专题(24)磁场及其对电流的作用(解析版)

磁场及磁场对电流的作用高考要求：1、电流的磁场、磁现象的电本质；2、磁感应强度、磁感线；3、磁场对电流的作用、左手定则；4、分子电流、磁性材料。

知识要点：一、磁场1、磁场：是磁极和电流（运动电荷）周围存在的一种特殊物质2、基本性质：对处于磁场中的磁极、电流及运动电荷有磁场力的作用。

3、方向：规定在磁场中任一点的小磁针N极受力的方向（或小磁针静止时N极指向），就是那一点的磁场方向。

4、磁感线：是在磁场中人为画出的一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密程度定性地表示磁场的弱强。

这一系列曲线称为磁感线。

5、要熟记五种磁感线分布图（从不同角度）：条形磁体，蹄形磁体，直线电流，环形电流和通电螺线管。

6、安培定则：三种电流的磁场方向与电流方向的关系用安培定则。

·要注意分清“因”和“果”：1）直线电流的磁场：因：为大姆指，即电流方向；果：为四指，即磁场绕向。

2）环形电流（或通电螺线管）的磁场：因：为四指，即电流方向；果：为环内（或螺线管内）沿中心轴线的磁场方向，指向N极。

·电流与磁场方向的关系优先采用整体法：即一个任意形状的闭合电流（如三角形、矩形）的磁场，从整体效果上看可等效为环形电流的磁场。

7、磁现象的电本质：运动的电荷(电流)产生磁场，磁场对运动的电荷(电流)有磁场力的作用。

所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间通过磁场而发生的相互作用二、磁感应强度1、定义：在磁场中，垂直于磁场方向的通电导线所受的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导线所在处的磁感强度。

用B来表示。

2、定义式：B＝F/IL。

单位：特（T）3、是矢量，其方向：为该位置的磁场方向。

4、注意：B由磁场本身决定，与I、L的大小及有无导线无关，公式B＝F/IL是比值定义式，也是度量式，但必须IL⊥B。

5、匀强磁场：磁感强度的大小处处相等，方向相同的区域的磁场叫做匀强磁场。

匀强磁场的磁感线是平行等间距的直线。

高中物理——磁场及磁场对电流的作用【解析版】1、电场线与磁感线的联系与区别2、磁感应强度B与电场强度E的区别和联系【例1】关于磁感应强度，下列说法正确的是（）F A．若长为L、通有电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为ILB ．由IL FB =知，B 与F 成正比，与IL 成反比C ．由ILFB =知，若一小段通电导体在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场D ．磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向。

答案 D【练习1】如图为通电螺线管．A 为螺线管外一点，B 、C 两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是( )A ．磁感线最密处为A 处，最疏处为B 处 B ．磁感线最密处为B 处，最疏处为C 处 C ．小磁针在B 处和A 处N 极都指向左方D ．小磁针在B 处和C 处N 极都指向右方 答案 BC【例2】如图所示，在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l .在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零．如果让P 中的电流反向、其他条件不变，则a 点处磁感应强度的大小为( )A ．0B ．33B 0 C ．233B 0 D ．2B 0答案 B【练习2】在地磁场作用下处于静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I 时，小磁针左偏30°，则当小磁针左偏60°时，通过导线的电流为(已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)( )A ．2IB ．3IC ．3ID ．无法确定 答案 B【例3】一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a 到b 的电流，则导线ab 受到安培力作用后的运动情况为( )A ．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B ．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C ．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管答案 D【练习3】一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将() A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．在纸面内平动答案 C【例4】当S闭合时，在螺线管内部的一根小铁棒被磁化，右端为N极.试判断通电螺线管的极性和电源的极性，这时用绝缘线悬挂的小通电圆环将怎样运动(俯视)？解析小磁针(本题中为磁化后的软铁棒)静止时N极的指向为该点的磁场方向，在螺线管内部磁感线由S极到N极，故螺线管内右端为N极.再根据安培定则及等效法确定电源右端为负极，左端为正极，小通电圆环顺时针转动(同时靠近螺线管).【练习4】如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流，当在其直径AB上靠近B点处放一根垂直于线圈平面的固定不动的长导线时(电流方向如图所示)，在磁场作用下线圈如何运动？解析用电流元分析法：如图(a)直导线周围的磁感线是一簇顺时针的同心圆，我们分别在线圈上找四段电流元A、B、C、D，电流元A、B段的电流与直导线产生的圆形磁场相切，不受安培力，电流元C和D用左手定则分析判断其受安培力方向为垂直纸面向里和垂直纸面向外.由此可以判断线圈将以AB为转轴从左向右看逆时针转动.用等效法分析：把通电线圈等效成放在O点N极指向纸外的小磁针；而通电直导线在O点产生的磁场是垂直于直径AB向上，所以小磁针指向纸外的N极向上转动，即从左向右看线圈将逆时针转动.用特殊位置分析法：设线圈转动90°到与直导线重合的位置(如图b)，直线电流左边的磁场向纸外，右边的磁场向纸里，再用左手定则分别判断线圈的左边和右边所受安培力方向均向左，即线圈将向左靠近直导线.用推论分析法：在线圈转到图(b)位置时，直导线左边的线圈电流向下，与直导线电流方向相反，则两者相互排斥，线圈左边受直导线作用方向向左.线圈在直导线右边部分的电流向上，与直导线电流方向相同，两者相互吸引，即直导线右边部分线圈受安培力方向也是向左的.所以可以判断整个线圈将向左运动.综上所述，线圈整个过程的运动情况是：在以直径AB为轴转动的同时向左平动.【例5】如图所示，一劲度系数为k 的轻质弹簧，下面挂有匝数为n 的矩形线框abcd ，bc 边长为l ，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向与线框平面垂直(在图中垂直于纸面向里)，线框中通以电流I ，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态．令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B ，线框达到新的平衡，则在此过程中线框位移的大小Δx 及方向是( )A ．Δx ＝2nBIlk ，方向向上 B ．Δx ＝2nBIlk ，方向向下 C ．Δx ＝nBIlk ，方向向上 D ．Δx ＝nBIlk ，方向向下 答案 B【练习5】如图所示，两平行光滑金属导轨CD 、EF 间距为L ，与电动势为E 0的电源相连，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计．为使ab 棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为( )A ．mgRE 0L ，水平向右B ．mgR cos θE 0L ，垂直于回路平面向上 C ．mgR tan θE 0L ，竖直向下D ．mgR sin θE 0L ，垂直于回路平面向下 答案 D课外作业1．一段长0.2 m ，通过2.5 A 电流的直导线，关于在磁感应强度为B 的匀强磁场中所受安培力F 的情况，正确的是( )A ．如果B ＝2 T ，F 一定是1 N B ．如果F ＝0，B 也一定为零C ．如果B ＝4 T ，F 有可能是1 ND ．如果F 有最大值时，通电导线一定与B 平行解析当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0<F<BIL，A、D两项不正确，C项正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B不正确．答案 C2．如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB解析将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出安培力的大小，根据F＝BIL计算出安培力的大小，再求合力．导线所受合力F＝BIL＋2BIL sin 45°＝(2＋1)ILB.答案 A3．如图所示，abcd四边形闭合线框，a、b、c三点坐标分别为(0，L,0)，(L，L,0)，(L,0,0)，整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中，通入电流I，方向如图所示，关于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列叙述中正确的是()A．ab边与bc边受到的安培力大小相等B．cd边受到的安培力最大C．cd边与ad边受到的安培力大小相等D．ad边不受安培力作用解析根据左手定则，ab边受到的安培力大小为F ab＝BIab，bc边平行于磁场方向受力为零，故A错；ad边受到安培力大小为F ad＝BIOd，故B、D错；cd边受到的安培力大小为F ad＝BIcd，故B 正确．答案 B4．停在十层的电梯底板上放有两块相同的条形磁铁，磁铁的极性如图所示，开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止状态()A．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁可能已碰在一起B．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁一定仍在原来位置C．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁可能已碰在一起D．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁一定仍在原来位置答案AC解析两块磁铁原来静止，则磁铁所受静摩擦力等于磁铁间的吸引力，若电梯突然向下开动，由于失重，最大静摩擦力会减小，当最大静摩擦力减小到小于磁铁间的吸引力时，两磁铁会相互靠近而碰在一起，故A对，B错；若电梯向上开动，当电梯在最后减速运动时，磁铁同样处于失重状态，故C对，D错。

《磁场对电流的作用》知识全解
1.通过实验探究，了解电流在磁场中要受到力的作用，且力的方向与磁场的方
向和电流的方向有关。

2.通过经历模拟电动机的制作过程，了解电动机的工作原理和电动机工作时能
量如何变化。

本节重点是探究影响通电导体在磁场中受力方向的因素、直流电动机的工作原理，难点是理解换向器的作用。

中考围绕磁场对电流的作用、通电导体在磁场中受力方向与磁场方向的关系、电动机的工作原理考查。

发电机的工作原理是电磁感应现象，发电机是把机械能转化为电能。

高三物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（）A．安培力的方向可以不垂直于直导线B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半【答案】B【解析】根据安培左手定则，伸开左手，使大拇指和四指垂直，四指指向电流方向，磁感线穿过手心，大拇指所指的方向就是安培力的方向，可见安培力的方向即大拇指方向总是垂直于电流方向即导线也就是四指指向，选项A错。

而磁场方向穿过手心，大拇指垂直于磁场方向和电流方向做决定的平面，即安培力的方向垂直于磁场方向，选项B对。

根据安培力的大小的计算公式，是磁场方向和电流方向的夹角，所以安培力大小与通电导线和磁场方向的夹角有关，选项C错。

若直导线从中点折成直角，则前半段受安培力为，后半段受安培力为，由于夹角不确定，所以的合力不一定等于，所以选项D错。

【考点】安培左手定则.圆环水平固定放2.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示．则（）A．θ＝0时，杆产生的电动势为2BavB．θ＝时，杆产生的电动势为 BavC．θ＝0时，杆受的安培力大小为D．θ＝时，杆受的安培力大小为【答案】AD【解析】由图知，当θ＝0时，根据E=BLv可求杆产生的电动势为2Bav，故A正确；当θ＝时，，电流，杆产生的电动势为Bav，由B错误；θ＝0时，回路总电阻R=（2+π）aR所以杆受的培力，所以C错误；θ＝时，回路总电阻，所以杆受的安培力，故D正确。

【考点】本题考查电磁感应3.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。

将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。

磁场对电流的作用一、基础知识（一）安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1、安培力的大小(1)磁场和电流垂直时，F＝BIL.(2)磁场和电流平行时：F＝0.2、安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使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)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面．理解1、用安培定则判断电流的磁场方向时，用的是右手，又叫右手螺旋定则．2、用左手定则判断安培力的方向(1)安培力总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，但磁场方向和电流方向不一定垂直．(2)若已知B、I方向，F方向惟一确定．(3)若只有B或I方向变为相反，则力F反向；若B与I同时反向，则力F方向不变．(4)由于F⊥v，常根据v方向对物体进行受力分析.环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流二、练习1、请画出在如图所示的甲、乙、丙三种情况下，导线ab受到的安培力的方向．答案画出甲、乙、丙三种情况的侧面图，利用左手定则判定出在甲、乙、丙三种情况下，导线所受安培力的方向如图所示．2、如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB答案 A解析由左手定则及力的合成可知合力方向沿纸面向上，故知C、D错误．再由安培力公式F＝BIL 可得合力大小为(2＋1)ILB，A正确．3、在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图7所示．则过c点的导线所受安培力的方向()A．与ab边平行，竖直向上B．与ab边平行，竖直向下C．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边答案 C解析本题考查的知识点是右手定则、磁感应强度的叠加、左手定则．如图所示，因a、b处的导线中的电流方向垂直纸面向里，根据右手螺旋定则可以判断a处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与ac边垂直且指向左下方；b处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与bc边垂直且指向右下方．由几何知识可得两个磁场方向的夹角为60°，又由于c点距a、b两点的距离相等，a、b处导线中的电流相等，因此产生的两个磁感应强度的大小也相等，由平行四边形定则合成后的磁场方向竖直向下．由左手定则可以判断c处导线受到的安培力与B合垂直，指向左边，故选项C正确．4、(2012·广东省高考压轴卷)如图所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中．当在该导线中通以由C到A，大小为甲I 的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是 ( )A ．BIL ，平行于OC 向左 B.22BIL π，平行于OC 向右C.22BIL π，垂直AC 的连线指向左下方D ．22BIL ，垂直AC 的连线指向左下方 答案 C解析 由L 为14圆弧，所以2πR 4＝L ，即R ＝2L π，AC 的有效长度为l ＝2R ＝22Lπ，安培力为F A ＝BIl＝22BIL π，方向由左手定则判断，垂直AC 的连线指向左下方，因此选项C 正确．5、(2012·海南单科·10)中装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁 铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L 是 置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a 、b ， 导轨两端e 、f ，分别接到两个不同的直流电源上时，L 便在导轨 上滑动．下列说法正确的是( )A ．若a 接正极，b 接负极，e 接正极，f 接负极，则L 向右滑动B ．若a 接正极，b 接负极，e 接负极，f 接正极，则L 向右滑动C ．若a 接负极，b 接正极，e 接正极，f 接负极，则L 向左滑动D ．若a 接负极，b 接正极，e 接负极，f 接正极，则L 向左滑动 答案 BD解析 若a 接正极，b 接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e 接正极，f 接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L 向左滑动，A 项错误，同理判定B 、D 选项正确，C 项错误．考点三 安培力作用下导体运动情况的判定1．通电导体在磁场中的运动实质是在磁场对电流的安培力作用下导体的运动． 2．明确磁场的分布和正确运用左手定则进行判断是解题的关键． 6、、如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 极附近，磁 铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向 的电流后，线圈的运动情况是( )A ．线圈向左运动B ．线圈向右运动C ．从上往下看顺时针转动D ．从上往下看逆时针转动解析 解法一：电流元法．首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看作一直线电流元，取其 中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示．根据 对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运 动．只有选项A 正确．解法二：等效法．乙将环形电流等效成小磁针，如图乙所示，根据异名磁极相吸引知， 线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据 结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，也可判断出线圈向左运动，选A.答案 A7、如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A 为水平放置的直导线的截面，导线 中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1；当导线中有垂直纸面向 外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N2，则下列关于磁铁对斜 面压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是( )A ．F N1<F N2，弹簧的伸长量减小B ．F N1＝F N2，弹簧的伸长量减小C ．F N1>F N2，弹簧的伸长量增大D ．F N1>F N2，弹簧的伸长量减小 答案 C解析 在题图中，由于条形磁铁的磁感线是从N 极出发到S 极，所以可画出磁铁在导线A 处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，导线A 中的电流垂直纸面向外时，由左手定则可判断导线A 必受斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压力减小，即F N1>F N2，同时，由于导线A 比较靠近N 极，安培力的方向与斜面的夹角小于90°，所以对磁铁的作用力有沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，所以正确选项为C.8、如图所示，把一根通电直导线AB 放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动．当导线通过电流I 时，如果只考虑 安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是 ( )A ．顺时针方向转动，同时下降B ．顺时针方向转动，同时上升C ．逆时针方向转动，同时下降D ．逆时针方向转动，同时上升 答案 C解析 第一步：电流元受力分析法把直线电流等效为OA 、OB 两段电流元，由左手定则判定蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向相反，如图a 所示．可见从上往下看时，导线将逆时针方向转动．第二步：特殊位置分析法取导线逆时针转过90°的特殊位置来分析，如图b 所示．根据左手定则判断其所受安培力方向向下，故导线在逆时针转动的同时向下运动．9、通有电流的导线L 1、L 2处在同一平面(纸面)内，L 1是固定的，L 2可绕垂直纸面的固定转轴O 转动(O 为L 2的中心)，各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生( )A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向转动D．L2绕轴O按逆时针方向转动答案 D解析由右手螺旋定则可知导线L1的上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1的距离越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕轴O按逆时针方向转动，D项正确．与安培力有关的力学综合问题1．安培力的综合应用，一般有两种情形：一是安培力作用下导体的平衡和加速；二是与安培力有关的功能关系问题．安培力的综合应用是高考的热点，题型有选择题，也有综合性的计算题．2．处理这类问题，需弄清楚电流所在处的磁场分布情况，要做好受力分析，搞清物体的受力情况，然后利用牛顿运动定律或者功能关系求解．3．在受力分析时，有时要把立体图转换成平面图，即三维变二维．转换时要标明B的方向，以便于确定安培力的方向.10、解析(1)根据闭合电路欧姆定律得I＝ER0＋r＝1.5 A（3分）(2)导体棒受到的安培力F安＝BIL＝0.30 N（3分）(3)对导体棒受力分析如图，将重力正交分解沿导轨方向F1＝mg sin 37°＝0.24 N（1分）F1<F安，根据平衡条件mg sin 37°＋F f＝F安（2分）解得F f＝0.06 N，方向沿导轨向下答案(1)1.5 A(2)0.30 N(3)0.06 N，方向沿导轨向下（1分）规律总结求解通电导体在磁场中的力学问题的方法：(1)选定研究对象；(2)变三维为二维，画出平面受力分析图，判断安培力的方向时切忌跟着感觉走，一定要用左手定则来判断，注意F安⊥B、F安⊥I；(3)根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程式进行求解．11、倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上放有一根静止的金属杆ab.现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图所示，磁感应强度B逐渐增加的过程中，ab杆受到的静摩擦力( )A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大答案 D解析不加磁场时，杆ab是静止的，一定受到沿导轨向上的静摩擦力．当加上磁场时，根据左手定则判断出安培力的方向沿导轨向上，开始时此力较小，杆ab受的静摩擦力仍然沿导轨向上，当安培力逐渐增大时，静摩擦力开始减小直到零．再增大B，杆ab有沿导轨向上的运动趋势，杆ab受沿导轨向下的静摩擦力且逐渐增大，所以D正确.12、(2012·天津理综·2)如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A．金属棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小答案 A解析选金属棒MN为研究对象，其受力情况如图所示．根据平衡条件及三角形知识可得tan θ＝BIlmg，所以当金属棒中的电流I、磁感应强度B变大时，θ角变大，选项A正确，选项D错误；当金属棒质量m变大时，θ角变小，选项C错误；θ角的大小与悬线长短无关，选项B错误．13、如图所示，倾斜导轨宽为L，与水平面成α角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上．当回路电流强度为I时，金属杆ab所受安培力F，斜面的支持力为F N，则()A．安培力方向垂直ab杆沿斜面向上B．安培力方向垂直ab杆水平向右C．F N＝BIL cos αD．F N＝BILsin α答案BD解析画出倾斜导轨和ab杆的二维视图，由左手定则判断出安培力方向水平向右，大小为F＝BIL，由共点力平衡求得F N＝BILsin α，选项B、D正确安培力作用下导体的运动14、 (2011·新课标全国·18)电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体 可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I 从 一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形 成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的 大小与I 成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是( )A ．只将轨道长度L 变为原来的2倍B ．只将电流I 增加至原来的2倍C ．只将弹体质量减至原来的一半D ．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2倍，其他量不变 答案 BD解析 由题意可知磁感应强度B ＝kI ，安培力F 安＝BId ＝kI 2d ，由动能定理可得：F 安L ＝m v 22，解得v ＝I 2kdLm，由此式可判断B 、D 选项正确．安培力及安培力作用下导体的平衡15、(2011·上海单科·18)如图，质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O ′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x 正方向 的电流I ，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应 强度方向和大小可能为( )A ．z 正向，mg IL tan θB ．y 正向，mgILC ．z 负向，mg IL tan θD ．沿悬线向上，mgIL sin θ答案 BC解析 若B 沿z 轴正方向，受力如图①，导线无法平衡，A 错误；若B 沿y 轴正方向，由左手定则，受力如图②，mg ＝BIL ，B ＝mgIL，所以B 正确；若B 沿z 轴负方向，受力如图③，F T sin θ＝BIL ，F T cosθ＝mg ，所以B ＝mgILtan θ，C 正确；若B 沿悬线向上，受力如图④，导线无法平衡，D 错误．16、如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A ，A 与螺线管垂直，A 导线中的电流方向垂 直纸面向里，开关S 闭合，A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )A ．水平向左B ．水平向右C ．竖直向下D ．竖直向上答案 D解析 先用安培定则判断螺线管的磁场方向，其在A 点导线处的磁场方向是水平向左的；再用左手定则判断出导线A 受到的安培力竖直向上，故选D.17、如图所示，质量为m 、长为L 的导体棒电阻为R ，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E ，内阻不计．匀强磁场的磁感应强度为B ，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则( )A ．导体棒向左运动B ．开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BELRC ．开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL sin θRD ．开关闭合瞬间导体棒MN 的加速度为BEL sin θmR答案 BD解析 磁场方向与导体棒垂直，导体棒所受安培力F ＝BIL ＝BELR ，方向为垂直于磁场方向与导线方向所确定的平面斜向下，其有水平向右的分量，将向右运动，故A 、C 错误，B 正确．导体棒的合力F 合＝F cos (90°－θ)＝F sin θ，由a ＝F 合m 得a ＝BEL sin θmR ，D 正确．18、如图所示，有两根长为L 、质量为m 的细导体棒a 、b ，a 被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b 被水平固定在与a 在同一水平面 的另一位置，且a 、b 平行，它们之间的距离为x .当两细棒中均通以 电流强度为I 的同向电流时，a 恰能在斜面上保持静止，则下列关于 b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是( )A ．方向向上B ．大小为2mg2LIC ．要使a 仍能保持静止，而减小b 在a 处的磁感应强度，可使b 上移D ．若使b 下移，a 将不能保持静止 答案 ACD解析 要使a 恰能在斜面上保持静止，由安培定则可知b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度方向应向上，A 正确．a 的受力如图甲所示．tan 45°＝F 安mg ＝BIL mg ，所以B ＝mgIL，B 错误．b 无论上移还是下移，b 在a 处的磁感应强度均减小．若上移，a的受力如图乙所示．上移过程中FN逐渐减小，F安先减小后增大，两个力的合力等于mg，此时a仍能保持静止，故C正确．若使b下移，同理可分析a将不能保持静止，D正确．。

磁场与电流的相互作用：磁场对电流的作用和电流对磁场的产生磁场与电流的相互作用是电磁学中一个非常重要的概念。

磁场对电流的作用及其产生的现象，以及电流对磁场的产生都是我们学习电磁学的基础内容之一。

首先，让我们来看看磁场对电流的作用。

当电流通过一条导线时，会在导线周围产生一个磁场。

磁场的方向由安培定则给出，即右手定则。

在这个磁场中，如果我们放入一根磁铁针，或者是另一根有电流的导线，我们会发现它们会发生运动。

这就是磁场对电流的作用。

这个现象可以通过洛伦兹力来解释。

根据洛伦兹力的定律，当一个带有电荷的粒子在磁场中运动时，会受到一个垂直于磁场和速度方向的力。

对于电流来说，它可以被视为由一群电荷所组成的流动粒子。

当这群电荷在磁场中运动时，每一个电荷都会受到洛伦兹力的作用，从而导致整个导线受到一个合力的作用。

这个力会使导线发生一个运动，或者说它会受到一个力的作用。

这个现象在实际应用中非常常见。

比如说电动机，它通过电流在磁场中发生力的作用，从而产生了机械转动。

又比如说电磁铁，它通过电流在磁场中产生的力的作用，可以实现吸附和释放物体的功能。

这些技术和设备都是基于磁场对电流的作用原理设计而成的。

另一方面，电流也可以产生磁场。

当电流通过一个导线时，会在导线周围产生一个磁场。

这个磁场的大小和方向由安培定则给出。

当导线中的电流改变时，磁场也会随之改变。

这种现象被称为安培环路定理。

电流产生的磁场在实际应用中也非常重要。

比如说，我们常常用电磁铁来产生一个强磁场。

电磁铁通常由一个铁芯和绕在铁芯上的线圈组成。

当电流通过线圈时，它会在铁芯周围产生一个磁场，从而使铁芯具有强磁性。

这种设计非常实用，可以应用于各种领域，比如电动机、电磁隔离等。

总而言之，磁场与电流的相互作用是电磁学中的基础概念之一。

磁场对电流的作用表现为力的作用，可以通过洛伦兹力来解释。

而电流产生的磁场则可以应用于各种技术和设备中。

这些原理的理解和应用对于我们深入学习和研究电磁学是非常重要的。

磁场及磁场对电流的作用第1讲 磁场及磁场对电流的作用考点梳理一、磁场、磁感应强度1．磁场(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有 的作用． (2)方向：小磁针的 所受磁场力的方向． 2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场强弱和方向．(2)大小：B ＝ (通电导线垂直于磁场)．(3)方向：小磁针静止时 极的指向． (4)单位：特斯拉(T)． 3．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小 、方向 的磁场称为匀强磁场．(2)特点①匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线． ②距离很近的两个异名磁极之间的磁场和通电螺线管内部中心轴线附近的磁场(边缘部分除外)，都可以认为是匀强磁场．4．磁通量(1)概念：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，与磁场方向 的平面的面积S 和B 的乘积叫磁通量．(2)公式：Φ＝ . (3)单位：1 Wb ＝ .二、磁感线及几种常见的磁场分布1．磁感线：在磁场 中画出一些曲线，使曲线上每一点的 方向都跟这点的磁感应强度的方向一致．2．磁感线的特点(1)磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线．(2)磁感线在磁体(螺线管)外部由 极到 极，内部由 极到 极，是 ．(3)磁感线的疏密表示磁场的 ，磁感线较密的地方磁场较强．(5)磁感线不能 ，也不能相切．3．安培定则(1)直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场磁感线的方向可以用 确定．(2)对于通电直导线，可用 握住导线，大拇指指向 方向，弯曲的四指指向 的方向．(3)对于环形电流和通电螺线管，则用弯曲的四指指向 环绕的方向，右手大拇指指向螺线管 的磁感线的方向．4．几种常见的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)①地磁场的N 极在地球南极附近，S 极在地球 附近，磁感线分布如图所示． ②地磁场B 的水平分量(B x )总是从地球南极指向北极；而竖直分量(B y )则南北相反，在南半球垂直地面 ，在北半球垂直地面 ． ③在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁场强弱 ，且方向水平 ． 三、通电导线在磁场中受到的力——安培力 1．安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：F ＝ . (2)磁场和电流平行时：F ＝0. 2．安培力的方向 (1)用左手定则判定：伸开左手，使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 的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受 的方向．(2)安培力的方向特点：F ⊥B ，F ⊥I ，即F 垂直于 决定的平面．基础自测1．下列说法正确的是( )A ．磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时，受到的磁场力F 与该导线的长度L 、通过的电流I 的乘积的比值B ＝F IL即为磁场中某点的磁感应强度 B ．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C 磁感应强度B ＝F IL只是定义式，它的大小取决于场源及磁场中的位置，与F 、I 、L 以及通电导线在磁场中的方向无关 D ．磁场是客观存在的2．如图所示四种情况中，匀强磁场磁感应强度大小相等，载流导体长度相同，通过的电流也相同，导体受到的磁场力最大，且方向沿着纸面的情况是()A ．甲、乙B ．甲、丙C ．乙、丁D ．乙、丙3．如图所示为两同心圆环，当有一匀强磁场垂直穿过A 环面时，A 环面磁通量为Φ1，此时B 环面磁通量为Φ2.若将其匀强磁场改为一条形磁铁，垂直穿过A 环面，此时A 环面的磁通量为Φ3，B 环面的磁通量为Φ4，有关磁通量的大小，下列说法正确的是( ) A ．Φ1＜Φ2 B ．Φ1＝Φ2 C ．Φ3＞Φ4 D ．Φ3＜Φ44．一段长0.2 m ，通过2.5 A 电流的直导线，关于在磁感应强度为B 的匀强磁场中所受安培力F 的情况，正确的是( )A ．如果B ＝2 T ，F 一定是1 N B ．如果F ＝0，B 也一定为零C ．如果B ＝4 T ，F 有可能是1 ND ．如果F 有最大值时，通电导线一定与磁场方向平行5．请画出在图所示的甲、乙、丙三种情况下，导线受到的安培力的方向．考向一 磁感应强度的理解与叠加1．磁感应强度是用比值法定义的，其大小由磁场本身的性质决定，与放入的直导线的电流I 的大小、导线长度L 的大小无关．故不能根据B ＝F IL就说B 与F 成正比，与IL 成反比．2．两个电流附近的磁场的磁感应强度是两个电流分别单独存在时产生的磁场的磁感应强度叠加而成的，且满足矢量合成法则——平行四边形定则．例1 (2012·大纲全国卷)如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M 、N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a 、O 、b 在M 、N 的连线上，O 为MN 的中点，c 、d 位于MN 的中垂线上，且a 、b 、c 、d 到O 点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( ) A ．O 点处的磁感应强度为零B ．a 、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C ．c 、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D ．a 、c 两点处磁感应强度的方向不同课后反思：(1)磁场存在于磁体、电流的周围，其强弱用磁感应强度表示，磁感应强度B 是一矢量，满足矢量叠加原理．(2)磁感线可形象描述磁感应强度的大小和方向，电流周围的磁感应强度的方向用安培定则判定． 变式1－1：有两根长直导线a 、b 互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图，O 点为两根导线连线的中点，M 、N 为两导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O 点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I ，则关于线段MN 上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是( )A ．M 点和N 点的磁感应强度大小相等，方向相同B ．M 点和N 点的磁感应强度大小相等，方向相反C ．线段MN 上各点的磁感应强度都不可能为零D ．线段MN 上只有一点的磁感应强度为零考向2.安培力大小的计算及方向的判断安培力常用公式F ＝BIL 应用时要满足： (1)B 与I 垂直； (2)L 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(如图所示)，相应的电流方向沿L 由始端流向末端．因此任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，受到的安培力的矢量和为零． 例2.如图所示，一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab 、bc 和cd 的长度均为L ，且∠abc ＝∠bcd ＝135°.流经导线的电流为I ，方向如图中箭头所示．导线段abcd 所受到的磁场的作用力的合力为( ) A ．沿纸面向上，大小为(2＋1)ILB B ．沿纸面向上，大小为(2－1)ILB C ．沿纸面向下，大小为(2＋1)ILB D ．沿纸面向下，大小为(2－1)ILB 课后反思：(1)正确掌握安培力的分析方法 ①若磁场和电流垂直：F ＝BIL . ②若磁场和电流平行：F ＝0.③安培力的方向垂直于磁感线和通电导线所确定的平面． (2)注意区别安培力和静电力的方向与场的方向的关系静电力的方向与电场方向平行，安培力的方向与磁场方向垂直．变式2－1：通电矩形线框abcd 与长直通电导线MN 在同一平面内，如图所示，ab 边与MN 平行．关于MN 的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( ) A ．线框有两条边所受的安培力方向相同 B ．线框有两条边所受的安培力大小相等C ．线框所受的安培力的合力方向向左D ．线框所受的安培力的合力方向向右考向3安培力作用下的平衡问题例3 (2012·天津理综)如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( ) A ．棒中的电流变大，θ角变大 B ．两悬线等长变短，θ角变小 C ．金属棒质量变大，θ角变大 D ．磁感应强度变大，θ角变小课后反思：解决导体棒平衡问题的方法变式3－1：如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于匀强磁场中．金属杆ab 垂直导轨放置，当杆中通有从a 到b 的恒定电流I 时，金属杆ab 刚好静止．则( )A ．磁场方向可能竖直向上B ．磁场方向竖直向下C ．ab 所受安培力的方向可能平行导轨向上D ．ab 所受安培力的方向可能平行导轨向下物理思维方法：安培力作用下导体运动方向的判定方法判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路 (1)首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况 (2)然后利用左手定则准确判定导体的受力情况 (3)进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向． 现对几种常用的方法列表比较如下： 例1.(2013·江苏徐州模拟)如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是( ) A ．线圈向左运动 B ．线圈向右运动C ．从上往下看顺时针转动D ．从上往下看逆时针转动例2.如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况的说法中正确的是(从上往下看)( ) A ．顺时针方向转动，同时下降 B ．顺时针方向转动，同时上升 C ．逆时针方向转动，同时下降 D ．逆时针方向转动，同时上升例3.如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为F N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为F N2，则以下说法正确的是( ) A ．弹簧长度将变长 B ．弹簧长度将变短 C ．F N1＞F N2 D ．F N1＜F N2考能训练1.如图所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN ，电流I 方向从M 到N ，绳子的拉力均为F ，为使F ＝0，可能达到要求的方法是( ) A ．加水平向右的磁场 B ．加水平向左的磁场 C ．加垂直纸面向里的磁场 D ．加垂直纸面向外的磁场2.(2012·海南单科)图中装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a 、b ，导轨两端e 、f ，分别接到两个不同的直流电源上时，L 便在导轨上滑动．下列说法正确的是( )A ．若a 接正极，b 接负极，e 接正极，f 接负极，则L 向右滑动B ．若a 接正极，b 接负极，e 接负极，f 接正极，则L 向右滑动C ．若a 接负极，b 接正极，e 接正极，f 接负极，则L 向左滑动D ．若a 接负极，b 接正极，e 接负极，f 接正极，则L 向左滑动3.如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A 。

16.3磁场对电流的作用电动机（考点解读）（解析版）1、磁场对通电直导线的作用（1）19世纪初，法国物理学家安培发现：磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。

（2）按图组装实验器材，给直导线通电，观察到通电直导线发生偏转；改变直导线中的电流方向，偏转方向和原来相反；将磁极对调，改变磁场的方向，通电直导线偏转方向也相反。

当电流方向和磁场方向同时改变时，力的方向不变。

2、磁场对通电线圈的作用（1）现象：用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆包线刮去放入磁场，闭合开关，线圈转动。

（2）平衡位置：当通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到的磁场的作用力相互平衡，我们把这个位置称为平衡位置。

3、直流电动机的构造和工作过程（1）直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成；（2）直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成；（3）运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成；（4）转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组．当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用．由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动；（5）换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片；在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场。

【考点1磁场对通电直导线的作用】【典例1-1】（2023•蒙城县模拟）如图，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（）A．换用更细的铜棒B．将磁体的N、S极对调C．移动滑动变阻器的滑片D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调【答案】B【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。

磁场及其对电流的作用1.高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题安培力方向2024年贵州卷卷计算题安培力作用下的平衡问题2024年重庆卷2.命题规律及备考策略【命题规律】高考对磁场及其对电流的作用的考查较为频繁，有选择题也有计算题的考查形式，题目较为基础，这部分内容容易和电磁感应现象相结合。

【备考策略】1.理解和掌握安培定则以及安培力大小和方向的计算与判断。

2.能够应用力学知识分析安培力作用下导线的平衡和加速问题。

【命题预测】重点关注安培力作用下的平衡和加速问题。

一、磁场、磁感应强度1．磁场基本性质：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．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。

(2)大小：B=FIl。

二、磁感线　通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1．磁感线及其特点(1)磁感线：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。

④磁感线是假想的曲线，客观上并不存在。

2．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、安培力的方向　匀强磁场中的安培力1．安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：F =BIl 。

(2)磁场和电流平行时：F =0。

2．安培力的方向左手定则判断：(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。

考点一安培定则和磁场的叠加考向1安培定则的应用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最强，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截面图1.如图所示，当开关闭合后，小磁针在通电导线的磁场中指向正确的是()A. B.C. D.【答案】D【详解】A．根据安培定则可判断出电流周围的磁场方向，再根据小磁针静止时N极的指向为磁场的方向可知，对A图，当开关闭合后，直线电流产生的磁场方向在小磁针处垂直纸面向外，因此小磁针的N极应指向外，A错误；B．对B图，当开关闭合后，螺线管产生的磁场上端是N极，螺线管左侧磁场方向向下，小磁针的N极应指向下，螺线管下面小磁针位置的磁场方向应指向螺线管下端，因此小磁针N极应指向螺线管下端，B错误；C．对C图，当开关闭合后，环形电流的磁场方向在小磁针位置垂直纸面向里，因此小磁针的N极应指向里，C错误；D．对D图，当开关闭合后，U形电磁铁的左侧是S极，右侧是N极，因此小磁针的N极应指向左侧，D正确。