高中物理巧判通电导线在安培力作用下的运动学法指导
安培力作用下通电导线运动方向的判定
安培力作用下通电导线运动方向的判定安培力是电磁学中的一种力，是由于电流在磁场中运动而产生的力。
安培力的大小与电流强度、导线长度和磁场强度有关。
在通电导线中，电流在导线中运动时受到安培力的作用，导致导线发生运动。
这篇文章将讨论安培力对通电导线运动方向的影响以及如何判断运动方向。
一、安培力的作用方向在通电导线中，安培力的作用方向与电流方向和磁场方向有关。
根据右手定则，当用右手的拇指指向电流方向，其他四个手指指向磁场方向时，手心所指的方向就是安培力的方向。
这意味着如果电流方向和磁场方向相互垂直，则导线受到的安培力垂直于两者的平面。
如果电流方向和磁场方向同向，则导线受到的安培力也与两者方向相同。
如果电流和磁场方向相反，则安培力与电流方向相反。
二、导线受力方向和判断当通电导线放置于磁场中时，导线会受到安培力的作用，导致运动。
在判断导线受力方向时，需要根据上述安培力作用方向的规则进行分析。
例如，如果导线的电流方向是从上往下，磁场方向是从左往右，则导线受到的安培力方向是指向内部，也就是垂直于导线和磁场的平面。
这意味着导线会向内部移动。
如果导线的电流方向是从下往上，磁场方向是从左往右，则导线受到的安培力方向是指向外部，也就是垂直于导线和磁场的平面。
这意味着导线会向外部移动。
总之，当要判断导线受力方向时，需要确定导线的电流方向和磁场方向，并使用右手定则确认安培力方向。
导线的运动方向与安培力方向相同。
三、总结在通电导线中，当电流在磁场中运动时，会受到安培力的作用。
安培力的作用方向与电流方向和磁场方向有关，可以通过右手定则进行确认。
导线受到的安培力方向决定了导线的运动方向。
因此，了解安培力的作用原理和判断导线受力方向是十分重要的。
通电导体在安培力作用下的运动情况
Hale Waihona Puke F′F答案：
A
例:画出通电导体ab所受的磁场力的方向
提示：安培力的方向既要与电流方向垂直 又要与磁场方向垂直，但不一定平行斜面
例4：如图，相距20cm的两根光滑平行铜导轨， 导轨平面倾角为θ=370，上面放着质量为80g的金属 杆ab，整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中. (1)若磁场方向竖直向下， 要使金属杆静止在导轨上， 必须通以多大的电流. (2)若磁场方向垂直斜
面向下，要使金属杆静止在
导轨上，必须通以多大的电流。
能力· 思维· 方法
【解析】此类问题的共性是先画出侧视 图，并进行受力分析.如图所示由平衡条 件得 (1)F=BIL=mgtanθ
I=mgtanθ/BL=15A
(2)当磁场垂直斜面向
下时F=BIL=mgsinθ
I=mgsinθ/BL=12A
画出侧视图，并进行受力分析是解题的关键
电流元分析法：
【 例】如图11-2-7所示，把一重力不计的通电导 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电流I时，导线的运动情 况是(从上往下看)( A )
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；
特殊位置法：
俯视顺时 针转动
安培力作用下通电导线运动方向的判定
安培力作用下通电导线运动方向的判定本文将介绍如何利用安培力判断通电导线的运动方向。
安培力是指由电流在导线中流动所产生的力，其方向垂直于导线和磁场方向的平面。
根据安培力的方向，我们可以判断导线的运动方向。
首先，我们需要了解磁场的方向。
磁场的方向可以通过磁针或磁场感应器来确定。
然后将导线放置在磁场中，使其与磁场垂直。
通电后，由于电流在导线中流动，就会产生安培力。
如果导线与磁场方向相同，安培力将使导线上升。
如果导线与磁场方向相反，安培力将使导线下降。
除此之外，如果导线与磁场呈45度角，安培力将使导线向一侧移动。
如果导线与磁场平行，将不会有运动发生。
综上所述，通过判断安培力的方向，我们可以准确地判断通电导线的运动方向。
这对于电磁学和电路的研究具有重要意义。
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思想方法：判断通电导体(或磁铁)在安培力作用下运动的常用方法
判断通电导体(或磁铁)在安培力作用下运动的常用方法方法阐述及实例分析具体方法实例分析电流元法把整段电流等效分成很多电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向，注意一般取对称的电流元分析判断能自由移动的导线运动情况把直线电流等效为AO、BO两段电流元，蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向如图所示．可见，导线将沿俯视逆时针方向转动特殊位置法根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置用导线转过90°的特殊位置(如图所示的虚线位置)来分析，判得安培力方向向下，故导线在逆时针转动的同时向下运动等效分析法环形电流可以等效为小磁针(或条形磁铁)，条形磁铁也可等效成环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁判断环形电流受到的安培力方向把环形电流等效成如图所示右边的条形磁铁，可见两条形磁铁相互吸引，不会有转动．电流受到的安培力方向向左结论法(1)两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥(2)两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势判断光滑杆上的同向电流的运动方向同向电流直接相吸，两个环形电流会相互靠拢转换研究对象法定性分析磁体在电流产生的磁场中受力方向时，可先判断电流在磁体磁场中的受力方向，然后再根据牛顿第三定律判断磁体受力方向判断图中所示磁铁受到的地面摩擦力方向电流受到的磁铁的作用力方向如图所示，所以反过来电流对磁铁的作用力方向斜向右下．可知地面对磁铁的作用力方向向左判断通电导体(或磁铁)在安培力作用下运动的常用方法【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，如图8－1－10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．在纸面内平动即学即练如图8－1－11所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()．A．F N1<F N2，弹簧的伸长量减小B．F N1＝F N2，弹簧的伸长量减小C．F N1>F N2，弹簧的伸长量增大D．F N1>F N2，弹簧的伸长量减小1．(2012·大纲全国卷，18)如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()．A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同2．(2012·海南单，10)如图中所示装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动．下列说法正确的是()．A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动3．(2011·课标全国理综，14)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()．4．(2011·大纲全国，15)如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是()．A．a点B．b点C．c点D．d点。
高中物理微专题讲义：微专题49--通电导线在安培力作用下的平衡和运动
微专题49 通电导线在安培力作用下的平衡与运动【核心考点提示】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.让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.(2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥.(3)注意问题：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垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面.2.安培力的大小当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝ILB sin θ，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：(1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，F max＝ILB.(2)当磁场与电流平行时，安培力等于零.3.安培力作用下导体运动方向的判断方法定性分析磁体在电流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作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向【经典例题选讲】【例题1】(2018·天津市月考)正五边形abcde导体框，其单位长度的电阻值为ρ，现将正五边形导体框置于如图所示的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，用不计电阻的导线将导体框连接在电动势为E且不计内阻的电源两端，则下列关于导体框所受的安培力的描述正确的是(A)A ．安培力的大小为5EB 4ρ，方向竖直向上 B ．安培力的大小为5EB 4ρC ．安培力的大小为2EB ρD ．安培力的大小为2EB ρ，方向竖直向上 [解析] 由图可知，电路接通后流过导体框的电流方向为ae 及abcde ，假设导体框每边长为L ，由欧姆定律可得ae 边的电流大小为I 1＝E Lρ，流过abcde 的电流大小为I 2＝E 4Lρ；在磁场中ae 及abcde 的等效长度均为L ，由左手定则可知ae 和abcde 所受的安培力方向均竖直向上，则导体框所受的安培力大小为F ＝BI 1L ＋BI 2L ＝5EB 4ρ，选项A 正确。
物理重点突破第24讲 安培力作用下导体的平衡和运动分析
第24讲安培力作用下导体的平衡和运动分析【方法指导】1.安培力作用下通电导体运动方向的判断方法：（1）电流元分析法：把整段电流分成很多小电流元．先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方向．（2）等效分析法：环形电流可等效为条形磁铁，条形磁铁也可等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁．（3）特殊位置分析法：根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置．（4）转换研究对象法：电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律，分析磁体在电流磁场作用下运动的问题，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作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向．（5）利用结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．2. 求解通电导体在磁场中的力学问题的方法（1）明确研究对象；（2）变三维为二维，画出平面受力分析图，判断安培力的方向时切忌跟着感觉走，一定要用左手定则来判断，注意F安⊥B、F安⊥I；（3）根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程进行求解．注意：安培力大小与导线放置的角度有关，但一般情况下只要求导线与磁场垂直的情况，其中L为导线垂直于磁场方向的长度为有效长度．【对点题组】1．如图所示条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止．下列结论正确的是()A．磁铁对水平面的压力减小B．磁铁对水平面的压力增大C．磁铁对水平面施加向左的静摩擦力D．磁铁所受的合外力增加2．如图所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离．其中AB固定，CD能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸里看) ()A ．顺时针方向转动同时靠近导线AB B ．逆时针方向转动同时离开导线ABC ．顺时针方向转动同时离开导线ABD ．逆时针方向转动同时靠近导线AB3．如图所示，用两根轻细悬线将质量为m 、长为l 的金属棒ab 悬挂在c 、d 两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a 到b 的电流I 后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( )A.mgIl tan θ，竖直向上 B.mgIl tan θ，竖直向下 C.mgIl sin θ，平行悬线向下 D.mgIlsin θ，平行悬线向上 4．如图所示，质量m ＝0.1 kg 的导体棒静止于倾角为30°的斜面上，导体棒长度L ＝0.5 m ．通入垂直纸面向里的电流，电流大小I ＝2 A ，整个装置处于磁感应强度B ＝0.5 T ，方向竖直向上的匀强磁场中．求：(取g ＝10 m/s 2)(1)导体棒所受安培力的大小和方向； (2)导体棒所受静摩擦力的大小和方向．【高考题组】5.（2012·海南）图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a 、b ，导轨两端e 、f ，分别接到两个不同的直流电源上时，L 便在导轨上滑动.下列说法正确的是( )A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动6．(2014·浙江)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t＝0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为I m，图甲中I所示方向为电流正方向．则金属棒()A．一直向右移动B．速度随时间周期性变化C．受到的安培力随时间周期性变化D．受到的安培力在一个周期内做正功7.（2011·课标全国）电磁轨道炮工作原理如图所示。
高中物理通电导线在安培力作用下的运动知识小结
高中物理通电导线在安培力作用下的运动知识小结在磁场中经常要判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向，常用的方法有以下几种：一、电流元分析法把整段电流分成很多小段直线电流。
其中每一小段就是一个电流元。
先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方向例1 如下图所示。
把轻质导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，判断线圈如何运动？解：可以把圆形线圈分成很多小段。
每一小段可以看作一段直线电流。
取其中的上下两小段分析，其截面图和受安培力的情况如下图所示。
根据其中心对称性可知。
线圈所受安培力的合力水平向左。
故线圈向磁铁运动。
二、特殊位置分析法根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向。
然后推广到一般位置例2 如下图所示，把一重力不计的通电直导线放在蹄形磁铁的正上方。
导线可以自由转动，当导线中通入如图所示方向的电流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，同时上升解：首先我们可以根据下图所示的导线所处的特殊位置判断其转动情况。
将导线AB从N、S极的中间O分成两段。
AO、BO段所处的磁场方向如图1所示，由左手定则可得AO段受安培力方向垂直于纸面向外，BO段受安培力方向垂直纸面向里。
可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动。
然后再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况，如图2所示，导线AB此时受力方向数值向下，导线将向下运动。
由上述两个特殊位置的判断可知，导线实际的连续的运动是在安培力作用下使AB逆时针转动同时还要向下运动。
因此答案为C。
三、等效分析法环形电流可等效为小磁针或小磁针也可等效为环形电流。
通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。
例如。
安培力作用下通电导线运动方向的判定
安培力作用下通电导线运动方向的判定安培力是指电流通过导线时所产生的磁力，其方向垂直于电流方向和磁场方向的平面。
当一根通电导线处于磁场中时，安培力会使得导线受到一个力的作用，导致导线运动。
判定导线运动方向的方法是通过右手定则。
将右手的拇指指向电流的方向，四指则指向磁场的方向，此时手掌所指的方向即为导线受力的方向。
例如，当电流从南极流向北极，磁场方向则由地球南极指向北极，右手定则可得，导线会向东方运动。
需要注意的是，当电流方向改变时，安培力的方向也会改变，因此导线运动方向也会随之改变。
在实际应用中，利用安培力可以制作电动机、发电机等设备，也可以用于测量电流大小。
通过了解安培力的作用及判定方法，可以更深入地理解电流与磁场之间的相互作用。
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高中物理巧判通电导线在安培力作用下的运动学法指导
高中物理巧判通电导线在安培力作用下的运动学法指导王丽娟在磁场中经常要判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向，常用的方法有以下几种：一、电流元分析法把整段电流分成很多小段直线电流。
其中每一小段就是一个电流元。
先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方向例1 如下图所示。
把轻质导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，判断线圈如何运动？解：可以把圆形线圈分成很多小段。
每一小段可以看作一段直线电流。
取其中的上下两小段分析，其截面图和受安培力的情况如下图所示。
根据其中心对称性可知。
线圈所受安培力的合力水平向左。
故线圈向磁铁运动。
二、特殊位置分析法根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向。
然后推广到一般位置例2如下图所示，把一重力不计的通电直导线放在蹄形磁铁的正上方。
导线可以自由转动，当导线中通入如图所示方向的电流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，同时上升解：首先我们可以根据下图所示的导线所处的特殊位置判断其转动情况。
将导线AB从N、S极的中间O分成两段。
AO、BO段所处的磁场方向如图1所示，由左手定则可得AO段受安培力方向垂直于纸面向外，BO段受安培力方向垂直纸面向里。
可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动。
然后再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况，如图2所示，导线AB此时受力方向数值向下，导线将向下运动。
由上述两个特殊位置的判断可知，导线实际的连续的运动是在安培力作用下使AB逆时针转动同时还要向下运动。
因此答案为C。
三、等效分析法环形电流可等效为小磁针或小磁针也可等效为环形电流。
通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。
巧解通电导体在安培力作用下的运动问题
解法二 ， 电流元法 ： 把 环 形 线 圈分 成 很 多 小 段 ，
把 整段 导线 分 为 许 多段 直 电 流 元 ，先用 左 手定 则 判 断每 段 电流 元 受力的方向， 再判断整段导线所受合 力的方向 ， 从而确定导线运动方向
Ｃ
图４
电 流 元 法
（ ２ ）电 流 元 法解 题 要 注意 寻 找 具 有 对 称 关 系 的 电流 元 ，且 通 过 本题 解 题 过 程 还 可 以看 出线 圈 在 向 左运动过程 中有扩张趋势 。 例２ 两条直导线相互垂直 ， 如 图５ 所示 ， 但相隔
一
、
弄清判定通 电导体在安培 力作 用下运动的程序
Ｉ 嚣 嚣置 ｌ 利 用 左
ｌ 的磁场 ｌ ————
ｌ 力方向 Ｉ ————
三 根 据 力 与ｌ 妻 ｌ
ｌ 垤 妇Ｉ
图 ３
Ｂ
二、 掌 握 常 用 方法
等效法 环形 电流可等效成小磁针 ， 通 电螺线管 可等效成 条形磁 铁或多 个 环形 电流， 反过来等效也可以
一
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 ， 然后判 断其所 受安培力 的方 向 ， 从而确定其运动
方 向
电流与电流间、 磁体与 电流 间
转换研究对象法 的相互作用均满 足牛顿第三定律 ， 因此定性 分析 时可 以灵 活地转换
研究对象 两平行 直线 电流在相 互作用 过程 中 ， 无转动趋 势 ， 同向电流相 互吸 引 ， 反 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
利 用 结 论 法
高中物理专题复习小专题五安培力作用下导体运动情况的判断方法课件新人教版
解析： 顺时针方向的环形电流可以等效为一个竖直方向 放置的磁铁，由安培定则可知，磁铁的 N 极在下，S 极在上．由 此可知相互之间的作用力是斥力．圆环对桌面压力 F 将大于圆 环的重力 G1，磁铁对轻绳拉力 F′将小于磁铁的重力 G2，故 选项 D 正确．
由上述两个特殊位置的判断可知，导线所受安培力使 AB 逆时针转动的同时还要向下运动．
答案： C
(转换研究对象法)如图所示，条形磁铁放在水平桌
面上，在其正中央的上Biblioteka 固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，
给导线通过垂直纸面向里的电流，用 FN 表示磁铁对桌面的压 力，用 F 表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相
解法一：电流元法． 首先将圆形线圈分成很多小段，每小段可看作一直线电 流，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图 甲所示．根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左， 故线圈向左运动．
解法二：等效法．
将环形电流等效成一条形磁铁，如图乙所示，据异名磁极 相吸引知，线圈将向左运动．同时，也可将左侧条形磁铁等效 成一环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排 斥”又可得到相同的答案．
答案： D
解析： 画出导体棒所在处的磁感线，用左手定则可判 断出条形磁铁对导体棒的安培力斜向右下方，由牛顿第三定 律可知，导体棒对条形磁铁的力斜向左上方，所以弹簧长度 将变短，FN1＞FN2，答案为 B、C.
答案： BC
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思路图解： 解答本题可按以下思路分析：
解析： 通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性 质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用．由于导线环中通 入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，相当 于通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，判知 两导线环应相互吸引，故 A 正确．
通电导体在安培力作用下运动方向的判断
通电导体在安培力作用下运动方向的判断电流元法把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动的方向． 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，然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向 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；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作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向 【例1】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,同时上升总结：先在原位置判定各部分受力，再转到特殊位置（900）时分析。
【例2】（单选）两条直导线互相垂直，如图所示，但相隔一小段距离，其中一条导线ＡＢ固定，另一条导线ＣＤ能自由活动，当稳恒电流按图示方向通入两条导线时，导线ＣＤ将（ ）Ａ.顺时针方向转动，同时靠近ＡＢ Ｂ.逆时针方向转动，同时靠近ＡＢＣ.顺时针方向转动，同时远离ＡＢ Ｄ.逆时针方向转动，同时远离ＡＢ本题用结论分析法：(1) 两电流相互平行时无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥．(2) 两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势【例3】(单选)铝圆环和磁铁在同一平面内，当圆环通入顺时针方向的电流时，圆环将（ ）Ａ.左边向里，右边向外，转动的同时向磁铁靠近Ｂ.左边向外，右边向里，转动的同时向磁铁靠近Ｃ.左边向里，右边向外，转动的同时与磁铁远离Ｄ.圆环不会转动，但向磁铁靠近【例4】如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，现给导线通以垂直纸面向里的电流。
安培力作用下导体运动分析方法
三. 直流电动机
【实验与探究】
1.直流电动机的结构
2.直流电动机的原理
3.直流电动机的启动 4.直流电动机转速的调节
直流电动机的运转过程：
思考：直流电动机—安培力的运用
1.直流电动机为什 么会转动？ ２.探究改变电动机 转速的方法
直流电动机的优点： 通过改变输入电压很容易调节它的转速．
常见的直流电动机：
B F AA F
【答案：D】
【典型题5】如图所示，条形磁铁放在水平桌面上， 它的正中央上方固定一长直导线，导线与磁铁垂 直．给电线通以垂直纸面向外的电流，则( ) A、磁铁对桌面压力增大，要受桌面摩擦力作用 B、磁铁对桌面压力增大，不受桌面摩擦力作用 C、磁铁对桌面压力减小，要受桌面摩擦力作用 D、磁铁对桌面压力减小，不受桌面摩擦力作用
所以 ： min IL B 【规律方法】
G sin 60
0
B 即： min
G sin 60 0 3 T IL 2
该类题型常是安培力与力学、电路相联系的综合问题，求解时要注意： ①正确地对通电导体进行受力分析，特别是安培力方向。 ②由于B、I、L的方向关系，涉及三维的立体空间，为便于分析，要善于选 择合理的角度，将立体图转化为平面图（俯视图、剖面图、侧视图等）。 【思维拓展】若上例中，将电源去掉，换为阻值为2Ω的电阻，其余部分阻值不 计，求ab棒沿导轨下滑时的最大加速度与最大速度。 【解析】①当棒刚开始下落时,其受力最大为Gsin600, 最大加速度： a
【规律方法】 ①正确理解公式F=BILsinθ中各量的含义。 ②用左手定则准确地对安培力方向做出判断。
【思维拓展】例1中若在a、b中通有等大同向向上的电流，新加磁场方向垂 直纸面向里，且新加磁场对导线的作用力小于两导线间的作用 力，则此时b受到的磁场力大小变为（ ） 【答案：D】
思想方法：判断通电导体或磁铁在安培力作用下运动的常用方法
附：对应高考题组（PPT 课件文本，见教师用书）1. （2012•大纲全国卷，18）如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M 、N 两点，⑦ .且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流.a 、O 、b 在M 、N 的连线上，O 为MN 的中点，c 、d 位于MN 的中垂线上，且a 、b 、c 、d 到O 点的距离均相等.关于以 上几点处的磁场，下列说法正确的是（ ）.A . O 点处的磁感应强度为零B . a 、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C . c 、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D . a 、c 两点处磁感应强度的方向不同2. （201，海南单，10）如图中所示装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内 固定两条平行金属导轨，L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a 、b ，导轨两端e 、f ,分别接到两个不同的直流电源上时，L 便在导轨上滑动.下列说法正确的是（）. A .若a 接正极，b 接负极，e 接正极，f 接负极，则L 向右滑动 B .若a 接正极，b 接负极，e 接负极，f 接正极，则L 向右滑动 C .若a 接负极，b 接正极，e 接正极，f 接负极，则L 向左滑动 D .若a 接负极，b 接正极，e 接负极，f 接正极，则L 向左滑动3. （2011.课标全国理综，14）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环 形电流/引起的.在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是 （）.4. （2011•大纲全国，15）如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反 的电流11 和 12,且11>12; a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点且a 、b 、c 与两导线共面；b 点在两导线之间，b 、d 的连线与导线所在平面垂直,磁感应强度可能为零的点是（ ）.A . a 点B . b 点C . c 点D . d 点【典例】 一个可以自由运动的线圈L 1和一个固定的线圈L 2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合， 如图8 — 1 — 10所示.当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L 1将（）. A .不动 B .顺时针转动 C .逆时针转动D .在纸面内平动即学即练 如图8—1—11所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平 衡，A 为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N N1;当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N2,则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是（）. A . F N 1<F N2,弹簧的伸长量减小 C. F N 1>F N2,弹簧的伸长量增大B . F N 1= F N2,弹簧的伸长量减小 D. F N 1>F N2,弹簧的伸长量减小图8－1－10【典例】一个可以自由运动的线圈L 1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8 — 1 —10所示.当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L 1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L 1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流12的中心，小磁针的N极应指向该点环形电流12的磁场方向，由安培定则知12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L 1将顺时针转动．方法三（利用结论法）环形电流11、12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L 1将顺时针转动.答案 B反思总结判断通电导体在安培力作用下的运动问题时应注意以下两点：（1）同一问题可以用多种判断方法分析，可以根据不同的题目选择恰当的判断方法．（2）同一导体在安培力作用下，运动形式可能会发生变化，要根据受力情况进行判断．图8—1—11即学即练如图8 —1 —11所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1;当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N N2,则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是（）.A.F N1<F N2,弹簧的伸长量减小B.F N1= F N2,弹簧的伸长量减小C.F N1>F N2,弹簧的伸长量增大D.F N1>F N2,弹簧的伸长量减小解析采用“转换研究对象法”：由于条形磁铁的磁感线是从N极出发到S极，所以可画出磁铁在导线A 处的一条磁感线，此处磁感应强度方向斜向左下方，如图，导线A中的电流垂直纸面向外，由左手定则可判断导线A必受斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压力减小，F N1>F N2.同时，由于导线A比较靠近N极，安培力的方向与斜面的夹角小于90°，所以电流对磁铁的作用力有沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，所以正确选项为C.答案 C附：对应高考题组（PPT课件文本，见教师用书）a x b（x） - - -M \d N1.（2012•大纲全国卷，18）如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流.a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（）.A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同解析根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解.根据安培定则判断：两直线电流在O点产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点的磁感应强度不为零，故A选项错误；a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故B选项错误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C选项正确；a、c两点的磁感应强度方向相同，故D选项错误.答案 C2.（2012.海南单，10）如图中所示装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动.下列说法正确的是（）.A.若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B.若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C.若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D.若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动解析若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L向左滑动，A项错误，同理判定B、D选项正确，C项错误.答案 BD3.（2011.课标全国理综，14）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流/引起的.在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）.解析地磁场的N极在地球南极附近，地磁场的S极在地球北极附近，根据安培定则，可判定电流方向为顺时针方向（站在地球的北极向下看），选项B正确，选项A、C、D错误.答案 B4.（2011•大纲全国，15）如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流11和12,且11>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是（）.A. a点B. b点C. c点D. d点解析由于11> 12,且离导线越远产生的磁场越弱，在a点11产生的磁场比12产生的磁场要强，A错，同理，C对. 11与12在b点产生的磁场方向相同，合成后不可能为零，B错.d点两电流产生的磁场B1、B2不共线，合磁场不可能为0, D错.答案 C。
2、磁场专题点点清2、 导体在安培力作用下运动趋势的五种判定方法18.12.12
磁场专题导体在安培力作用下运动趋势的五种判定方法1．通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的判定步骤：首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向．2．应用左手定则判定安培力方向时应注意：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垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面．3.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电流元分析法：把整段电流分成很多小段电流，其中每一小段电流就是一个电流元，电流元可视为直线电流。
先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受到安培力的方向，从而确定导体的运动方向。
等效分析法：环形电流可以等效为小磁针；通电螺线管可以等效为条形磁铁；条形磁铁可以等效为环形电流。
特殊位置法：根据通电导线在特殊位置所受到的安培力，判断其运动方向。
利用现有的结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；②两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势。
转换研究对象法：因为电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律，这样定性的分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可以转换为先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后利用牛顿第三定律来确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力的方向及其运动方向。
有时候在同一个物理情景可以先后有不同的运动过程，判断方法也不尽相同；有时一个运动可以用不同的方法来判断，下面通过实例说明。
一、电流元法例题1.如图(1)所示，原来静止的圆形线圈可以自由移动，在圆线圈直径MN 上靠近 N 点处放置一根垂直于线圈平面的固定不动的通电直导线，导线中电流从外向里流动．当在圆线圈中通以逆时针方向的电流I ′时，圆线圈将会 ( ) A ．受力向左平动B ．受力向右平动C ．不受力平衡不动D ．以MN 为轴转动【解析】方法：电流元分析法。
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高中物理巧判通电导线在安培力作用下的运动学法指导
王丽娟
在磁场中经常要判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向，常用的方法有以下几种：
一、电流元分析法
把整段电流分成很多小段直线电流。
其中每一小段就是一个电流元。
先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方向
例1 如下图所示。
把轻质导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，判断线圈如何运动？
解：可以把圆形线圈分成很多小段。
每一小段可以看作一段直线电流。
取其中的上下两小段分析，其截面图和受安培力的情况如下图所示。
根据其中心对称性可知。
线圈所受安培力的合力水平向左。
故线圈向磁铁运动。
二、特殊位置分析法
根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向。
然后推广到一般位置
例2如下图所示，把一重力不计的通电直导线放在蹄形磁铁的正上方。
导线可以自由转动，当导线中通入如图所示方向的电流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
解：首先我们可以根据下图所示的导线所处的特殊位置判断其转动情况。
将导线AB从N、S极的中间O分成两段。
AO、BO段所处的磁场方向如图1所示，由左手定则可得AO段受安培力方向垂直于纸面向外，BO段受安培力方向垂直纸面向里。
可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动。
然后再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况，如图2所示，导线AB此时受力方向数值向下，导线将向下运动。
由上述两个特殊位置的判断可知，导线实际的连续的运动是在安培力作用下使AB逆时针转动同时还要向下运动。
因此答案为C。
三、等效分析法
环形电流可等效为小磁针或小磁针也可等效为环形电流。
通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。
例如。
对例1中所举的例子还可以用等效分析法来分析。
将图中环形电流根据安培定则可等效为一个小磁针，如图3所示，所以磁铁和线圈相互吸引，线圈将向磁铁运动，我们还可以将图中的条形磁铁等效为环形电流，根据安培定则其等效电流方向如图4所示，由同向平行电流相互吸引可知。
磁铁和线圈相互吸引，线圈将向磁铁运动。
四、推论分析法
①两电流相互平行时无转动趋势。
同向电流互相吸引。
反向互相排斥。
②两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势。
在实际问题中我们可以
灵活运用以上几种方法，但不管使用哪种方法前提都必须熟悉各种磁体的磁场分布情况，才能综合应用安培定则准确做出判断。