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磁场及其对电流的作用
2026届高考物理人教版一轮复习
一、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____的作用.
力
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： (通电导线垂直于磁场).
(3)方向：小磁针静止时 极所指的方向.
(4) 单位：________，符号为 .
(5) 矢量：合成时遵循________________.
特斯拉
平行四边形定则
3.磁感线的特点
(1) 磁感线上某点的______方向就是该点的磁场方向.
切线
(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_____指向
______；在磁体内部，由_____指向_____.
极
极
极
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.
4.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) 匀强磁场
磁场中各点的磁感应强度大小______、方向______，磁感线是疏密程度相
同、方向相同的平行直线.
相等
相同
(3)地磁场
①地磁的极在地理南极附近，地磁的 极在地理北极附近，磁感线分布
如图所示.
②在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度大小相同，
且方向水平向北.
③地磁场在南半球有竖直向上的分量，在北半球有竖直向下的分量.
(4)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 ___________________________________ ________________________________________ ________________________________
直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场
纵截面图 ______________________________ ___________________________________________ _____________________________________
续表
二、安培力
1.安培力的方向
(1) 左手定则: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；让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向______的方向,这时
______所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.
如图所示：
电流
拇指
(2)注意:磁感线方向不一定垂直于电流方向,但安培力方向
一定与磁场方向和电流方向都垂直.
2.安培力的大小
当磁感应强度的方向与电流方向成 角时, ________.
(1) 当磁场方向与电流方向______时,安培力最大, .
(2) 当磁场方向与电流方向______时,安培力等于零.
垂直
平行
【辨别明理】
1.磁场是客观存在的一种物质,磁感线也是真实存在的.( )
×
2.磁场中的一小段通电导线在某处受力为零时,此处磁感应强度 不一定为
零.( )
√
3.由定义式可知,电流越大,导线越长,某点的磁感应强度 就越小.
( )
×
4.北京地面附近的地磁场方向是水平向北的.( )
×
5.磁场中某点磁感应强度的大小跟放在该点的试探电流元的情况无关.( )
√
6.通电导线与磁场不垂直，而是有一定夹角时，左手定则就不适用了.( )
×
考点一 磁感应强度、磁场的叠加
考向一 磁感应强度的理解
磁感应强度 电场强度
物理意义 描述磁场强弱和方向的物 理量 描述电场强弱和方向的物
理量
定义式
磁感应强度 电场强度
方向 小磁针 极受力方向 正电荷受力方向
决定因素 由磁场决定，与电流元无 关 由电场决定，与试探电荷
无关
磁感线与电场线 磁感线闭合，不相交 静电场中的电场线不闭
合，不相交
续表
例1 (多选)[2024·河北邯郸模拟] 关于磁感应强度下列说法正确的是
( )
A.根据定义式，磁场中某点的磁感应强度与成正比，与 成反比
B.磁感应强度是矢量，方向与该点的小磁针静止时 极所指的方向一致
C.磁感应强度 是矢量，方向与电流元所受安培力的方向相反
D.在某一磁场中，同一点的磁感应强度 是相同的，不同点的磁感应强度
也可能相同
√
√
[解析] 根据定义式 ，磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，在
数值上等于，故A错误；磁感应强度 是矢量，方向与该点的小磁针静止
时 极所指的方向一致，故B正确；根据左手定则，磁感应强度 方向与
电流所受安培力的方向垂直，故C错误；在某一磁场中，同一点的磁感应
强度是相同的，不同点的磁感应强度 可能不同，可能相同，如匀强磁
场，故D正确.
考向二 电流的磁场与安培定则
例2 (多选)[2023·福建卷] 地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如
图所示.学术界对于地磁场的形成机制尚无共识.一种理论认为地磁场主要
源于地表电荷随地球自转产生的环形电流.基于此理论，下列判断正确的
是( )
A.地表电荷为负电荷
B.环形电流方向与地球自转方向相同
C.若地表电荷的电荷量增加，则地磁场强度增大
D.若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大
√
√
[解析] 根据右手螺旋定则可知，地表电荷为负电
荷，故A正确；由于地表电荷为负电荷，则环形电
流方向与地球自转方向相反，故B错误；若地表电
荷的电荷量增加，则等效电流增大，地磁场强度
增大，故C正确；若地球自转角速度减小，则等效电流减小，地磁场强度
减小，故D错误.
考向三 磁场的叠加
例3 [2024·安徽合肥模拟] 如图所示为六根与水平面平
行的导线的横截面示意图，导线分布在正六边形的六
个角，导线所通电流方向已在图中标出.已知每条导线
在点产生的磁感应强度大小为，则正六边形中心
处的磁感应强度的大小和方向为( )
A.大小为零 B.大小为，方向沿 轴负方向
C.大小为，方向沿轴正方向 D.大小为，方向沿 轴正方向
√
[解析] 根据磁场的叠加原理，将最右面电流方
向向里的导线在 点产生的磁场与最左面电流方
向向外的导线在 点产生的磁场进行合成，则这
两根导线在点产生的磁场的合磁感应强度为 ；
同理，将左上方电流方向向外的导线在 点产生
的磁场与右下方电流方向向里的导线在 点产生
的磁场进行合成，则这两根导线在点产生的磁场的合磁感应强度为 ；
将右上方电流方向向里的导线在 点产生的磁场与左下方电流方向向外的
导线在点产生的磁场进行合成，
则这两根导线在 点产生的磁场的合磁 感应强度
为 ，如图所示，根据磁场叠加原理可知
，由几何关系可知 与
的夹角为 ，故将与 合成，则它们的
合磁感应强度大小也为，方向与 的方向相
同，最后将其与 合成，可得正六边形中心处磁
感应强度大小为，方向沿 轴正方向，选项D
正确，A、B、C错误.
变式1 如图所示，完全相同的甲、乙
两个环形电流同轴平行放置，甲的圆
心为，乙的圆心为 ，在两环圆
心的连线上有、、 三点，其中
A. B. C. D.
，此时点的磁感应强度大小为， 点的磁感应
强度大小为.当把环形电流乙撤去后， 点的磁感应强度大小为( )
√
[解析] 对于图中单个环形电流，根
据安培定则，其在轴线上产生的磁场
方向均是向左.设
，单个
环形电流在轴线上距离圆心 位置产生的磁场的磁感应强度大小为 ，
距离圆心 位置产生的磁场的磁感应强度大小为，故开始时， 点
磁感应强度大小， 点磁感应强度大小 ；
当撤去环形电流乙后， 点磁感应强度大小 ，故A正确.
考点二 安培力的分析与计算
考向一 安培力作用下定性分析导体运动情况
通电导体在安培力作用下运动情况的判断
电流元法 分割为电流元安培力方向 整段导体所受合
力方向 运动方向
特殊位置法 在特殊位置 安培力方向 运动方向
等效法 环形电流 小磁针
条形磁铁 通电螺线管 多个环形电流
结论法 同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；两不平行的直
线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势
转换研究对象法 定性分析磁体在电流的磁场作用下如何运动或运动趋势
的问题，可先分析电流在磁体的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的磁场的作用
力，从而确定磁体所受合力及运动方向
续表
例4 [2024·湖南长沙模拟] 一个可以自由运动的线圈 和一
个固定的线圈 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 将( )
A.不动 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.在纸面内平动
√
[解析] 方法一(电流元法)把线圈 沿水平转动轴分成上、
下两部分,每一部分又可以看成无数段直线电流元,电流元处
在 产生的磁场中,根据安培定则可知各电流元所在处的磁
场方向向上,由左手定则可得,上半部分电流元所受安培力的
方向均指向纸外,下半部分电流元所受安培力的方向均指向
纸内,因此从左向右看，线圈 将顺时针转动.
方法二(等效法)把线圈 等效为小磁针,该小磁针刚好处于
环形电流的中心,小磁针的极应指向环形电流 在该点产
生的磁场方向,由安培定则知 产生的磁场方向在其中心处
竖直向上,而等效成小磁针后,转动前, 极指向纸内,因此小
磁针的极应由指向纸内转为向上,所以从左向右看,线圈
将顺时针转动.
方法三(结论法)若环形电流、 不平行,则一定有相对转动,
直到两环形电流同向平行为止.据此可得,从左向右看,线圈
将顺时针转动.此题还可以采用特殊位置法、转换法，请尝
试分析.
考向二 安培力的计算
1.应用公式计算安培力时的注意事项
(1)当与垂直时，最大，；当与的夹角为 时，
；当与平行时，.
(2) 是有效长度
弯曲导线的有效长度 ，等于连接两
端点线段的长度(如图所示)；相应的
电流沿 由始端流向末端.
由此可知，垂直于磁场放置的闭合线圈通电后，在匀强磁场中受到的安培
力的矢量和为零.
2.安培力的方向：根据左手定则判断.
例5 (多选)[2024·福建卷] 如图所示，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径
为的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 ，
方向垂直纸面向外，铜环两端、处于同一水平线.若环中通有大小为 、
方向从到 的电流，细绳处于绷直状态，则( )
A.两根细绳拉力均比未通电流时的大
B.两根细绳拉力均比未通电流时的小
C.铜环所受安培力大小为
D.铜环所受安培力大小为
√
√
[解析] 如图所示，取通电半圆形铜环的一小段 ,
可将其视为直导线,根据左手定则可判断出该小
段导线所受的安培力方向如图所示,其大小
;根据对称性可知,与其对称的小段导线
所受安培力的水平分量 可互相抵消,所以全段
半圆形铜环所受安培力的方向竖直向下,故选项A正确，B错误；对每小段
导线所受安培力的竖直分力求和，得
，故选项C正确，D错误.
变式2 [2024·河北石家庄模拟] 如图所示，是一个用长为 的导线弯成
的、以为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面 垂直的磁感应强
度为的匀强磁场中，当在该导线中通以由到、大小为 的恒定电流时，
该导线受到的安培力大小和方向是( )
A.，平行于 向左
B.，平行于 向右
C.，垂直、 两点的连线指向左下方
D.，垂直、 两点的连线指向左下方
√
[解析] 直导线弯成半径为的 圆弧形状，在磁场中的
有效长度为，又，联立解得
，则安培力大小为 ，根据左
手定则可知，安培力的方向垂直、 两点的连线指向
左下方，故C正确.
考点三 安培力作用下的平衡和加速问题
求解关键是将三维图转化为二维平面图，即通过画俯视图、剖面图、侧视
图等，将立体图转换为平面受力图.如图所示.
考向一 安培力作用下导体的平衡问题
例6 [2022·湖南卷] 如图甲所示，直导线 被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴上，其所在区域存在方向垂直指向的磁场，与 距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图乙所示.导线通以电流，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为 .下列说法正确的是( )
A.当导线静止在图甲右侧位置时，导线中电流方向由指向
B.电流 增大，静止后，导线对悬线的拉力不变
C. 与电流 成正比
D. 与电流 成正比
√
[解析] 磁感应强度方向处处都垂直指向 ，对导线受力分析，可知安培
力的方向一定与拉力方向垂直，当导线静止在图甲右侧位置时，根据三力
平衡的知识和左手定则，可知导线中电流方向为由指向 ，A错误；平
衡时有，， ，故 与电流 成正比，
由于导线所在的位置磁感应强度的
大小相等，所以当电流 增大时，安
培力变大，所以平衡后， 角变大，
拉力变小，B、C错误，D正确.
例7 [2024·重庆卷] 小明设计了如图所示的方案，
探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为
(1) 所受单根导线拉力的大小；
[答案]
、的金属杆、 用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根
导线的间距和、的长度均为，仅在 的运动区域存在磁感应强度大小
为、方向水平向左的匀强磁场. 在垂直于磁场方向的竖直面内向上运
动，、 始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电
流产生的磁场. 重力加速度为，当 匀速下降时，求：
[解析] 由匀速下降可知， 处于平衡状态，所受
合力为0，设导线的拉力大小为，对 有
解得
例7 [2024·重庆卷] 小明设计了如图所示的方案，
探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为
(2) 中电流的大小.
[答案]
、的金属杆、 用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根
导线的间距和、的长度均为，仅在 的运动区域存在磁感应强度大小
为、方向水平向左的匀强磁场. 在垂直于磁场方向的竖直面内向上运
动，、 始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电
流产生的磁场.重力加速度为，当 匀速下降时，求：
[解析] 设所受安培力大小为，对、 整体受力
分析，有
又
解得
例8 (多选)[2022·湖北卷] 如图所示，两平行导轨在同一水平面内.一导体
棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定.整个装置置于匀强磁
场中，磁感应强度大小恒定，方向与导体棒垂直、与水平向右方向的夹角
可调. 导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动.已知导体棒加速时，加速度的最大值为 ；
减速时，加速度的最大值为，其中 为
重力加速度大小.下列说法正确的是( )
考向二 安培力作用下导体的动力学问题
A.棒与导轨间的动摩擦因数为
B.棒与导轨间的动摩擦因数为
C.加速阶段加速度大小最大时，磁场
方向斜向下，
D.减速阶段加速度大小最大时，磁场
方向斜向上，
√
√
[解析] 设导体棒所受安培力为 ，加
速时， 与水平向右方向的夹角为
， 、
，联立得
，最
大加速度 ，
此时 ；
减速时，设 与水平向左方向的夹角为 ，
、 ，
联立得 ，
最大加速度 ，
此时 ，联立可得 ， ，由左手定则可知，加速阶段
加速度最大时，磁场与水平向右方向成 角斜向下； ，则减速
阶段加速度最大时，磁场与水平向右方向成 角斜向上，选项B、C正确.
磁感应强度、磁场的叠加
1.[2021·浙江1月选考] 如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁
感线分布图.若通电螺线管是密绕的，则下列说法正确的是( )
A.电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场
B.螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场
C.螺线管直径越大，内部的磁场越接近
匀强磁场
D.磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场
√
[解析] 通电螺线管匝数越多，管道越长，其内部的磁场越接近匀强磁场，
与电流大小无关，与如何画磁感线无关，螺线管直径越大，其中心磁场越
弱，越不能看作匀强磁场，选项A、C、D错误，B正确.
2.[2021·全国甲卷] 两足够长直导线均折成直角，按如
图所示方式放置在同一平面内，与 在一条直线
上，与 在一条直线上，两导线相互绝缘，通有
相等的电流 ，电流方向如图所示.若一根无限长直导
线通过电流时，所产生的磁场在距离导线 处的磁感
A.、0 B.0、 C.、 D.、
应强度大小为，则图中与导线距离均为的、 两点处的磁感应强度大
小分别为( )
√
[解析] 将和 视为一根无限长直导线，根据右手
螺旋定则可知该直导线在 点产生的磁感应强度大小
为，方向垂直于纸面向外，在 点产生的磁感应强度
大小为，方向垂直于纸面向里；同理可将与
视为一根无限长直导线，根据右手螺旋定则可知该直导线在点产生的磁感
应强度大小为 ，方向垂直于纸面向里，在点产生的磁感应强度大小为 ，
方向垂直于纸面向里.综上所述，点的磁感应强度为0， 点的磁感应强度
为 ，故选B.
3.[2020·浙江7月选考] 特高压直流输电是国家重点能源
工程.如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线
分别通有方向相同的电流和，、、 三点
连线与两根导线等高并垂直， 点位于两根导线间的中
点，、两点与点距离相等，点位于 点正下方.不考
虑地磁场的影响，则( )
A.点处的磁感应强度大小为0 B. 点处的磁感应强度大小为0
C. 点处的磁感应强度方向竖直向下 D. 点处的磁感应强度方向竖直向下
√
[解析] 由于、不相等，而两电流到、 的距离相等，
则它们在这两点产生的磁感应强度大小不等，矢量和
不为零，故选项A、B错误.根据安培定则可知，两电流
在点产生的磁感应强度方向均竖直向下，在 点产生
的磁感应强度方向均竖直向上，则 点处的磁感应强度
方向竖直向下， 点的磁感应强度方向竖直向上，选项C正确，D错误.
安培力的分析与计算
4.在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的直角三角形线框 ，
， ，磁场方向垂直于线框平面，、 两点接一直流电
源，电流方向如图所示.已知， ，则下列说法正
确的是( )
A.导线受到的安培力大于导线 所受的安培力
B.导线受到的安培力的合力大于导线 受到的安培力
C.导线、所受安培力的大小之比为
D.导线受到的安培力的合力方向垂直于 向上
√
[解析] 设磁感应强度大小为，边长为，则 的长度
，由题意可知在、 点接一直流电源
后，设流入点的电流为，则流过导线的电流为 ，流过
导线的电流为，导线受到的安培力大小为 ，导
线所受的安培力大小为，因此 ，故A错误；
导线的有效长度为，受到的安培力大小为 ，因此
，故B错误；、 所受安培力的大小之比:
，故C正确；根据左手定则，导线受到的安培力的合力方向垂直于
向下，故D错误.
5.如图所示，将一根同种材料、粗细均匀的导体围
成半径为 的闭合导体线圈，固定在方向垂直于线
圈平面、磁感应强度为的匀强磁场中.、 两点将
线圈分为上、下两部分，且、 两点间上方部分的
A.、 B.、 C.、 D. 、0
线圈所对应的圆心角为 .现将大小为的恒定电流自、 两点间通入，
则、 两点间上、下两部分导线受到的安培力的大小之比及总安培力大
小分别为( )
√
[解析] 由几何关系可知，、 两点间的距离
，则、 两点间上、下两部
分导线的等效长度均为，根据 和欧姆定
律可知上、下两部分导线中的电流之比 ，则安培力之比
，由于上、下两部分导线所受安培力方向相同，所以上、下
两部分导线受到的总安培力大小 ，故选A.
安培力作用下的平衡和加速问题
6.如图所示，两根光滑导轨平行放置，导轨所在平面
与水平面间的夹角为 ，一质量为、长为 的导体
棒 垂直于导轨放置，整个装置处于垂直于斜面向上
的匀强磁场中，重力加速度为. 当导体棒 中通有方
向从到的恒定电流 时，磁场的方向由垂直于斜面向上沿逆时针转至水
平向左的过程中，导体棒始终静止，则磁感应强度的大小( )
A.先增大后减小 B.先减小后增大
C.可能为 D.可能为
√
[解析] 根据左手定则，可以判断出初始状态下导体棒
受到沿斜面向上的安培力 ，对导体棒受力分析，可
知导体棒受到重力、支持力和安培力 ，三力平
衡，如图所示，从图中可以看出，在磁场方向变化的
过程中，安培力方向逐渐逆时针转动，为了保持受力平衡， 应逐渐变
大，因为，其中电流和导体棒的长度 均不变，故磁感应强度应
逐渐变大，故A、B错误；
当磁场方向垂直于斜面向上时，根据左手定则
可知，安培力 方向沿斜面向上，此时安培力最
小，最小值 ，则 ，当
磁场方向水平向左时，安培力方向竖直向上，此时安培
力最大，最大值，则 ，故C正确，D错误.

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