磁场对通电导线的作用力+高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

1.1磁场对通电导线的作用力课时1观察实验明确（1）实验涉及到物理研究的什么思想方法 （2）改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。 （3）改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。安培力的方向次数磁场方向电流方向安培力方向1竖直向下垂直纸面向内水平向左2竖直向下垂直纸面向外水平向右3竖直向上垂直纸面向内水平向右4竖直向上垂直纸面向外水平向左5竖直向上斜向上垂直板面向外6竖直向上斜向下垂直板面向内××●●安培力的方向安培力的方向左手定则：伸开左手，大拇指跟其余四指垂直，并且跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是直导线所受安培力的方向。例1、画出以下通电导线棒所受的安培力方向，并画出侧视受力示意图。αBBαBαB安培力的方向例2、从安培力的角度分析(1)同向电流相互吸引，(2)反向电流相互排斥？abab安培力的方向安培力的方向例4．有人做了一个如图1.1-12所示的实验：把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，观察通电后的现象。请你分析一下，通电后有可能发生怎样的现象？安培力的方向用左手定则判定，安培力的大小如何？安培力的方向[例1]下列各选项图中，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是()B[训练1](2022·山东青岛二中高二期中)如图，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吊起水平通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，闭合开关S，A受到的通电螺线管产生的磁场的作用力的方向是()A.竖直向上 B.竖直向下C.水平向右 D.水平向左安培力的方向A(1)当

I⊥B

且为匀强磁场，此时电流所受的安培力最大。(2)当导线方向与磁场方向一致时(即

I∥B)，电流所受的安培力最小，等于零。(3)当导线方向与磁场方向成θ角时，所受安培力介于最大值和最小值之间：1.大小：当导线方向与磁场方向垂直时，通电导线在磁场中受到的安培力的大小，既与导线的长度成正比，又与导线中的电流

I

成正比，即与

I

和

L

的乘积成正比。2.公式：F=BILF安

=BILsinθ安培力的大小对公式

F=BIL

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

)。3.弯曲导线变成直导线

─

L是有效长度，不一定是导线实际长度。若是弯曲导线，可视为起点到终点的一条通电直导线。相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端.任一闭合通电导线的有效长度为0，即所受安培力为0。

2、(2019·全国卷Ⅰ·17)如图，等边三角形线框

LMN

由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点

M、N

与直流电源两端相接．已知导体棒

MN

受到的安培力大小为

F，则线框

LMN

受到的安培力的大小为(

)A．2FB．1.5FC．0.5FD．01、构造：2、原理：磁电式仪表磁电式仪表[例3](多选)实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。这种电流表的构造如图甲所示。蹄形磁体和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的。若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法中正确的是()A.在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线平行B.线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C.当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上D.当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动ABD磁电式仪表D[训练3]如图甲是磁电式电流表的结构示意图，极靴和铁质圆柱间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为l的正方形线圈中通以电流I，线圈中的a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则()A.该磁场是匀强磁场B.穿过该线圈的磁通量为Bl2C.a导线受到的安培力方向向下D.b导线受到的安培力大小为IlB电流元法特殊位置法等效法结论法转换研究对象法每段电流元所受安培力方向―→整段导体所受合力方向―→运动方向在特殊位置―→安培力方向―→运动方向环形电流

小磁针

条形磁铁通电螺线管

多个环形电流同向电流互相吸引,异向电流互相排斥；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分析磁体与电流磁场作用下如何运动或运动趋势,可根据牛顿第三定律,通过分析一个物体的受力情况，确定另一个物体所受磁场的作用力.1.判定安培力作用下导体运动情况的常用方法:

4、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5、如图所示，把轻质导电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于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈(

)A．向左运动B．向右运动C．静止不动D．无法确定6、一个可以沿过圆心的水平轴自由转动的线圈

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．在纸面内平动解析方法一(电流元分析法)把线圈L1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L2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均指向纸外，下半部分电流元所受安培力均指向纸内，因此从左向右看线圈L1将顺时针转动．方法二(等效分析法)

把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2的中心，小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向，由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心处竖直向上，而L1等效成小磁针后，转动前，N极指向纸内，因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L1将顺时针转动．方法三(利用结论法)环形电流I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得，从左向右看，线圈L1将顺时针转动．答案B7、一条形磁体放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁体垂直的长直导线，当导线中通以下图所示方向的电流时(

)A．磁体对桌面的压力增大，且磁体受到向右的摩擦力作用B．磁体对桌面的压力减小，且磁体受到向右的摩擦力作用C．磁体对桌面的压力增大，且磁体受到向左的摩擦力作用D．磁体对桌面的压力减小，且磁体受到向左的摩擦力作用判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路研究对象：通电导线或导体明确导体所在位置的磁场分布情况利用左手定则导体的受力情况确定导体的运动方向或运动趋势的方向变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I.1.首先把立体图画成易于分析的平面图，如侧视图、剖视图或俯视图等。2.确定导线所在处磁场方向，根据左手定则确定安培力的方向。3.结合通电导体、受力分析、运动情况等，根据题目要求，列出方程，解决问题。解决涉及安培力的综合类问题的分析方法8、如图，光滑斜面上放置一根通有恒定电流的导体棒，空间有垂直斜面向上的匀强磁场

B，导体棒处于静止状态．现将匀强磁场的方向沿图示方向缓慢旋转到水平方向，为了使导体棒始终保持静止状态，匀强磁场的磁感应强度应同步(

)A．增大B．减小C．先增大后减小D．先减小后增大9、如图所示，长为

L、质量为

m

的导体棒

ab，置于倾角为

θ

的光滑斜面上．导体棒与斜面的水平底边始终平行．已知导体棒通以从

b

向

a

的电流，电流为

I，重力加速度为

g.(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度

B

的大小；(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的