2．勻強磁場(1)定義：磁感應強度的大小處處相等、方向___________的磁場。(2)磁感線特點：疏密程度相同、方向相同的平行直線。二、磁感線1．磁感線的特點(1)描述磁場的方向：磁感線上某點的______方向就是該點的磁場方向。(2)描述磁場的強弱：磁感線的疏密程度表示磁場的______，在磁感線較密的地方磁場______；在磁感線較疏的地方磁場______。(3)是閉合曲線：在磁體外部，從_____指向_____；在磁體內部，由____指向_____。(4)不相交：同一磁場的磁感線永不相交、不相切。(5)是假想線：磁感線是為了形象描述磁場而假想的曲線，客觀上并不存在。
三、安培力1．安培力的大小(1)磁場方向和電流方向垂直時：F＝_____。(2)磁場方向和電流方向平行時：F＝0。2．安培力的方向 —— 左手定則判斷(1)伸開左手，使拇指與其余四個手指______，并且都與手掌在同一個平面內。(2)讓磁感線從掌心垂直進入，并使四指指向______的方向。(3)_____ 所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。
情境創(chuàng)設　我們居住的地球是一個大磁體，如圖所示，地磁場的分布類似于條形磁鐵的磁場。地磁場具有以下特點：(1)地磁的N極在地理南極附近，S極在地理北極附近。(2)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點，磁感應強度相等，且方向水平向北。
微點判斷　(1)地面附近磁感應強度的方向與地面平行。( )(2)地磁場兩極的磁感應強度方向與地面垂直。( )(3)地磁場兩極的磁感應強度比赤道處大。( )(4)將通電導線放在空中，一定受到安培力的作用。( )(5)磁場中某點磁感應強度的大小，跟放在該點的試探電流元的情況無關。( )(6)磁場中某點磁感應強度的方向，跟安培力的方向一致。( )(7)地磁場的地磁“兩極”與地球的地理“兩極”位置相反。( )
(8)磁感線是假想的曲線，磁感線在磁鐵外部是由N極指向S級，在磁鐵內部則是由S極指向N極。( )(9)若地磁場是因地球表面帶電荷引起的，則地球表面應該帶正電荷。( )(10)垂直磁場放置的線圈面積減小時，穿過線圈的磁通量可能增大。( )(11)小磁針N極所指的方向就是該處磁場的方向。( )(12)在同一幅圖中，磁感線越密，磁場越強。( )(13)將通電導線放入磁場中，若不受安培力，說明該處磁感應強度為零。( )
(一) 磁場及磁場的描述(固基點) [題點全練通]1．[磁場的方向](2022·北京朝陽區(qū)期末)關于磁場中某一點磁感應強度的方向，下列說法正確的是 (　 )A．與一小段通電直導線所受磁場力的方向一致B．與運動電荷所受磁場力的方向一致C．與小磁針N極所受磁場力的方向一致D．與小磁針S極所受磁場力的方向一致解析：磁場中某一點磁感應強度的方向，與小磁針N極受力方向一致，C正確，A、B、D錯誤。
3．[磁感線的認識](2021·浙江1月選考)如圖所示是通有恒定電流的環(huán)形線圈和螺線管的磁感線分布圖。若通電螺線管是密繞的，下列說法正確的是 (　 )A．電流越大，內部的磁場越接近勻強磁場B．螺線管越長，內部的磁場越接近勻強磁場C．螺線管直徑越大，內部的磁場越接近勻強磁場D．磁感線畫得越密，內部的磁場越接近勻強磁場
解析：通電螺線管匝數(shù)越多，管道越長，其內部的磁場越接近勻強磁場，與電流大小無關，與如何畫磁感線無關，螺線管直徑越大，其中心磁場會比較弱，不能看作勻強磁場，因此選項A、C、D錯誤，B正確。答案：B　
3．磁感線的特點(1)磁感線上某點的切線方向就是該點的磁場方向。(2)磁感線的疏密定性地表示磁場的強弱。(3)磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點。(4)磁感線是假想的曲線，客觀上不存在。4．磁通量(1)大小：當S⊥B時，Φ＝BS，標量。(2)理解為穿過線圈平面的磁感線條數(shù)。
(二) 安培定則的應用和磁場的疊加(固基點)[題點全練通]1．[安培定則的理解及應用](2023·浙江1月選考)某興趣小組設計的測量大電流的裝置如圖所示，通有電流I的螺繞環(huán)在霍爾元件處產生的磁場B＝k1I，通有待測電流I′的直導線ab垂直穿過螺繞環(huán)中心，在霍爾元件處產生的磁場B′＝k2I′。調節(jié)電阻R，當電流表示數(shù)為I0時，元件輸出霍爾電壓UH為零，則待測電流I′的方向和大小分別為(　 )
2．[兩條直線電流的磁場的疊加](2021·全國甲卷) 兩足夠長直導線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內，EO與O′Q在一條直線上，PO′與OF在一條直線上，兩導線相互絕緣，通有相等的電流I，電流方向如圖所示。若一根無限長直導線通過電流I時，所產生的磁場在距離導線d處的磁感應強度大小為B，則圖中與導線距離均為d的M、N兩點處的磁感應強度大小分別為 ( 　 )A．B、0 B．0、2B C．2B、 2B D．B、B
解析：豎直方向的兩段導線中電流相等，且在同一直線上，可把EO與O′Q等效成一根無限長直導線，同理PO′與OF等效成一根無限長直導線。根據安培定則可知，兩根無限長直導線在M處產生的磁感應強度方向相反，疊加后磁感應強度大小為0；豎直方向的導線和水平方向的導線在N處產生的磁感應強度方向相同，疊加后磁感應強度大小為2B，B正確。答案：B　
3．[多條直線電流的磁場的疊加](2021·福建高考)(多選) 如圖，四條相互平行的細長直導線垂直坐標系xOy平面，導線與坐標平面的交點為a、b、c、d四點。已知a、b、c、d為正方形的四個頂點，正方形中心位于坐標原點O，e為cd的中點且在y軸上；四條導線中的電流大小相等，其中過a點的導線的電流方向垂直坐標平面向里，其余導線電流方向垂直坐標平面向外。則 (　 )A．O點的磁感應強度為0B．O點的磁感應強度方向由O指向cC．e點的磁感應強度方向沿y軸正方向D．e點的磁感應強度方向沿y軸負方向
[要點自悟明]1．安培定則的應用關鍵在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向時關鍵應分清“因”和“果”。
2．磁場疊加問題的解題思路(1)確定磁場場源，如通電導線。(2)定位空間中需求解磁場的點，利用安培定則判定各個場源在這一點上產生的磁場的大小和方向。如圖所示BM、BN為M、N在c點產生的磁場。(3)應用平行四邊形定則進行合成，如圖中的合磁場B。
(三) 安培力的大小和方向(固基點) [題點全練通]1．[安培力方向的判斷]一根容易發(fā)生形變的彈性導線，兩端固定。導線中通有電流，方向如圖中箭頭所示。當沒有磁場時，導線呈伸直狀態(tài)；當分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強磁場時，描述導線狀態(tài)的四個圖示正確的是 (　 )
解析：由左手定則可以判斷出，A中導線與磁場方向平行，所受安培力為零，B中導線所受安培力垂直紙面向里，C、D中導線所受安培力水平向右，導線受力以后的彎曲方向應與受力方向一致，D正確，A、B、C錯誤。答案：D
2．[安培力大小的計算]如圖甲所示，斜面固定在水平面上，一通電導體棒ab置于斜面上且與底邊平行。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，導體棒ab所受的安培力為F；若僅將導體棒ab從中點處折成相互垂直的兩段，且端點a、b連線仍與斜面底邊平行，如圖乙所示，則此時導體棒ab所受的安培力為(　 )
3．[安培力的疊加問題]如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導體棒連接而成，固定于勻強磁場中，線框平面與磁感應強度方向垂直，線框頂點M、N與直流電源兩端相接。已知導體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為 (　 )A．2F B．1.5F C．0.5F D．0
4．[安培力作用下的平衡](2022·湖南高考)如圖甲，直導線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO′上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場，與OO′距離相等位置的磁感應強度大小相等且不隨時間變化，其截面圖如圖乙所示。導線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是 (　 )
A．當導線靜止在圖甲右側位置時，導線中電流方向由N指向MB．電流I增大，靜止后，導線對懸線的拉力不變C．tan θ與電流I成正比D．sin θ與電流I成正比
②對于任意形狀的閉合線圈，其有效長度均為零，所以通電后在勻強磁場中受到的安培力的矢量和為零。
2．安培力方向的判斷(1)判斷方法：左手定則。(2)方向特點：F既垂直于B，也垂直于I，所以安培力方向一定垂直于B與I決定的平面。3．安培力疊加的兩種分析思路(1)先分析通電導線所在處的合磁感應強度的大小和方向，由左手定則判斷安培力的方向，由F＝BILsin θ，求安培力的大小。(2)先由左手定則判斷各個安培力的方向，由F＝BILsin θ，求各個安培力的大小，再由平行四邊形定則求其合力。
4．安培力作用下導體的平衡問題的分析思路
(四) 導體運動情況判斷五法(培優(yōu)點)方法1　等效法 (1)環(huán)形電流―→小磁針；(2)通電螺線管―→條形磁鐵；(3)通電線圈―→小磁針。 [例1]　 如圖所示，在固定放置的條形磁鐵S極附近懸掛一個金屬線圈，線圈與水平磁鐵位于同一豎直平面內，當在線圈中通入沿圖示方向流動的電流時，將會看到 (　 )A．線圈向左平移B．線圈向右平移C．從上往下看，線圈順時針轉動，同時靠近磁鐵D．從上往下看，線圈逆時針轉動，同時靠近磁鐵
[解析]　把通電線圈等效成小磁針，等效小磁針的N極垂直于紙面向外，根據同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引可知：從上往下看，線圈順時針轉動，同時靠近磁鐵，C正確。[答案]　C
方法2　結論法(1)同向電流互相吸引，異向電流互相排斥。(2)兩非平行的電流相互作用時，總有轉到平行且電流方向相同的趨勢。 [例2]　 (2021·廣東高考)截面為正方形的絕緣彈性長管中心有一固定長直導線，長管外表面固定著對稱分布的四根平行長直導線。若中心直導線通入電流I1，四根平行直導線均通入電流I2，I1?I2，電流方向如圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長管發(fā)生形變的是 (　 )
[解析]　因I1?I2，則可不考慮四個邊上的直導線之間的相互作用；兩通電直導線間的安培力作用滿足“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”，則正方形左右兩側的直導線I2要受到I1吸引的安培力，形成凹形，正方形上下兩邊的直導線I2要受到I1排斥的安培力，形成凸形，故變形后的形狀如選項C所示。[答案]　C
[解析]　由右手螺旋定則可知導線L1上方的磁場方向為垂直紙面向外，且離導線L1越遠的地方，磁場越弱，將導線L2分成很多小段，可以判斷導線L2上的每一小部分受到的安培力方向均為水平向右，由于O點下方的磁場較強，則所受安培力較大，因此L2繞軸O按逆時針方向轉動，D正確。[答案]　D
方法4　電流元法與特殊位置法的結合特殊位置法：在特殊位置―→安培力方向―→運動方向(如下題中當導線轉過90°時判斷吸引還是排斥)。 [例4]　 把一根通電的硬直導線ab放在磁場中，導線所在區(qū)域的磁感線呈弧形，如圖所示。導線可以在空中自由移動和轉動，導線中的電流方向由a到b。下列說法正確的是 (　 )A．從上往下看，導線ab順時針旋轉同時向上移動B．從上往下看，導線ab逆時針旋轉同時向下移動C．虛線框內產生圖示弧形磁感線的磁場源不可能是蹄形磁鐵D．虛線框內產生圖示弧形磁感線的磁場源可能是條形磁體、通電螺線管、直線電流等
[解析]　由題圖可知，導線左側所在處的磁場方向斜向下，導線右側所在處的磁場斜向上，則由左手定則可知，導線左側受力方向向里，導線右側受力方向向外，故從上往下看，導線ab順時針旋轉；當導線轉過90°時，即導線與磁場垂直，由左手定則可知，導線ab受力向下，故可得出導線ab順時針旋轉同時還要向下移動，故A、B錯誤；磁感線方向從右向左，可能由水平放置的條形磁鐵提供，也可能由豎直放置的蹄形磁鐵提供，也可能由水平放置的通電螺線管提供，也可能由通電直導線提供，故C錯誤，D正確。[答案]　D
方法5　轉換研究對象法轉換研究對象法：當定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢如何的問題時，由于磁體所受電流磁場的作用力方向不便于直接判斷，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力的方向，再由牛頓第三定律，間接確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向。
[例5]　 如圖所示，厚度均勻的木板放在水平地面上，木板上放置兩個相同的條形磁鐵，兩磁鐵N極正對。在兩磁鐵豎直對稱軸上的C點固定一垂直于紙面的長直導線，并通以垂直紙面向里的恒定電流，木板和磁鐵處于靜止狀態(tài)，設兩磁鐵和木板的總重力為G，則 (　 )A．導線受到的安培力水平向左B．導線受到的安培力豎直向上C．木板對地面的壓力小于GD．木板受到地面的摩擦力水平向右

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