1 第1节 磁场中的通电导线
人教版高中物理选择性必修第2册 第一章 安培力与洛伦兹力 第1节 磁场对通电导线的作用力
3．在非匀强磁场中，只要通电直导线 l 所在位置的各点 B 矢量相等(包括大小 和方向)，则导线所受安培力也能用上述公式计算。
4．当电流同时受到几个安培力时，则电流所受的安培力为这几个安培力的矢 量和。
[典例 2]
如图，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直匀强磁场放置，将 M、
N 两点接入电压恒定的电源两端，通电时，线框受到的安培力为 1.2 N，若将
MON 边移走，则余下线框受到的安培力大小为
()
A．0.6 N
B．0.8 N
C．1.2 N
D．1.6 N
[解析] 根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，如 图所示，令电源电压为 U，等边三角形 MON 的电阻为 3R， 曲线 MON 上产生的安培力合力竖直向上，与 MN 边受到的安 培力方向相同，并联后总电阻为：23R，根据欧姆定律，并联电路的总电流为： I1＝2RU/3＝32UR，则安培力为：F＝BI1L＝3B2URL＝1.2 N，将 MON 边移走，余 下线框受到的安培力大小为：F′＝BI2L＝BURL，比较可得 F′＝0.8 N。故 B 正确。
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
[典例 3]
如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环 A、B，
可沿轴线 OO′自由转动。现通以图示方向电流，沿 OO′看
物理选修1-1 2.3磁场对通电导线的作用
大
时钟上的直流电动机
计算机软盘驱动器中的电动机，直流无刷电 动机使软盘转动，步进电动机用于变换磁道。
课堂小结
一、安培力 1．概念：通电导体在磁场中受到的力称为 安培力F 2．大小：F=BIL 3．方向：左手定则确定。F⊥B，F ⊥ I，F 垂直I、B所在平面。 二、磁感应强度 1．公式： 2．物理意义：反映了磁场的强弱 3．单位：特斯拉，简称特，国际符号是T 4．方向：与该处磁场方向同 三、电动机
结论：F方向，既跟磁感应强度B的方向垂直， 又跟电流I的方向垂直。
二．磁感应强度
磁感应强度B＝Ｆ/IL， B是矢量，方向与该点磁 场的方向一致。亦即小磁针Ｎ极受力方向。
1．定义：
Ｂ反映了磁场的强弱，叫做磁感应强度。
2．公式：
B＝Ｆ/IL
3．单位：
特斯拉，简称，特（T） １T＝１N/Ａ· m
4．方向：
1．［07广东卷］许多科学家在物理学发 展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的 是（ABD ） A．卡文迪许测出引力常数 B．法拉第发现电磁感应现象 C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力 公式 D．库仑总结并确认了真空中两个静止点 电荷之间的相互作用规律
2．［07年上海卷］磁场对放入其中的长为l、 电流强度为I、方向与磁场垂直的通电导线有力 F的作用，可以用磁感应强度B描述磁场的力的 F/IL ，在物 性质，磁感应强度的大小B＝_________ 理学中，用类似方法描述物质基本性质的物理量 电场强度 等。 还有___________
演示2
三块相同的蹄形磁铁并列放 置。可以认为磁极间的磁场是均 匀的。将一根导线悬挂在磁铁的 两极间，有电流通过时悬线将摆 动一个角度，通过这个角度可以 比较安培力的大小。
1.1磁场对通电导线的作用力教学设计
/./.1.1磁场对通电导线的作用力一、教材分析物理课程标准：能够判断安培力的方向跟大小的计算教材内容及体系安排：安培力是本章节的重点，能够根据左手定则判断安培力的方向、大小。
计算过程中的电流、磁感应强度垂直关系，能理解安培力平行时最小、垂直时最大。
当成相应的角度时，会使用正炫函数计算。
正确时候左手定则是本章节的重点。
二、学情分析授课学生对象：高二年级的学生。
知识储备：磁场的产生，磁感应强度的描述。
电流的磁效应，知道电流能够产生磁场，能理解小磁针发生偏转原因。
能力基础：具备相应的实验探究能力，但对实验数据处理能力较弱。
动手能力也有待增强思维方式：空间逻辑方面存在理解障碍，不会进行相应的逻辑推理三、教学目标与核心素养物理观念∶通过导体棒在磁场中的演示实验，体会安培力的存在科学思维∶会使用左手定则判断安培力的方向，会使用公式计算安培力的大小科学探究：掌握研究安培力的方向和大小的方法，能在具体问题中判断安培力方向。
会计算相应的题目科学态度与责任∶对相应的磁电式电流表的原理分析，体会科学技术对社会发展的促进作用。
物理与生活是息息相关的四、教学重难点教学重点：安培力大小的计算、方向判定教学难点：知道电流与磁场夹角不垂直时，会利用左手定则判定安培力的方向。
五、教法学法教法：讲授法、实验法、创设情境法学法：自主探究法、讨论交流法六、教学准备多媒体课件、导线、蹄形磁铁、导体棒、铁架台、电源、电动机模型、导轨、导体棒等七、教学过程回顾知识，复习导入1.磁铁之间的作用规律2.电流对小磁针的作用规律3.安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向？4.描述磁场强弱的物理量是哪个？如何计算？5.磁场和通电导线的平面图画法新课教学1，探索安培力的存在探究导体棒在磁场中的受力实验器材：u型磁铁、导线、铁架台、导体棒、学生电源等教师：u型磁铁的两极会产生磁场，磁场的分布情况如何？我们用什么量来形容磁感应强度的强弱。
学生：磁铁会产生磁场，磁场的分布外部是从N级出发到S级，内部是从s 级到n级。
1.1磁场对通电导线的作用力教学设计高二下学期物理人教版选择性
人教版选择性必修第二册第一章《安培力与洛伦兹力》第一节磁场对通电导线的作用力教学设计一、教材分析本节是人教版高中物理选择性必修二第一章第1 节的内容，在磁场概念的基础上从宏观的角度研究磁场力，为学习洛伦兹力在知识和研究方法上做准备，起到承上启下的作用。
本节内容分为三个部分，第一部分在探究性实验的基础上定性研究安培力的方向；第二部分定量研究安培力的大小；第三部分是安培力在生产生活中的应用。
教材以实际应用为背景，在呈现知识时关注学生获取知识的过程，注重为学生自主探究搭建平台，以增强科学探究能力。
安培力属于磁场力，教学中要适时地帮助学生建立场的物质观。
二、教学目标：（一）物理观念通过对安培力的学习，使学生从相互作用的角度建立场的物质观。
（二）科学思维经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法，经历一般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。
（三）科学探究设计探究实验，归纳安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系。
（四）科学态度与责任学习安培力的应用，体会物理知识与科学技术的关系。
三、教学重点：安培力的方向和大小。
四、教学难点：安培力、电流和磁感应强度三者的空间关系五、教学方法：讲授法、实验法、讨论法六、器材准备安培力实验演示器材 1 套、安培力分组实验器材15 套、电动剃须刀一只、磁电式电流表一台、自制直流电动机一台。
视屏播放：简要介绍我国第三艘航母“福建舰”，提出问题：什么是电磁弹射？引入新课。
从“福建舰”电磁弹射入手，提出磁场对通电导线有作用力，引出安培力的概念。
安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力，把电流的单位定为安培。
演示自制直流电动机，激发学生的求知欲。
提出问题：安培力的大小和方向是怎么样的呢？【一】安培力的方向实验探究：安培力的方向与哪些因素有关？学生猜想：可能跟磁感应强度的方向有关，可能跟电流的方向有关。
高中物理选修性必修 第二册1.1磁场对通电导线的作用力-教案-人教版(2019)
磁场对通电导线的作用力【教学目标】一、知识与技能1．知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsinθ。
2．知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
3．了解磁电式电流表的工作原理。
二、过程与方法通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。
三、情感、态度与价值观1．通过推导一般情况下安培力的公式F=BILsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。
2．通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。
【教学重点】安培力的大小计算和方向的判定。
【教学难点】用左手定则判定安培力的方向。
【教学过程】一、复习提问、新课导入教师：我们已经初步了解磁场对通电导线的作用力。
安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。
这节课我们对安培力作进一步的讨论。
二、新课教学（一）安培力的方向教师：安培力的方向与什么因素有关呢？演示：如图所示，连接好电路。
实验：（1）改变电流的方向，观察发生的现象。
［现象］导体向相反的方向运动。
（2）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向，观察发生的现象。
［现象］导体又向相反的方向运动。
［教师引导学生分析得出结论］①安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。
②安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
教师：如何判断安培力的方向呢？通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大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。
【例】判断下图中导线A所受磁场力的方向。
解答：（垂直于纸面向里）教师：通电平行直导线间的作用力方向如何呢？演示：如图所示，连接好电路。
实验：（3）电流的方向相同时，观察发生的现象。
高中人教物理选择性必修二第1章第1节磁场对通电导线的作用力
第一章安培力与洛伦兹力第1节磁场对通电导线的作用力安培力的方向判定(1)左手定则：如图所示，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)说明：①F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面.②磁场方向和电流方向不一定垂直.用左手定则判断安培力方向时，磁感线只要从掌心进入即可，不一定垂直穿过掌心.二、安培力的大小1、同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，受力情况不同，如图所示.(1)如图甲，I⊥B，此时安培力最大，F＝ILB.(2)如图乙，I∥B，此时安培力最小，F＝0.(3)如图丙，当I与B成θ角时，把磁感应强度B分解，如图丁.此时F＝ILB sin_θ.2、安培力的公式理解1.公式F＝ILB sin θ中B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁场对外加磁场的影响.2.公式F＝ILB sin θ中L指的是导线在磁场中的“有效长度”，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图7所示)；相应的电流沿L由始端流向末端.3.公式F＝ILB sin θ中θ是B和I方向的夹角，当θ＝90°时sin θ＝1，公式变为F＝ILB.三、磁电式电流表(1)原理：通电线圈在磁场中受到安培力而偏转.线圈偏转的角度越大，被测电流就越大.根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向.(2)构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴.(3)特点：极靴与圆柱间的磁场沿半径方向，线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直.线圈平面与磁场方向平行，如图所示.(4)优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流.缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱.【例题1】画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向。
答案：如图所示解析：无论B 、I 是否垂直，安培力总是垂直于B 与I 决定的平面，且满足左手定则。
1-1 磁场对通电导线的作用力 教案
1.1磁场对通电导线的作用力〖教材分析〗安培力的方向和大小是本节的重点内容，也是这一章的重点内容之一。
安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系（左手定则）是本节的难点，比如：安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。
正确应用左手定则也是本章的难点之一。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶通过磁场对电流作用力的实验，体会安培力，生成安培力概念。
科学思维∶通过安培力方向及大小的学习，体会物理模型在探索自然规律中的作用。
科学探究：掌握研究安培力的方法，能在具体问题中判断安培力方向。
科学态度与责任∶通过磁电式电流表的原理分析，体会科学技术对社会发展的促进作用。
〖教学重难点〗教学重点：安培力的大小计算和方向判定。
教学难点：用左手定则判定安培力的方向。
〖教学准备〗多媒体课件、导线、蹄形磁铁、导体棒、铁架台、电源等。
〖教学过程〗（展示动态图片：回顾奥斯特的实验过程）奥斯特发现通电导线能使磁针发生偏转，不仅开启了研究电与磁联系的序幕，还使人们认识了这种神奇的"力"。
现在，这种力还能应用到新能源交通工具上，让电动车行驶在街头;应用到发射台上，射出数倍音速的炮弹……未来的某一天，可能还会应用到发射塔上，发射航天器，在这一章里，就让我们一起去探究这种神奇的作用力吧!一、新课引入（展示动态图片：导体棒在磁场中受力）在右图中，当导体棒中有电流流过时，导体棒就会因受力而发生运动。
这个力的方向该如何判断? 它的大小除了与磁感应强度有关外，还与哪些因素有关?二、新课教学在必修课中，我们已经知道了磁场对通电导线有作用力，并从这个现象入手定义了物理量——磁感应强度B ，IL F B 。
安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力，把电流的单位定为安培。
安培力：通电导线在磁场中所受的作用力。
《磁场对通电导线的作用力》高一物理教案
《磁场对通电导线的作用力》高一物理教案一、教学目标1.理解磁场对通电导线的作用力（安培力）的概念。
2.掌握安培力的大小和方向判断方法。
3.能够运用安培力公式解决实际问题。
二、教学重难点1.重点：安培力的概念、大小和方向。
2.难点：安培力公式的应用。
三、教学过程1.导入新课（1）回顾上节课的内容，引导学生思考：磁场对磁铁有力的作用，那么磁场对通电导线是否也有力的作用呢？（2）展示实验现象：将一根通电导线放置在磁场中，观察导线受到的力的作用。
2.探究安培力的概念（1）引导学生观察实验现象，提问：通电导线在磁场中受到的力叫什么？（2）讲解安培力的定义：通电导线在磁场中受到的力叫做安培力。
3.学习安培力的大小和方向（1）引导学生观察实验现象，提问：安培力的大小和哪些因素有关？（2）讲解安培力的大小公式：F=BILsinθ，其中B为磁感应强度，I为电流强度，L为导线长度，θ为导线与磁场方向的夹角。
（3）讲解安培力的方向：使用左手定则判断。
4.安培力公式的应用（1）引导学生思考：如何运用安培力公式解决实际问题？（2）讲解例题：一个长直导线放置在匀强磁场中，电流强度为I，导线长度为L，磁感应强度为B，求导线受到的安培力大小和方向。
（3）让学生独立完成练习题，巩固知识。
5.课堂小结（2）强调安培力公式在实际问题中的应用。
6.作业布置（1）课后练习：课本Pxx页习题1、2、3。
（2）预习下一节课内容：磁场对运动电荷的作用力。
四、教学反思本节课通过实验现象引导学生学习安培力的概念、大小和方向，以及安培力公式的应用。
在教学过程中，注重启发式教学，让学生积极参与，提高课堂效果。
课后应及时了解学生的学习情况，针对不同学生进行个别辅导，帮助他们掌握安培力的知识。
1.安培力的概念（1）实验现象：将一根通电导线放置在磁场中，观察导线受到的力的作用。
（2）安培力的定义：通电导线在磁场中受到的力叫做安培力。
2.安培力的大小和方向（1）安培力的大小公式：F=BILsinθ（2）安培力的方向：使用左手定则判断。
1.高考物理第一章 1 磁场对通电导线的作用力精品
2.判断安培力方向的步骤 (1)明确研究对象； (2)用安培定则或根据磁体的磁场特征，画出研究对象所在位置的磁场方向； (3)由左手定则判断安培力方向. 3.应用实例 应用左手定则和安培定则可以判定平行通电直导线间的作用力：同向电 流相互吸引，反向电流相互排斥.
例1 画出图3中各磁场对通电直导线的安培力的方向(与纸面垂直的力 只需用文字说明).
即学即用
1.判断下列说法的正误.
(1)安培力的方向与磁感应强度的方向相同.( × ) (2)应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向.( √ )
(3)对于磁电式电流表，指针稳定后，线圈受到的螺旋弹簧的阻力与线圈
受到的安培力方向是相反的.( √ )
(4)对于磁电式电流表，通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也
图3 答案 如图所示
解析 无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I所决定的平面，且 满足左手定则. 对于A、B、C、D选项，直接用左手定则判断.
E选项中由安培定则可判断出通电导线A处的磁场方向如 图甲所示，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图 甲所示. F选项中由安培定则可判断出通电导线A处的磁场如图乙 所示，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图乙 所示.
第一章 安培力与洛伦兹力
学习目标
1.通过实验探究安培力的方向与电流的方向、磁感应强度的方向之 间的关系.
2.掌握安培力的公式F＝IlBsin θ，并会进行有关计算. 3.了解磁电式电流表的构造及其工作原理.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
知识梳理 重点探究 随堂演练 课时对点练
知识梳理
一、安培力的方向 1.安培力： 通电导线 在磁场中受的力. 2.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 从掌心垂直进入 ，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. 3.安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直 于 B与I 所决定的平面.
第1节 磁场对通电导线的作用力
第1节磁场对通电导线的作用力学习目标要求核心素养和关键能力1.通过实验探究安培力的方向与电流的方向、磁感应强度的方向之间的关系。
2.掌握安培力的公式F＝IlB sin θ，并会进行有关计算。
3.了解磁电式电流表的构造及其工作原理。
1.科学思维掌握安培力作用下导体运动问题的分析方法，运用矢量合成思维对磁感应强度和安培力进行合成。
2.科学探究通过实验探究得到安培力的方向。
3.关键能力科学探究能力和空间思维能力。
一、安培力的方向1．安培力通电导线在磁场中受的力。
2．影响因素(1)磁场方向。
(2)电流方向。
(3)安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：安培力F垂直于导线与磁感应强度决定的平面。
3．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平面内；让磁感线从掌心垂直进入，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方向。
【判一判】(1)通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用。
(×)(2)判断电流的磁场方向用安培定则(右手螺旋定则)，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则。
(√)(3)通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向三者必须保持相互垂直。
(×)二、安培力的大小1．通电导线的方向跟磁场的方向垂直时，安培力最大，F＝IlB。
2．通电导线的方向跟磁场的方向平行时，安培力最小，F＝0。
3．通电导线的方向跟磁场的方向夹角为θ时，把磁感应强度B分解为与导线垂直的分量B⊥和与导线平行的分量B∥，如图所示。
则B⊥＝B sin θ，B∥＝B cos θ。
导线所受的安培力是B⊥产生的，F＝IlB sin__θ。
【判一判】(1)若匀强磁场中磁感应强度为B＝1 T，导线中的电流I＝1 A，导线长度l＝1 m，则安培力F＝1 N。
( ×)(2)若通电导线在某处不受安培力，则该处磁感应强度一定为零。
(×)(3)若通电导线在某处受到的安培力不为零，则此处的磁感应强度一定不为零。
高中物理第一章 第1节磁场对通电导线的作用力
第一章｜安培力与洛伦兹力第1节磁场对通电导线的作用力核心素养导学物理观念(1)通过实验认识安培力的方向，会计算安培力的大小，了解安培力在生产生活中的应用。
(2)观察磁电式电流表的结构，知道其工作原理。
科学思维(1)会用左手定则判断安培力的方向。
(2)经历一般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。
科学探究经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法。
科学态度与责任在实验探究的过程中，体会物理知识与科学技术的关系，有较强的学习和研究物理的兴趣，具有实事求是的态度。
一、安培力的方向1．安培力：在磁场中受的力。
2．决定安培力方向的因素(1) 方向；(2) 方向。
3．左手定则：伸开，使拇指与其余四个手指，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从垂直进入，并使四指指向，这时所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
(1)电流方向和磁场方向不一定垂直。
(2)安培力的方向一定和电流方向、磁场方向都垂直。
二、安培力的大小1．当通电导线垂直于磁场B的方向放置：F＝。
2．当通电导线平行于磁场B的方向放置：F＝。
3．如图所示，当通电导线与磁场方向不平行也不垂直时：F＝IlB⊥＝IlB sin θ。
(1)通电导线与磁场方向有夹角时，计算安培力只用垂直分量B⊥。
(2)弯曲的通电导线要应用“有效长度”来计算安培力。
三、磁电式电流表1．结构：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴、铁质圆柱等。
2．物理学原理：通电线圈因受而转动。
1.为什么接通电源之后，会观察到原来静止的导体棒发生摆动？如何改变导体棒摆动的方向？提示：通电导体棒在磁场中受到了安培力的作用；调换磁铁“N、S”极或调换电源“＋、－”极。
2.如图，将通电导线放入匀强磁场中，导线方向和磁场方向不垂直。
判断下列说法的正误。
(1)安培力的方向和磁感线方向一定不垂直。
( )(2)若匀强磁场中磁感应强度为B＝1 T，导线中电流I＝1 A，导线长度l＝1 m，则导线所受安培力F＝1 N。
1-1 磁场对通电导线的作用-安培力 课件 -高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
(其他电阻不计)
B
N
θ
N
θ G
B
F安
【答案】R=0.2Ω
练习5、图中匀强磁场磁感应强度为B，有一段长L，通有电流为I的直导 线ab，电流方向从a到b，则导线所受磁场力大小和方向如何？并将立体 图改画为平面图
B b
α
B
a
b
a
α
α
平面上
斜面上
B α
F
B F
α
练习6、如图所示，在倾角为300的斜面上，放置两条光滑平行导轨，其
电后CD的运动情况
C
F
× × × ·· · × × × ·· ·
× × × ·· ·
× × × ·· · × × × ·· ·
A
B
F
D 两相交直导线间的相互作用：有转到同向的趋势。
安培定则、左手定则的比较：
用途
安培定则(右手螺旋定则) 判断电流的磁场方向
左手定则 判断电流在磁场中的受力方向
适用对象
练习2.如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极 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）（ C ）
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
解析：现将导线AB从N、S极的中间O分成两段，AO、OB段所处的磁 场方向如图所示，由左手定则可得AO段受安培力方向垂直于纸面向 外，OB段受安培力的方向垂直纸面向里，课件从上向下看，导线AB 将绕O点逆时针转动。再根据导线转过900时，如图所示，导线AB此 时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。故应选C。
示。则当两者通以图示方向的电流时，直导线AB的运动情况是（ A ）
人教版高中物理选择性必修第2册 第一章 安培力与洛伦兹力 第1节 磁场对通电导线的作用力 (2)
第1节 磁场对通电导线的作用力
刷基础
题型2 安培力的大小
4．[安徽芜湖 2021 高二上期末]一段通电直导线，长度为 l，电流为 I，放在相同的匀强磁场中，导线和 磁场的相对位置有如图所示的四种情形，其中甲、丙和丁图中磁感线与电流方向垂直，乙图中磁感线与电流 方向平行，下列说法正确的是( D )
A．甲和丙图中导线所受安培力大小不相等 B．乙和丁图中导线所受安培力大小相等 C．甲、乙、丙、丁图中导线所受安培力大小相等 D．甲、丙、丁图中导线所受安培力大小相等
A．液体将顺时针旋转 B．让蹄形磁铁翻转 90°，使磁场方向水平，液体的旋转效果不变 C．若仅调换 N、S 极位置，液体旋转方向不变 D．若仅调换电源正、负极位置，液体旋转方向不变
解析
在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由玻璃皿中心流向边缘，玻璃皿所在处的磁场方向竖直向上， 由左手定则知，导电液体受到的安培力方向沿顺时针方向，因此液体沿顺时针方向旋转，A 正确；让蹄形磁 铁翻转 90°，使磁场方向水平，根据左手定则知，液体受到的安培力沿竖直方向，液体没有旋转效果，B 错 误；仅仅调换 N、S 极位置或仅仅调换电源的正、负极位置，根据左手定则知，液体受到的安培力方向一定 改变，液体旋转方向改变，C、D 错误．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ解析
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安培力的方向一定和磁场方向垂直，同时一定和电流方向垂直，但是磁场方向和电流的方向不一定垂直， 安培力垂直于磁场和电流所确定的平面，所以 A 正确．
第1节 磁场对通电导线的作用力
刷基础
2．[江苏江阴高级中学 2021 高二上月考]在下列四幅图中，正确标明通电直导线所受安培力 F 方向的是 ( B)
时导线处于平衡状态，则电流的比值I1为( I2
第三章第1节 磁场中的通电导线
第1节 磁场中的通电导线☺课标要求(课程标准)1. 认识到通电导线在磁场中受到的作用力称为安培力．2．知道左手定则和安培力大小的计算公式． 3．了解线圈在磁场中的运动情况，以及磁电式仪表的工作原理．☺基础巩固1．(2011·长沙高二检测)由磁感应强度的定义式B ＝FIL( )．A ．若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受磁场力一定为零B ．通电导线放在磁场中某处不受磁场力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零C ．同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的D ．磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线有关 2．下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是( )． A ．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向 B ．小磁针N 极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 C ．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是该处磁感应强度的方向 D ．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向3．在磁场中有一小段小为L 、通有电流I 的导线，关于导线所在处的磁感应强度，以下说法中正确的是( )． A ．若该导线所受磁场力为零，则该处磁感应强度一定为零 B ．若该导线所受磁场力不为零，则该处磁感应强度一定为FILC ．若该导线所受磁场力不为零，则磁场力方向即为该处的磁感应强度方向D ．若该导线所受的磁场力有最大值，则用F IL来定义该处的磁感应强度图2-3-84．如图2-3-8所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.2 T ，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度L ＝0.2 m ，导线中电流I ＝1 A ．该导线所受安培力F 的大小为( )．A ．0.01 NB ．0.02 NC ．0.03 ND ．0.04 N5．一根长为0.2 m ，电流为2 A 的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是( )． A ．0.4 N B ．0.2 N C ．0.1 N D ．0☺要点阐释1、安培力方向的判断安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直，又跟电流方向垂直．三个方向之间的关系可以用左手定则来判定：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．（1）．由左手定则可判定F ⊥I ，F ⊥B ，但B 与I 不一定垂直，即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．在判断时，首先确定磁场与电流所决定的平面，从而第三章 打开电磁学的大门判断出安培力的方向．（2）．若已知B、I方向，安培力的方向唯一确定；但若已知B(或I与安培力的方向，I(或B)的方向不唯一．（3）．注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系．安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行．2应用F＝BIl计算安培力时的注意事项(1)公式F＝BIl适用于匀强磁场，且导线与磁场方向垂直的情况，若通电导线所在区域的B的大小和方向不相同，应将导体分成若干段，使每段导线所处范围B的大小和方向近似相同，求出各段导线所受的磁场力，然后再求合力．安培力表达式中，若载流导体是弯曲导线，且导线所在平面与磁感应强度方向垂直，则l 指弯曲导线中始端指向末端的直线长度．(2)由F＝BIl可得B＝FIl，这是磁感应强度的定义式．通过实验可得出：在磁场中的同一点垂直磁场放置通电导线时，通电导线受到的安培力F与Il的比值是一个常量，所以磁场中某点的磁感应强度与安培力F的大小、与Il的大小无关，而在不同点安培力F与Il的比值一般不同，因此磁感应强度是由磁场本身的性质决定的．这就是比值法定义物理量．☺典例研讨1．安培力的方向判断典例1：如图甲所示，两根靠近的平行直导线通以方向相同的电流时，它们相互间的作用力的方向如何？若两根细导线互相垂直且紧贴在一起，但彼此绝缘放置在同一平面内如图乙，把AB固定，则通电后CD将怎样运动？♣思路点拨：在判断安培力方向时，必须首先判定磁场方向和电流方向所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向．♣解析：要分析导线AB的受力方向，先由安培定则判断出导线CD产生的磁场方向如图3－1－8甲所示，再由左手定则判断AB受到的安培力方向指向CD，用同样的方法画出AB 产生的磁场方向，再判定CD受到的安培力的方向指向AB，因而两导线通以同向电流时，互相吸引．在题图乙中，由于导线CD处在不同方向的磁场中，应分段分析，先由安培定则确定导线AB产生的磁场方向，再由左手定则判定CD左半段和右半段受到的安培力方向，如图3－1－8乙所示．所以CD将沿逆时针方向转动，即两导线不平行时，将转到两导线相互平行，且电流方向相同时为止．♣思维升华:安培力的方向总是垂直于导线、磁感线所确定的平面．♣迁移应用1：图中磁感应强度B，电流I 和安培力F之间的方向关系错误的是()答案：选D.由左手定则可以判定A、B、C 三项中电流方向，磁感应强度方向和所受安培力方向间的关系正确，D项中所受安培力应向左，故D错误．2.安培力大小的计算典例2：在赤道上，地磁场可以看做沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5T．如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长20 m，载有从东向西的电流30 A，地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？♣思路点拨：直接应用公式计算安培力时注意使用条件。
高中物理选修二 练透讲义 第1章 1 磁场对通电导线的作用力
1磁场对通电导线的作用力考点一安培力的方向左手定则1．某同学画的表示磁感应强度B、电流I和安培力F的相互关系如下列选项图所示，其中正确的是()2．有一通电导线在赤道上方，沿东西方向水平放置，电流方向向东，它受到地磁场的作用力方向为()A．向东B．向西C．向上D．向下3.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水平吊起通电直导线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．水平向左考点二安培力的大小4．(2023·山西运城高二校联考阶段练习)如图所示，水平放置的U形导线框中接有电源，电流为I，导线框垂直于匀强磁场放置，磁感应强度大小为B，导线框间距为d，一导体棒与竖直虚线成θ角放置，则导体棒所受安培力的大小和方向分别为() A．BId，方向水平向右B．BIdsin θ，方向水平向右C．BId sin θ，方向垂直导体棒向左D．BIdcos θ，方向垂直导体棒向右5.如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，c为直径与b等长的半圆，长度关系为c最长，b最短，将装置置于竖直向下的匀强磁场中，在接通电源后，三根导体棒中有等大的电流通过，则三根导体棒受到的安培力大小关系为()A．F a＞F b＞F c B．F a＝F b＝F cC．F b＜F a＜F c D．F a＞F b＝F c6．(2023·贵州六盘水高二期末)如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，OP、OQ是两根长度均为L的金属导体棒，∠POQ＝60°，当给导体棒中通入大小为I的电流时，关于两导体棒受到的安培力的合力，下列说法中正确的是()A．当电流方向为P→O→Q时，合力大小为BIL，方向与OP成30°斜向右下方B．当电流方向为P→O→Q时，合力大小为3BIL，方向与OP成30°斜向左下方C．当电流方向为Q→O→P时，合力大小为3BIL，方向与OP成30°斜向左下方D．当电流方向为Q→O→P时，合力大小为BIL，方向与OP成30°斜向右下方考点三磁电式电流表7．(多选)关于磁电式电流表，以下说法正确的是()A．指针稳定后，螺旋弹簧形变产生的阻碍效果与线圈受到的安培力的转动效果方向是相反的B．通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大C．在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场D．在线圈转动的范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关8．(2023·泰安市高二统考期末)如图甲所示为“海影号”电磁推进实验舰艇，舰艇下部的大洞使海水前后贯通。
第1讲 磁场及磁场对通电导线的作用力
IL
B.磁感应强度B可能大于或等于 F
IL
C.磁场中通电直导线受力大的地方,磁感应强度一定大 D.在磁场中通电直导线也可以不受力
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解析
只有在通电直导线垂直于磁场时,定义式B= F 才成立,通电
IL
直导线和磁场平行时,导线不受力,故A项错误,B、D项正确;磁感应强度
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例4 (2018扬州检测)一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管 的上方,如图所示,如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流,则 关于导线ab受磁场力后的运动情况,下列说法正确的是 ( D ) A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
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解析 由安培定则可判定通电螺线管产生的磁场方向,导线等效为 Oa、Ob两电流元,由左手定则可判定两电流元所受安培力的方向,Oa向 纸外,Ob向纸里,所以从上向下看导线逆时针转动,当转过90°时再用左 手定则可判定导线所受磁场力向下,即导线在逆时针转动的同时还要靠 近螺线管,D对。
的矢量和
和
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2.地磁场的特点 (1)在地理两极附近磁场最强,赤道处磁场最弱。 (2)地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近。 (3)在赤道平面(地磁场的中性面)附近,距离地球表面相等的各点,地磁 场的强弱程度相同,且方向水平。
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例1 (多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中, 当通过它的电流为I时,所受安培力为F。以下关于磁感应强度B的说法 正确的是 ( BD )
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第3章 打开电磁学的大门
在判断安培力方向时，必须首先判定磁场方向和电流方向所 确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然 后再根据左手定则判断出安培力的具体方向．安培力的方向 总是垂直于导线、磁感线所确定的平面．
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第3章 打开电磁学的大门
1.下图中分别标出一根垂直放置于磁场里的 通电直导线的电流 I、磁场 B 和所受磁场作用力的方向，其 中图示正确的是( )
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第3章 打开电磁学的大门
2．应用 F＝BIl 计算安培力时的注意事项 (1)公式 F＝BIl 适用于匀强磁场，且导线与磁场方向垂直的 情况，若通电导线所在区域的 B 的大小和方向不相同，应将 导体分成若干段，使每段导线所处范围 B 的大小和方向近似 相同，求出各段导线所受的磁场力，然后再求合力． 安培力表达式中，若载流导体是弯曲导线，且导线所在平面 与磁感应强度方向垂直，则 l 指弯曲导线中始端指向末端的 直线长度．如图所示：
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对任意形状的闭合平面线圈，当线圈平面与磁场方向垂直时， 线圈的有效长度 l＝0，故通电后在匀强磁场中所受安培力的 矢量和一定为零．
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第3章 打开电磁学的大门
(2)由 F＝BIl 可得 B＝FIl，这是磁感应强度的定义式．通过实 验可得出：在磁场中的同一点垂直磁场方向放置通电导线时， 通电导线受到的安培力 F 与 Il 的比值是一个常量，所以磁场 中某点的磁感应强度与安培力 F 的大小、与 Il 的大小无关， 而在不同点安培力 F 与 Il 的比值一般不同，因此磁感应强度 是由磁场本身的性质决定的．这就是比值法定义物理量．
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命题视角 1 对安培力 F＝BIL 的理解 在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，为研究安培
力与电流大小的关系，实验时应保持不变的物理量是( ) A．只有电流 B．只有磁感应强度 C．只有导线在磁场中的长度 D．磁感应强度和导线在磁场中的长度 [解析] 由 F＝BIl 知要研究 F 与 I 的大小关系，应保持 B 和 l 不变． [答案] D
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三、揭开电动机旋转的奥秘
第3章 打开电磁学的大门
线圈要不间断地转下去，在转过与磁场方向垂直的位置后， 就要改变线圈中的电流___方__向____，能够改变电流方向的装置 就是__换__向__器___，与电源相连接的金属片是电刷，如图所示．
电动机转动的部分(如线圈)叫__转__子_____，固定不动的部分(如
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第1节 磁场中的通电导线
第3章 打开电磁学的大门
1. 知 道 通 电 导 线 在 磁 场 中 受 到 的 作 用 力 称 为 安 培 力． 2.知道影响安培力大小和方向的因素．知道左手 定则和安培力大小的计算公式．能用左手定则判断安培力的 方向，能计算在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时 安培力的大小．(重点＋难点) 3.了解线圈在磁场中的运动情 况，以及磁电式仪表的工作原理和电动机的工作原理．
F
(4)从安培力的角度给出磁感应强度的定义：B＝___I_l _____．
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有人根据公式 B＝IFl认为“磁感应强度 B 与 F 成正比，与 Il 成反比”这种观点对吗？ 提示：不对．某点的磁感应强度由磁场本身决定．公式 B＝IFl 只是反映了数值关系.
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命题视角 2 对安培力方向的判断 (多选)如图中，表示电流 I 的方向、磁场 B 的方向和
磁场对电流作用力 F 的方向关系正确的是( )
[解析] 由左手定则，A 图中磁场对电流作用力 F 的方向应 竖直向上，所以 A 错误，而 B、C、D 都符合左手定则． [答案] BCD
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应用公式 F＝BIl 进行计算时要明确三点： (1)若 B、I、l 两两垂直时，F＝BIl. (2)若 B 与 I(l)夹角为 θ 时，F＝BIlsin θ. (3)以上两种情况中 l 一定是“有效长度”
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2.在一根长为 0.2 m 的直导线中通入 2 A 的
安培力大小的范围是 0≤F≤0.2 N，故 B、C、D 均正确，选
A.
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第3章 打开电磁学的大门
把一根长为 L ＝ 10 cm 的直导线垂 直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中． (1)当导线中通以 I1 ＝ 2 A 的电流时，导线 受到的安培力大小为 1.0×10－7 N，试求该磁场的磁感应强度 的大小 B. (2)若该导线中通以 I2 ＝ 3 A 的电流，试求此时导线所受安 培力大小 F，并判断安培力的方向．
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一、会动的导线 1．安培力定义：通电导线在磁场中受到的作用力称为 __安__培__力___． 2．安培力方向：可以用左手定则来判定，伸开左手，四指与 拇指在同一平面内并相互垂直，让磁感线垂直穿过手心， ___四__指____指向电流的方向，则___拇__指____所指的方向就是安 培力的方向．
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1．由左手定则可判定 F⊥I，F⊥B，但 B 与 I 不一定垂直， 即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．在判断时，首先确定磁场与电流所决定的平面，从而判 断出安培力的方向． 2．若已知 B、I 方向，安培力的方向唯一确定；但若已知 B(或 I)与安培力的方向，I(或 B)的方向不唯一． 3．注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关 系．安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向 与电场的方向平行．
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3．安培力的大小
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(1)实验表明，如图所示．通电导线所受的安培力大小与磁感
应强度、电流大小以及磁场中垂直磁场方向导线的长度有关．
(2)进一步实验研究表明：在匀强磁场中，当通电导线与磁场
方向垂直时，安培力的大小等于电流、磁感应强度和导线长
度的乘积．
(3)公式表达：F＝___B_I_l____．
永久磁铁和电动机的外壳)叫___定__子____．
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对安培力的理解和方向判断 安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直，又跟电流方向垂 直．三个方向之间的关系可以用左手定则来判定：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．
4.两根通电导线之间的相互作用力：两同向电流间的安培力 是___吸__引____力，两反向电流间的安培力是___排__斥____力． 二、会动的线圈 1．通电线圈在磁场中会转动：线圈与磁场平行放置，当线圈 通有电流时，与磁场垂直的两个边会受到__安__培__力___作用，根 据左手定则判断知，两个力方向相反，使线圈绕中心轴转动． 2．如图所示，磁电式电流计就是根据这一原理制成的．第一 个磁电式电流计是__安__培_____制作的，由此实现了电流的定量 测量．
解析：选 B.根据பைடு நூலகம்手定则判断可知，A 中受力向下，C 中受 力向下，D 中受力向下，都错误，只有 B 项中方向正确．
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安培力大小的计算 1．影响安培力大小的因素 安培力的决定因素有两个：一个是放入磁场中的一段导体的 Il 的乘积，另一个是磁场本身，即磁场的磁感应强度 B.因而 安培力的改变 (1)通过改变磁感应强度 B 的大小来改变； (2)通过改变通电导线的长短 l 来改变； (3)通过改变通电导线电流 I 的大小来改变； (4)通过改变通电导线在磁场中的放置位置来改变．
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[解析] (1)根据 F＝BIL 得 B＝IFL＝5×10－7 T (2)当导线中电流变化时，导线所处的磁场不变， 则 F＝BIL＝1.5×10－7 N 方向：根据左手定则，导线所受安培力方向垂直于导线向上 [答案] (1)5×10－7T (2)1.5×10－7 N 方向垂直于导线向上
电流，将导线放在磁感应强度为 0.5 T 的匀强磁场中，则导线
受到的安培力的大小不可能是( )
A．0.4 N
B.0.2 N
C．0.1 N
D．0
解析：选 A.当导线与磁场方向垂直时，有效长度 l 最大，安
培力最大，Fmax＝BIl＝0.5×2×0.2 N＝0.2 N．当导线与磁场 方向平行时，有效长度 l＝0 此时安培力最小，Fmin＝0，所以