【精准解析】高中物理人教版选修1-1教师用书：第2章+3、磁场对通电导线的作用+Word版含解析

三、磁场对通电导线的作用

学习目标知识脉络

1.知道安培力的意义，了解影响通

电导线所受安培力大小和方向的因

素．(重点)

2．理解磁感应强度B的定义和物理

意义．(难点)

3．学会用公式F＝BIL进行安培力

的简单计算．(重点、难点)

4．理解电动机的工作原理，了解电

动机在实际中的应用．(难点)

一、安培力及磁感应强度

1．安培力

(1)定义：通电导体在磁场中受到的力叫做安培力．

(2)大小：F＝BIL．适用条件：导体与磁场垂直．

2．磁感应强度

(1)定义：一段通电直导线垂直放在磁场里所受的安培力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值，叫磁感应强度．

.单位是特斯拉；符号：T．

(2)公式：B＝F

IL

(3)磁感应强度是矢量，它既有大小，又有方向．磁场的方向实际上就是磁感应强度的方向．

二、安培力的方向及电动机

1．安培力方向的判断方法——左手定则

伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内．让磁感线穿入手心，并使四指指向电流的方向，那么拇指所指的方向就是通电导线所受

安培力的方向．

2．电动机：应用通电线圈在磁场中受安培力作用来工作，主要结构：定子和转子．

(1)定子：固定不动部分．

(2)转子：电动机中转动部分．

1．思考判断

(1)磁感应强度的单位是特斯拉．(√)

(2)由公式B＝F

IL可知B与F成正比，与IL成反比．(×)

(3)小磁针的N极在磁场中某点的受力方向，就是这点的磁感应强度方向．

(√)

(4)安培力的方向与磁感应强度的方向相同．(×)

(5)电动机是利用通电线圈在磁场中受安培力来工作的．(√)

(6)电动机将电能转化为机械能．(√)

(7)在左手定则中，大拇指所指方向为电流方向．(×)

2．关于磁感应强度的下列说法中，正确的是()

A．磁感应强度是用来描述磁场强弱和方向的物理量

B．某一小段通电导线在某点不受安培力作用，则该点的磁感应强度一定为零C．某一小段通电导线在某点受安培力的方向，就是该点磁场的方向

D．磁感应强度B的大小是由通电导线的长度、电流、受力决定的，与磁场无关

A[磁感应强度用来描述磁场，可以表示磁场的强弱和方向，其大小由磁场本身决定，与是否存在通电导线无关，选项A对，选项D错；当导线与磁场平行时，导线不受力，选项B错；安培力的方向与磁场方向垂直，选项C错．] 3．将通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直．若仅将导线中的电流增大为原来的3倍，则该匀强磁场的磁感应强度()

B．保持不变

A．减小为原来的1

3

C．增大为原来的3倍D．增大为原来的9倍

B[导线与磁场方向垂直，则导线受到的安培力为：F＝BIL；若仅将导线中

的电流增大为原来的3倍，则安培力将增大为原来3倍，而磁场的磁感应强度只与磁场本身有关，与电流大小无关，则该磁场的磁感应强度仍不变，故B正确，A、C、D错误．]

4．长为2m的直导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为5×10－5T的匀强磁场中．若导线中通有10A的恒定电流，则磁场对导线的作用力多大？若仅使导线中的电流反向，则磁场对这根导线的作用力的方向如何变化？

[解析]导线与磁场垂直放置，导线受到的安培力为：F＝BIL＝5×10－5T×10A×2m＝1×10－3N，

若仅使导线中的电流反向，根据左手定则，磁场对这根导线的作用力的方向反向．

[答案]1×10－3N，若仅使导线中的电流反向，则磁场对这根导线的作用力的方向反向

对磁感应强度的理解

1.通过实验归纳得出，电流方向跟磁场垂直时，电流受到的安培力最大为F＝BIL，平行放置时安培力为零．一般情况下，电流受到的安培力介于零和最大值之间．所以F＝BIL只适用于电流与磁场方向垂直的情况.

2．磁感应强度由磁场本身决定，跟在该位置放入的导体长度L、电流I的大小及受到磁场的作用力均无关，与放不放通电导体也无关．

3．不能根据公式B＝F

IL说B与F成正比，与IL成反比．

4．由公式B＝F

IL计算B时，通电直导线必须垂直于磁场放入，如果小段通电导线平行放入磁场，其所受安培力F为零，但不能说该处磁感应强度B为零．【例1】关于磁感应强度，下列说法中正确的是()

A．匀强磁场中的磁感应强度可以这样测定：测出一段通电导线放在磁场中受

到的安培力F，及该导线的长度L、通过的电流I，则B＝F IL

B．通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为零

C．B＝F

IL只是定义式，磁感应强度是磁场本身的属性，与放不放通电导线无关

D．通电导线所受安培力的方向就是磁感应强度的方向

思路点拨：①公式B＝F

IL是磁感应强度的定义式，而不是决定式．

②磁感应强度的方向就是该点小磁针N极受力方向．

C[根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”，只有在这个方向上导线所受的安培力才最大，故A错误；当通电导线与磁场方向平行时，不受安培力作用，故B错误；在磁场源稳定的情况下，磁场内每一点的磁感应强度是唯一确定的，与放入该处的检验电流无关，C正确；由左手定则可确定，安培力的方向与磁感应强度的方向垂直，故D错误．]［跟进训练］

1．关于磁感应强度，下列说法正确的是()

A．由B＝F

IL可知，B与F成正比，与IL成反比

B．通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就为零

C．通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场(即B＝0)

D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关

D[磁感应强度B＝F

IL是定义式，用来量度某处的磁感应强度，但磁感应强度是由磁场本身的性质决定的，与放入的通电导线无关；当通电导线与磁场方向平行时受磁场力为零，但不能说明B＝0，故选项A、B、C均错，只有选项D正确．]

安培力的大小和方向