专题12.1　磁场及其对电流的作用【讲】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

专题12.1　磁场及其对电流的作用【讲】
【讲核心素养】
1.物理观念：磁场、安培力。
（1）通过实验，认识磁场。了解磁感应强度，会用磁感线描述磁场。
（2）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。
2.科学思维：磁场叠加、安培力作用下导体棒的运动。
（1）掌握常见磁场的分布会利用平行四边形法则计算磁场。
（2）会根据受力分析确定导体棒的运动并结合力与运动和能量观点解决导体棒运动的问题。
3.科学态度与责任：
体会物理模型在探索自然规律中的作用。了解安培力在生产生活中的应用。
【讲考点题型】
【知识点一】安培定则　磁场的叠加
1．磁场、磁感应强度
（1）磁场的基本性质
磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用．
（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＝（通电导线垂直于磁场）．
③方向：小磁针静止时N极所指的方向．
④单位：特斯拉，符号为T.
（3）匀强磁场
磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，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极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图1所示．
②在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北．
2．磁感线的特点
（1）磁感线上某点的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强弱．
（3）磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极．
（4）同一磁场的磁感线不中断、不相交、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）
（2）电流的磁场
直线电流的磁场
通电螺线管的磁场
环形电流的磁场
安培
定则
立体图
横截
面图
纵截
面图
【方法总结】解决磁场的叠加的思路和步骤
【例1】（多选）（2022·广东·模拟预测）两长直导线P、Q垂直于平面直角坐标系并固定在y轴和x轴上，并与坐标轴上M、N两点构成正方形，如图所示，坐标原点O位于正方形对角线交点。两长直导线通有图示方向的电流，且电流大小相等。已知通电长直导线在其周围形成的磁感应强度与电流成正比，与该点到导线的距离成反比，O点的磁感应强度大小为，下列说法正确的是（　　）
A．N点磁场方向沿y轴正方向
B．O点磁场方向与x轴负方向夹角为45°
C．导线P在M点的磁感应强度大小为
D．导线P在N点的磁感应强度大小为
【答案】 BD
【解析】A．设磁感应强度与电流、距离的关系式为
式中k为比例系数，设正方形的边长为a，通过两根导线的电流大小为I，根据安培定则可得两根导线在N点产生的磁场方向，如图所示
则P在N点产生的磁感应强度大小为
Q在N点产生的磁感应强度大小为
设与x轴方向的夹角为，根据几何知识可得
联立解得
解得
故N点磁场方向沿x轴正方向，故A错误；
B．根据安培定则可得两根导线在O点产生的磁场方向，如图所示
则P在O点产生的磁感应强度大小为
Q在O点产生的磁感应强度大小为
则有
根据几何关系，可知O点磁场方向与x轴负方向夹角为45°，且有
解得
故B正确；
C．P在M点产生的磁感应强度大小为
又根据
解得
故C错误；
D．P在N点产生的磁感应强度大小为
又根据
解得
故D正确。
故选BD。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是科学思维。
【变式训练1】（2022·云南省玉溪第三中学高三开学考试）Ioffe-Pritchard磁阱常用来约束带电粒子的运动。如图所示，在平面内，以坐标原点O为中心，边长为
的正方形的四个顶点上，垂直于平面放置四根通电长直导线，电流大小相等，方向已标出，“×”表示电流方向垂直纸面向里，“•”表示电流方向垂直纸面向外。已知电流为I的无限长通电直导线在距其r处的圆周上产生的磁感应强度大小为，k为比例系数。下列说法正确的是（　　）
A．直导线2、4相互排斥，直导线1、2相互吸引
B．直导线1、4在O点的合磁场的方向沿x轴负方向
C．直导线1、4在O点的合磁场的磁感应强度大小为
D．直导线2、4对直导线1的作用力是直导线3对直导线1的作用力大小的2倍
【答案】 D
【解析】A．同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，所以直导线2、4相互吸引，直导线1、2相互排斥，故A错误；
BC．直导线1、