安培力(共2课时)高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册

第一章磁场粤教版选择性必修一第一节

安培力温故知新同向电流相互吸引，反向电流相互排斥通电导线在磁场中受到的力F∝I，F∝L

力的方向？力的大小？安培力：通电导线在磁场中受到的力一、认识安培力安培力通电导线在磁场中受到的作用力称为安培力，是为了纪念安培而命名的。麦克斯韦把安培誉为“电学中的牛顿”。安培1775─1836这个力的方向跟哪些因素有关呢？这个力的大小又跟哪些因素有关呢？二、安培力的方向安培力方向互换磁极南北极互换电源正负极磁场方向电流方向（保持B⊥I）观察金属棒的运动方向探究安培力的方向-实验设计猜想：安培力的方向与哪些因素有关？研究方法：控制变量法用两根细铜丝把一根金属棒悬挂起来，放入蹄形磁铁形成的磁场中。垂直于纸面向里的磁场垂直于纸面向外的磁场垂直于纸面向里的电流垂直于纸面向外的电流竖直向下的磁场竖直向上的磁场磁场和通电导线的平面图画法二、安培力的方向探究实验：安培力的方向实验记录：B方向↓↑I方向金属棒运动方向NSNSNSNS立体图转平面图BIIBF改变磁场方向F改变电流方向F再次改变磁场方向F二、安培力的方向探究实验：安培力的方向实验记录：实验分析：通电导线在磁场中所受安培力方向与电流和磁场方向都有关。B方向↓↑I方向金属棒运动方向NSNSFFNSFNSF二、安培力的方向总结规律-安培力的方向伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内;磁感线垂直穿入掌心四指指向电流的方向拇指所指的就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

左手定则F⊥B、F⊥IBIF左手定则二、安培力的方向NSNSNSFFFNSF左手定则四指磁感线大拇指电流穿手心

安培力BBBB电流与磁场方向垂直二、安培力的方向电流与磁场方向不垂直B∥B⊥F(垂直纸面向外)法一：分解磁感应强度B法二：分解电流II∥I⊥F(垂直纸面向外)二、安培力的方向电流与磁场方向不垂直B∥B⊥F(垂直纸面向外)法一：分解磁感应强度B法二：分解电流II∥I⊥F(垂直纸面向外)不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，即总有F⊥I和F⊥B。判断安培力方向常见的两类问题立体图转平面图，物理学规定“叉进点出”，具体：垂直于纸面向里的磁场垂直于纸面向外的磁场垂直于纸面向里的电流垂直于纸面向外的电流立体图

平面图

课堂练习答案：课堂练习答案：

安培定则左手定则用途判断电流产生的磁场方向判断电流在磁场中的受力方向因果关系电流是因磁场是果电流和磁场都是因安培力是果安培定则与左手定则对比理解2．安培定则(右手螺旋定则)与左手定则的区别区别安培定则(右手螺旋定则)左手定则用途判断电流的磁场方向判断电流在磁场中的受力方向适用对象直线电流环形电流或通电螺线管电流在磁场中应用方法拇指指向电流的方向四指弯曲的方向表示电流的环绕方向磁感线穿过手掌心，四指指向电流的方向结果四指弯曲的方向表示磁感线的方向拇指指向轴线上磁感线的方向拇指指向电流受到的安培力的方向2．安培定则(右手螺旋定则)与左手定则的区别区别安培定则(右手螺旋定则)左手定则用途判断电流的磁场方向判断电流在磁场中的受力方向适用对象直线电流环形电流或通电螺线管电流在磁场中应用方法拇指指向电流的方向四指弯曲的方向表示电流的环绕方向磁感线穿过手掌心，四指指向电流的方向结果四指弯曲的方向表示磁感线的方向拇指指向轴线上磁感线的方向拇指指向电流受到的安培力的方向画出图中通电直导线A受到的安培力的方向。课堂练习答案：应用规律-安培力的方向

F1

F2F2

F1b导线a导线a导线b导线a导线b导线同向电流相互吸引

F1

F2F2

F1b导线a导线a导线b导线a导线b导线应用规律-安培力的方向反向电流相互排斥思考：如图所示，通电直导线AB固定，CD可以自由移动，请你判断通电后CD的运动情况两相交直导线间的相互作用：有转到同向的趋势。ABDC×××××·····××××××××××··········FF1．直线电流与直线电流间的作用：（1）平行同向直线电流间作用是相互吸引，如图甲所示。（2）平行反向直线电流间作用是相互排斥，如图乙所示。（3）相互交叉直线电流间作用是转动成为同向电流同时相互吸引，如图所示。【典型案例梳理】2．直线电流与环形电流间的作用（1）直线电流与环形电流共面时，看较近的两平行电流同向相互吸引，反向相互排斥。如图所示。【典型案例梳理】（2）直线电流垂直环形电流平面时①若直线电流通过环形电流的圆心时，它们之间相互不受力，如图所示。②若直线电流不通过环形电流的圆心时，环形电流将以过直线电流的环形电流的直径为转轴转动，如图所示。【典型案例梳理】3．环形电流与环形电流间的作用（1）平行同向环形电流间作用是相互吸引，如图所示。（2）平行反向环形电流间作用是相互排斥，如图所示。（3）相互交叉环形电流间作用是转动成为同向电流同时相互吸引，如图所示。【典型案例梳理】分析导体在磁场中运动的常用方法电流元法把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定导线的运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流(反过来等效也成立)，然后根据磁体间或电流间的作用规律判断【考点突破——安培力作用下导体的运动问题】【典例】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。当两线圈通以如图所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将(

)A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸面内平动B特殊位置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；不平行的两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磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力，从而确定磁体所受合力及其运动方向分析导体在磁场中运动的常用方法【典例】如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向的电流I时，导线的运动情况是(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AA

[方法一：电流元法把直线电流等效为AO、OB两段电流，由左手定则可以判断出AO段受力方向垂直纸面向外，OB段受力方向垂直纸面向内，因此，从上向下看AB将以中心O为轴顺时针转动；方法二：特殊位置法用导线转过90°的特殊位置来分析，根据左手定则判得安培力的方向向下，故导线在顺时针转动的同时向下运动。故选A。]判断导体在磁场中运动情况的常规思路不管是电流还是磁体，对通电导体的作用都是通过磁场来实现的，因此，此类问题可按下面步骤进行分析：(1)确定导体所在位置的磁场分布情况。(2)结合左手定则判断导体所受安培力的方向。(3)由导体的受力情况判定导体的运动状态和方向。三、安培力的大小

（1）在匀强磁场B中垂直于磁场放置长为L、电流为I的通电直导线，则导线所受安培力F为：（2）通电直导线(电流I)与磁场B平行时：

BLIBI三、安培力的大小F(垂直纸面向外)法一：分解磁感应强度B法二：分解电流I/投影导线F(垂直纸面向外)（3）当导线（电流I）与磁场B方向成θ角时:

B∥B⊥B

I∥I⊥I(θ为B与I的正向夹角)三、安培力的大小对安培力公式F＝BILsinθ的理解1.B

垂直于

I

，匀强磁场，直导线2.不垂直变垂直(分解

B，或投影

L