 指向右上方；由于三根导线中电流大小相同，到O 点的距离相同，根据平行四边形定则，合场强的方向向右，故A 、C 、D 错误，B 正确。

3．如图所示为电流天平，它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n ，线圈的水平边长为L ，处于匀强磁场内，磁感应强度大小为B 、方向与线圈平面垂直。