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(共25張PPT)
專題十 磁場
考向一 磁場和安培力
2025年高考物理專題復習資料
考點切片
考點1 磁場 磁場的疊加
1.（2025貴州部分名校檢測）如圖所示，在方向水平向右的勻強磁場中，
水平放置一根長直通電導線，電流的方向垂直紙面（紙面與磁感線平
行）向外，、、、是紙面內以直導線與紙面的交點 為圓心的圓
周上的四點，、兩點間的距離等于圓的直徑且、、 三點在同一
B
A.點 B.點 C.點 D. 點
水平線上，、兩點的連線豎直。在、、、 四點中，磁感應強度最小的是( )
【解析】 根據安培定則,通電直導線在、、、 四點產生的磁場如
圖1,根據平行四邊形定則,、、、各個點的磁場情況如圖2,顯然,
點與 點合磁感應強度大小相等,方向不同；
兩個大小一定的磁感應強度合成,當方向相
同時合成后的磁感應強度最大,方向相反時
合成后的磁感應強度最小,因此點磁感應強度最小, 點磁感應強度最大,B項正確。
2.（2024浙江紹興一模）如圖所示，將兩塊相同的圓柱形強磁體和 放入內壁光滑、上
端開口、下端封閉的塑料圓筒內，磁體位于圓筒底部，磁體 恰好懸浮在筒口附近。
現將整個裝置從足夠高處由靜止釋放，已知圓筒質量與每塊磁體的質量相等，不計空氣
阻力，重力加速度為 。下列說法正確的是( )
B
A.釋放瞬間，三個物體都處于完全失重狀態
B.釋放瞬間，磁體和圓筒的加速度均為
C.釋放后，磁體 相對于地面向上運動，并從圓筒口飛出
D.釋放后，磁體對的作用力大于磁體對 的作用力
【解析】 設圓筒和磁體的質量均為,釋放瞬間、間的磁力作用為 ,未釋
放前,對磁體,根據平衡條件有,釋放瞬間,與圓筒一起運動,對 與圓筒組成的系
統有,解得,釋放瞬間對磁體有,則釋放瞬間磁體 的加
速度為零。
釋放后,易知磁體、間的距離增大,則、間的磁力作用減小,對磁體 有
,,可得,即磁體的加速度向下,磁體 相對地面向下運動,而對
于磁體與圓筒組成的系統有,可知,磁體 和圓筒所組成
系統的加速度大于磁體的加速度,磁體和圓筒組成的系統與磁體 間的距離將增大,磁
體會離開圓筒。（【另解】C項通過定性分析也可快速判斷。對 的作用力不可能大
于的重力,不可能相對地面向上運動,C錯。進一步分析知下落時除受重力外還受到
對其向下的作用力,而除受重力外,還受到對其向上的作用力,所以的加速度大于 的
加速度,若下落時間足夠長, 將從圓筒上端飛出。）
釋放后,根據牛頓第三定律可知,磁體對的作用力等于磁體對 的作用力。
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3.信息提取（2023湖南模擬）利用智能手機中的磁傳感器可以粗測特
高壓直流輸電線中的電流 。如圖所示，東西方向水平放置的長直輸電
導線距地面高度為 ，手機水平置于長直輸電導線正下方地面上，
手機顯示屏所在平面為面， 軸與導線平行，測量磁感應強度，然
測量點位置
正下方 33 45
沿軸正方向平移 33 40
后沿軸正方向將手機平移 ，再測量磁感應強度，數據記錄如表所示。設通有電
流的長直導線在距導線處產生磁場的磁感應強度大小為 （其中
），該地地磁場為勻強磁場，平移 后電流影響可忽略。
忽略其他影響，根據實驗數據，判斷下列說法正確的是( )
A.地磁場方向沿軸 B.地磁場的磁感應強度為
C.長直導線中電流方向由東向西 D.長直導線中電流的大小約為
√
【解析】 根據題意可知,平移后電流影響可忽略,由表格中沿 軸正方
向平移的磁感應強度可知地磁場方向并非沿著軸,而是與 平面成一定夾角指
向方向,根據矢量的合成可知,地磁場的磁感應強度為 。
（【點撥】方法：“由果找因”。果：由表格中數據可知平移后只有 軸方向的磁
感應強度發生了變化。因：平移后電流影響可忽略。得出平移 后的手機
測出來的磁感應強度為地磁場的磁感應強度。）
沿軸正方向將手機平移,沿 軸正方向的磁感應強度減小,可知長直導線產
生的磁場在測量點沿著 軸正方向,所以長直導線中電流方向由西向東。
通有電流的長直導線在距導線處產生磁場的磁感應強度大小為,根據在 軸
方向磁場的變化可知 。
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4.（2024遼寧模擬）如圖所示，三角形 為一等邊三角形，兩根通
過電流相等的長直導線分別垂直紙面置于、兩個頂點， 處導線中
的電流方向垂直紙面向里， 處導線中的電流方向垂直紙面向外。已
知通電長直導線在其周圍某點處產生的磁感應強度大小為，
為常量，為該點到通電直導線的距離。已知 處磁感應強度大小為
，則邊中點 的磁感應強度大小為( )
C
A. B. C. D.
【解析】 第一步:通過點的磁感應強度確定與 的關系
設三角形的邊長為,則處導線在點產生的磁感應強度大小為,處導線在
點產生的磁感應強度大小為,如圖所示, 處合磁感應強度為
。
第二步:確定 點的磁感應強度大小
結合上述分析知,處導線在點產生的磁感應強度大小為,處導線在
點產生的磁感應強度大小為, 點的合磁感應強度為
,C項正確。
5.（2025安徽名校聯考）根據經典電磁理論，運動
的電荷會產生磁場。如圖甲，某帶電荷量為 的點
電荷以速率沿軸正方向運動，該運動電荷在 軸
上各點產生的磁感應強度恰為0、在軸上距其 處
的點產生的磁感應強度大小為 ，方向垂直于
C
A. B. C. D.
平面，其中是靜電常數，是真空中的光速，據此可以確定半徑為、大小為 的環
形電流（如圖乙）在其圓心處產生的磁感應強度的大小為 ( )
【解析】 設圓環的每個載流子帶電荷量為,圓環單位體積內的載流子個數為 ,載流子
勻速運動的速率為,圓環橫截面積為,則環形電流中包含的載流子個數 ,環
形電流產生的磁場可以認為是這個載流子產生的磁場的疊加,即 ；再根據
,聯立可得 ,C項正確。
考點2 安培定則 安培力
6.［多選］（2023廣東韶關一模）特高壓直流輸
電是國家重點工程，如圖所示，高壓輸電線上
使用“正方形間隔棒”支撐導線、 、
、 ，其目的是固定各導線間距，防止導線
互相碰撞，圖中導線、、、 水平且恰好
AC
A.點的磁感應強度為零 B.點的磁感應強度沿 連線方向
C.對的安培力比對的安培力大 D.所受安培力的方向為從指向
處在正四棱柱的四條棱上，的幾何中心為點， 點到導線的距離遠小于導線的長
度。忽略地磁場，假設四根導線通有等大、同向的電流，則( )
【解析】 根據安培定則以及對稱性,可知和在 點處產生的合磁感應強度
為零,和在點處產生的合磁感應強度為零,所以 點處的磁感應強度為零。（【點撥】
磁感應強度為矢量,疊加時應遵循平行四邊形定則。）
越靠近通電直導線,磁感應強度越強,所以導線在處產生的磁感應強度大于在
處產生的磁感應強度,所以對的安培力大于對 的安培力。
若通電導線均通垂直紙面向外的電流,根據安培定則可得、、在 處產生的
合磁感應強度的方向為從指向,再根據左手定則可以確定, 受到的安培力的方向應
與合磁感應強度方向垂直,即從指向 。（【另解】根據“同向電流吸引,反向電流排斥”
的推論可知,受其余三根導線的吸引力分別指向三根導線,根據對稱性,可知與對
的安培力大小相等,所以兩者合力指向方向,再與對的安培力（沿 方向）合成,總
安培力方向沿方向,即從指向 ,故D錯誤。）
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7.［多選］（2024江蘇鹽城中學檢測）如圖所示，小磁針的指向正確的是( )
ABD
A. B. C. D.
【解析】 根據安培定則可知通電螺線管內磁場方向從右向左,小磁針 極指向為磁
場方向。
地磁場的磁感線從地理南極指向地理北極,因此小磁針 極指向地理北極。
根據安培定則可知通電直導線周圍磁場方向為順時針方向,小磁針所處位置磁場方
向垂直導線向下,因此 極應指向下。
形磁體的磁場方向從極指向極,小磁針 極指向與磁場方向相同。
8.（2024山東臨沂模擬）據報道，我國福建號航母艦載機彈
射起飛的電磁彈射技術與他國不同，采用的儲能方式是超級
電容。某科學探究小組制作了一個簡易的電容式電磁彈射裝
C
A. B. C. D.
置，如圖所示，間距為的水平平行金屬導軌左端連接充好電的電容器，電容為 ，電壓
為，導軌右端放置質量為 的光滑金屬棒，勻強磁場沿豎直方向（圖中未畫出），磁
感應強度大小為 ，開關閉合后金屬棒向右離開導軌后水平射出，若某次試驗金屬棒彈
射出去后電容器兩端的電壓減為 ，不計一切阻力，則金屬棒離開導軌的速度為( )
【解析】 根據電容器的定義式,有 ,可知金屬棒在導軌上運動過程中通過它的電荷
量為,由動量定理,可得 ,（【點撥】安培力是變力,安培力的沖
量為變力沖量,應當根據,應用動量定理來求解末速度。）又 ,聯立,
解得 ,C項正確。
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9.（2025山西呂梁孝義三中開學考試）如圖所示，半徑為的光滑半圓弧槽 固定在
豎直平面內，為圓弧槽最低點，質量為的通電直導體棒靜止于 點，電流方向垂直
于紙面向里，空間有水平向右的勻強磁場，重力加速度為 ，導體棒對圓弧槽的壓力大
小等于，現將磁場方向在豎直平面內沿順時針方向緩慢轉過 ，則此過程中安培
力對導體棒做的功為( )
C
A. B. C. D.
【解析】 根據題意,由左手定則可知,勻強磁場水平向右時,安培
力豎直向下,由牛頓第三定律可知,圓弧槽對導體棒的支持力為
,由平衡條件有,解得 ,將磁場方向在
豎直平面內沿順時針方向緩慢轉過 ,使導體棒沿凹槽 內
壁向點緩慢移動,導體棒在移動的過程中處于動態平衡,最終靜止于 點,如圖所示。由
幾何關系可得 ,則從點到點,由動能定理有
（【點撥】對于變力做功,通常可以嘗試使用動能定理來求解。）,解得
,C項正確。
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10.（2022浙江三校聯考）紙面內同一材料制作的粗細均勻的正方形金屬線框，按如圖
所示方式接入電路，電源電動勢恒定，導線電阻及電源內阻不計，整個空間內的磁場垂
直于紙面向里，金屬線框受到的安培力大小為。若將接入點從兩側中點、 換成對角
點、 ，則金屬線框受到的安培力大小變為( )
C
A. B. C. D.
【解析】 設正方形金屬線框的邊長為,開始時通過線框的總電流為 ,則金屬線框受
到的安培力為 ,（【點撥】金屬線框受到的安培力分成兩部分,上半部分導線受到
的安培力和下半部分導線受到的安培力,兩部分導線的有效長度都等于 ,金屬線框受到的
安培力。）將接入點從兩側中點、換成對角點、 ,金屬線
框的電阻不變,干路電流仍為,金屬線框兩部分導線的等效長度均為 ,則金屬線框受到
的安培力大小為 。
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11.（2024河南新鄉模擬）在勻強磁場中有粗細均勻的同種導線制成
的直角三角形線框， ， ，磁場方向垂直于
線框平面向外，、 兩點接一直流電源，電流方向如圖所示。下列
說法正確的是( )
C
A.導線受到的安培力大于導線 所受的安培力
B.導線受到的安培力的合力等于導線 受到的安培力
C.導線、所受安培力的大小之比為
D.導線受到的安培力的合力方向垂直于 向上
【抓題眼】由題述“粗細均勻的同種導線”可知導線電阻與其長度成正比。
設邊電阻為,則邊電阻為,邊電阻為,由并聯分流原理, ,
設導線中電流為,則導線中電流為,則, ,可
得 。
等效長度等于的長度,但電流小于電流,則。（【易錯】和
段導線并聯,兩端電壓相等,等效長度相同,由于導線電阻與實際長度成正比,故電流不同,
從而導致安培力不相同。）
由于,,所以 。
由左手定則可判定方向垂直于 向下。
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