PAGE 专题十三 磁场及其对电流的作用 考纲解读 章 内容 考试要求 说明 必考 加试 磁场 磁现象和磁场 b b 1.不要求计算导线与磁场不垂直时的安培力 2．利用安培力公式，综合其他力学规律，求解力学与电学综合的问题只限于所受各力在一条直线或相互垂直的情形 磁感应强度 c c 几种常见的磁场 b b 通电导线在磁场中受到的力 c d 一、磁现象和磁场 1．磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引． 图1 2．奥斯特实验(如图1所示)： (1)通电直导线沿南北方向放置在小磁针的上方． (2)意义：说明通电导体周围存在着磁场，发现了电流的磁效应，首先揭示了电与磁之间是有联系的． 3．磁场 (1)磁场：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质．磁体与磁体之间、磁体和通电导体之间、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的． (2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导体有力的作用． (3)地磁场：地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近． 二、磁感应强度　安培定则 1．磁感应强度 (1)定义式：B＝eq \f(F,IL)(通电导体垂直于磁场)． (2)方向：小磁针静止时N极的指向． (3)单位：特斯拉，简称特(T)，1 T＝1 eq \f(N,A·m). (4)磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的． 2．磁感线 (1)引入：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致． (2)特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭合的曲线． (3)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图2所示)． 　 图2 3．常见电流的磁场 通电直导线 通电螺线管 环形电流 安 培 定 则 三、安培力 1．安培力的方向 (1)左手定则： ①伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内． ②让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向． ③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：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥． 2．匀强磁场中安培力的大小 (1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，Fmax＝BIL. (2)当磁场与电流平行时，安培力等于零． 1．下列四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是(　　) A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 答案　C 解析　由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，①正确，②错误，③和④为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出④正确，③错误．故正确选项为C. 2．(2016·台州模拟)磁场中某区域的磁感线如图3所示，则(　　) 图3 A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba>Bb B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba

通电导线在安培力作用下运动方向的判定方法:

要判定通电导线在安培力作用下的运动，首先必须清楚导线所在位置磁场的分布情况，然后才能结合左手定则准确判定导线的受力情况，进而确定导线的运动方向。常用的方法如下： 1．电流元法
(1)同一磁场中的弯曲导线
把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判定每段电流元受力的方向，然后判定整段导线所受合力的方向,从而确定导线的运动方向，如在图中，要判定导线框abcd的受力可将其分为四段来判定，若将导线框换作导线环时，可将其分为多段直线电流元。
(2)不同磁场区域中的直线电流当直导线处于不同的磁场区域中时，可根据导线本身所处的物理情景，将导线适当分段处理，如图甲中，要判定可自由运动的通电直导线AB在蹄形磁铁作用下的运动情况时，以蹄形磁铁的中轴线OO’为界，直导线在OO’两侧所处的磁场截然不同，则可将AB以OO’为分界点分为左右两段来判定。
2．特殊位置法因电流所受安培力的方向是垂直于电流和磁场所决定的平面的，虽然电流与磁场之间夹角不同时电流所受安培力大小不同，但所受安培力的方向是不变的 (要求电流从平行于磁场的位置转过的角度不超过 180^。)。故可通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判定其所受安培力的方向，从而确定其运动方向。如在上图甲中，初始位置磁场在平行于电流方向上的分量对电流无作用力，但一旦离开初始位置，此磁场分量就会对电流产生作用力，如上图乙所示。但此分量对电流在转动过程中作用力的方向不方便判定．可将此导线转过90^。，此时电流方向与该磁场分量方向垂直，用左手定则很容易判定出受力方向，如上图丙所示，
(1)从磁体或电流角度等效
环形电流可以等效成小磁针，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。将环形电流与小磁针相互等效时，它们的位置关系可以认为是小磁针位于环形电流的中心处，N、S极连线与环面垂直，且N、S极与电流方向遵从安培定则。如在图中，两通电圆环同心，所在平面垂直，要判定可自南转动的圆环，I2的运动情况，可将其等效为一小磁针。
(2)从磁感线分布情况的角度等效
根据要判定的电流或磁体所在处的磁感线分布，将其所在处的磁场等效为某一能够在该处产生类似磁场的场源电流或磁体，然后再用电流之间或磁体之间相互作用的规律来判定。如在图中，导线AB所在处的磁感线分布与位于其下方与纸面垂直的通电直导线在该处产生的磁感线类似(注意是类似而不是相同)，所以可以将蹄形磁铁等效为一通电直导线进而进行判定。
当两电流之间或两等效电流之间发生相互作用时，可利用电流之间相互作用的规律直接判定，只是同前所述，此法应慎用。
(1)两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；
(2)两不平行的直线电流互相作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势。
定性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，从而确定磁体所受的合力及运动方向。如在图中要判定磁铁所受电流的作用力，可以分析磁铁对电流的作用力。