087磁场及磁场的叠加 精讲精练-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题

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087 磁场及磁场的叠加.
一.必备知识
1．磁场
(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、通电导体和运动电荷有力的作用。
(2)方向：小磁针静止时 N 极所指的方向或小磁针 N 极的受力方向。
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
＝(通电导线垂直于磁场)。在物理学中，把很短一段通电导线中的电流
I
与
导线长度
l
的乘积
Il
叫作电流元。
(3)单位：特斯拉，符号是 T。
(4)方向：小磁针静止时 N 极所指的方向(即磁场方向就是
B
的方向)。
(5)
B
是矢量，合成时遵循平行四边形定则。
3．磁感线及其特点
(1)磁感线：为了形象地描述磁场，在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上每一点的
切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。
(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 同一磁场的磁感线不中断、不相交。
⑤ 磁感线是假想的曲线，客观上不存在。
5．电流的磁场
(1)奥斯特实验：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电
与磁的联系。
(2)安培定则
① 直线电流：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指
所指的方向就是磁感线环绕的方向。
② 环形(螺线管)电流：让右手弯曲的四指与环形(或螺线管)电流的方向一致，伸直的拇
指所指的方向就是环形导线(或螺线管)轴线上磁场的方向。
(3)安培分子电流假说
安培认为，在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒
都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。
6．几种常见的磁场
(1)常见磁体的磁场
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087 磁场及磁场的叠加.
(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
特点
无磁极、非匀强，
且距导线越远处磁
场越弱
与条形磁体的磁场相似，
管内为匀强磁场且磁场由
S→N，管外为非匀强磁场
环形电流的两侧是 N 极和 S
极，且沿中心轴线离圆环中
心越远，磁场越弱
安培定则
立体图
横截面图
纵截面图
(3)匀强磁场：如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫作匀强
磁场。匀强磁场的磁感线用一些间隔相等的平行直线表示，如图所示。
(4)地磁场
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087 磁场及磁场的叠加.
① 地磁场的 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，磁感应强度相同，且方向水平向北。
7．磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵从平行四边形定则。
磁场叠加问题的一般解题思路：
(1)确定磁场场源，如通电直导线。
(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则及其他已知条件判定各个场源在这一点上
产生的磁场的磁感应强度的大小和方向。如图中
B
M、
B
N分别为M、N 在
c
点产生的磁场。
(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场
B
。
8.磁场的叠加和安培定则应用的“三大注意”
(1)根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向时，注意直导线和环形导线存在的差异。
(2)磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。
(3)磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场
源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。
二.典型例题
题型一：通电直导线的磁场
例1：在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示，一根金属管
线平行于水平地面。有一种探测方法，首先给金属长直管线通上恒定电流，再用可以测量磁
场强弱、方向的仪器进行以下操作：
① 用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为
a
；②在
a
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087 磁场及磁场的叠加.
点附近的地面上，找到与
a
点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线
EF
；③在地面上
过
a
点垂直于
EF
的直线上，找到磁场方向与地面夹角为 45°的
b
、
c
两点，测得
b
、
c
两点距
离为
L
。由此可确定(　　)
A．金属管线在
EF
正下方，深度为
L
B．金属管线在
EF
正下方，深度为
L
C．金属管线的走向垂直于
EF
，深度为
L
D．金属管线在
EF
正下方，深度为
L
答案　B
解析　用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为
a
，说
明
a
点离电流最近；找到与
a
点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线
EF
，说明这些
点均离电流最近，即金属管线应在
EF
正下方，画出左侧视图，如图所示；
b
、
c
间距为
L
，且
磁场方向与地面夹角为 45°，故金属管线的深度为。故B正确，A、C、D 错误。
题型二：通电螺线管的磁场
例2. (多选)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，
关于
A
、
B
、
C
三点，下列说法正确的是(　　)
A．磁感应强度最大处为
A
处，最小处为
B
处
B．磁感应强度最大处为
B
处，最小处为
C
处
C．小磁针静止时在
B
处和
A
处 N 极都指向左方
D．小磁针静止时在
B
处和
C
处 N 极都指向右方
答案　BC
解析　通电螺线管的磁场分布类似于条形磁体的磁场分布，画出磁感线分布图，可知
B
处磁感线最密，
C
处磁感线最疏，所以
B
处磁感应强度最大，
C
处最小，A 错误，B 正确；根
据安培定则可知，
B
处磁场向左，再根据磁感线的闭合性可知
A
处磁场向左，
C
处磁场向右，
所以小磁针静止时，在
A
、
B
处 N 极指向左方，在
C
处 N 极指向右方，C 正确，D 错误。
题型三：磁场的叠加
例3：(2017·全国卷Ⅲ) 如图，在磁感应强度大小为
B
0的匀强磁场中，两长直导线
P
和
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摘要：

087磁场及磁场的叠加.一.必备知识1．磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、通电导体和运动电荷有力的作用。(2)方向：小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极的受力方向。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＝(通电导线垂直于磁场)。在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il叫作电流元。(3)单位：特斯拉，符号是T。(4)方向：小磁针静止时N极所指的方向(即磁场方向就是B的方向)。(5)B是矢量，合成时遵循平行四边形定则。3．磁感线及其特点(1)磁感线：为了形象地描述磁场，在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方...

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