2017-2018学年高二物理电学专题提升专题24安培力的求解及判定安培力作用下导体的运动问题
高二物理安培力知识点
高二物理安培力知识点安培力（Ampere Force），又称真空中的洛伦兹力（Lorentz Force），是指一个电荷在磁场中所受到的力。
在高二物理学习中，我们需要了解并掌握安培力的计算方法、性质以及与电流、磁场等相关的知识点。
本文将为大家介绍高二物理中与安培力相关的知识点。
一、安培力的计算公式安培力的计算公式为F = qvBsinθ，其中F表示安培力的大小，q表示电荷的大小，v表示电荷的速度，B表示磁感应强度，θ表示电荷速度与磁场方向之间的夹角。
二、安培力的性质1. 安培力与电荷的关系安培力与电荷的大小成正比，即当电荷q增加时，安培力F也相应增加。
2. 安培力与电流的关系电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量，安培力与电流的大小成正比。
设导线长度为l，电荷在导线中的速度为v，电荷密度为ρ，则电流I = ρvl。
因此，安培力F与电流I也成正比。
3. 安培力与磁场的关系安培力与磁场的大小成正比，即当磁感应强度B增加时，安培力F也相应增加。
4. 安培力与速度的关系安培力与电荷的速度v的大小成正比，即当电荷速度v增加时，安培力F也相应增加。
5. 安培力的方向安培力的方向遵循右手定则：将右手从电荷正方向握住导线，在磁场方向上升的情况下，手指弯曲的方向即为安培力的方向。
6. 安培力的性质总结安培力与电荷、电流、磁场强度、速度之间有着一定的数学关系，根据具体情况可以通过计算公式来求解安培力的大小和方向。
三、安培力与磁场的应用1. 高斯枪高斯枪是利用安培力的原理来实现粒子的加速和磁聚焦。
通过在导弹中引入磁场，使得导弹内部飞行的粒子受到安培力的作用，从而达到加速的效果。
2. 电磁铁电磁铁是将电能转化为磁能的一种装置。
当电流通过电磁铁的线圈时，线圈周围会产生强磁场，而磁感应强度B与电流I成正比。
通过控制电流的大小，可以调节磁场的强度，从而实现对物体的吸附和释放。
3. 涡流制动涡流制动是一种利用安培力原理制动运动金属物体的方法。
高中物理安培力专题讲解
磁场对通电导体的作用力要点一、对安培力的理解要点诠释：1．安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力，其作用点可等效在导体的几何中心．2．安培力的方向在解决有关磁场对电流的作用的问题时，能否正确判断安培力的方向是解决问题的关键，在判定安培力的方向时要注意以下三点：（1）安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面．因此，在判断时首先确定磁场和电流所确定的平面，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．（2）当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流和磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心．（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．安培力的方向与磁场安F 安的方向，由于B 只要穿过手心即可，则I （或B ）的方向不唯一．3．安培力的大小（1）计算公式：F BILsin =θ（2）对公式的理解：公式F BILsin =θ可理解为F (Bsin )IL =θ，此时Bsin θ为B 沿垂直I 方向上的分量，也可理解为F BI(Lsin )=θ，此时Lsin θ为L 沿垂直B 的方向上的投影长度，也叫“有效长度”，公式中的θ是B 和I 方向问的夹角．注意：①若导线是弯曲的，此时公式F BILsin =θ中的L 并不是导线的总长度，而应是弯曲导线的“有效长度”．它等于连接导线两端点直线的长度（如图所示），相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端．②安培力公式一般用于匀强磁场．在非匀强磁场中很短的导体也可使用，此时B 的大小和方向与导体所在处的B 的大小和方向相同．若在非匀强磁场中，导体较长，可将导体分成若干小段，求出各段受到的磁场力，然后求合力．要点三、电流表的工作原理、灵敏度及特点要点诠释：1．电流表的工作原理：（1）均匀辐向磁场蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的（如图所示），不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行．线圈所处的磁感应强度的大小都相同．类型一、安培力方向的判断例1（多选）、如图所示，一金属直杆MN 两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN 与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN 垂直纸面向外运动，可以（ ）A ．将a 、c 端接在电源正极，b 、d 端接在电源负极B ．将b 、d 端接在电源正极，a 、c 端接在电源负极C ．将a 、d 端接在电源正极，b 、c 端接在电源负极D ．将a 、c 端接在同一交流电源的一端，b 、d 端接在交流电源的另一端【答案】 ABD【解析】 本题主要考查两个方面知识：电流的磁场和左手定则．要求直杆MN 垂直纸面向外运动，把直杆所在处的磁场方向和直杆中电流画出来，得A 、B 正确．若使a 、c 两端（或b 、d 两端）的电势相对于另一端b 、d （或a 、c ）的电势的高低做同步变化，线圈磁场与电流方向的关系跟上述两种情况一样，故D 也正确．【变式】（多选）在匀强磁场B 的区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放置一根长为L ，质量为m 的导线，当通以如图所示方向的电流后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B 满足（ ）A ．sin ,=mgB IL α方向垂直斜面向上 B ．sin =mg B ILα，方向垂直斜面向下 C ．tan =mg B ILα，方向垂直向下 D ．=mg B IL，方向水平向左 【答案】BCD类型二、安培力大小的计算例2、如图所示，导线abc 为垂直折线，其中电流为I ，ab=bc=L ，导线所在的平面与匀强磁场垂直，匀强磁场的磁感应强度为B ，求导线abc 所受安培力的大小和方向．【答案】 2ILB 方向沿abc ∠的角平分线向上【解析】 方法一：ab 段所受的安培力大小ab F ILB =，方向向右，bc 段所受的安培力大小bc F ILB =，方向向上，所以该导线所受安培力为这两个力的合力，如图所示，2F ILB =，方向沿abc ∠的角平分线向上．方法二：把导线abc 等效成直导线ac ，则等效长度2ac L =，故安培力22F BI L ILB =⋅=，方向垂直于ac ，即沿abc ∠的角平分线向上．【变式】（多选）在物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流要求是（ ）A ．将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F 、导线长度L 、通电电流强度I ，应用公式B =F /IL ，即可测得磁感强度BB ．检验电流电流强度不宜太大C ．利用检验电流，运用公式B=F/IL,只能应用于匀强磁场D ．只要满足长度L 很短、电流强度I 很小， 将其垂直放入磁场的条件，公式B =F /IL 对任何磁场都适用【答案】BD类型三、 判断安培力作用下物体的运动方向例3、（2015 平度市期末）如图甲所示，蹄形磁体用悬线悬于O 点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况是（ ）．A ．静止不动B ．向纸外平动C ．N 极向纸外，S 级向纸内转动D ．N 极向纸内，S 级向纸外转动【答案】 C【解析】假设磁体不动，导线运动，则有：由图可知，通电导线左边的磁场斜向下，而右边的磁场斜向上，那么，根据如图所示的导线所在处的特殊位置判断其转动情况．将导线从N 、S 极的中间分成两段，，由左手定则可得左边一小段受安培力的方向垂直纸面向里，右边一小段受安培力的方向垂直纸面向外，从上向下看，导线沿顺时针方向转动．再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况．导线此时受安培力方向竖直向上，导线将向上运动． 所以导线的运动情况为： 顺时针转动的同时还要向上运动．如今导线不动，磁体运动，根据相对运动，则有磁体逆时针转动（从上向下看），即N 极向纸外转动，S 极向纸内转动，故C 正确，ABD 错误，故选C【变式】如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其中央上方固定一根导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（ ）A ．磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力B ．磁铁对桌面的压力减小，受到桌面的摩擦力C ．磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力D ．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面的摩擦力【答案】A【解析】 如图所示，画出一条通过电流I 处的磁感线，电流I 处的磁场方向水平向左，由左手定则知电流I 受安培力方向竖直向上．根据牛顿第三定律知，电流对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大．由于磁铁没有相对于桌面的运动趋势，故桌面对磁铁无摩擦力作用．类型四、 磁电式电流表例4、 如图所示甲是磁电式电流表的结构图，图乙是磁极间的磁场分布图，以下选项中正确的是（ ）①指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩方向与线圈受到的磁力矩方向是相反的②通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大③在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场④在线圈转动的范围内，线圈所受磁力矩与电流有关，而与所处位置无关A ．①②B ．③④C ．①②④D ．①②③④【答案】 C【解析】 当阻碍线圈转动的力矩增大到与安培力产生的使线圈转动的力矩平衡时，线圈停止转动，即两力矩大小相等、方向相反，故①正确．磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，均匀辐向分布的磁场特点是大小相等、方向不同，故③错误，④正确．电流越大，电流表指针偏转的角度也越大，故②正确．综合上述，选项C 正确．类型五、安培力与电路知识、物体平衡的综合应用例5、（2015 东城区三模）如图所示，足够长的光滑金属导轨与水平面的夹角为θ，两导轨间距为L ，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势为E ，内阻为r 。
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专题24 安培力的求解及判定安培力作用下导体的运动问题一：专题概述安培力(1) 方向：根据左手定则判断。
F、B、I 三者间方向关系：已知B、I 的方向( B、I 不平行时) ，可用左手定则确定 F 的唯一方向．F⊥B，F⊥I ，则F垂直于B和I 所构成的平面，但已知 F 和B的方向，不能唯一确定I 的方向．(2) 大小：由公式F＝BIL 计算，且其中的L 为导线在磁场中的有效长度。
如弯曲通电导线的有效长度L 等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示。
二：典例精讲1．安培力的计算典例1：如图所示，由不同材料制成的直径AOB和半圆ACB组成的半圆形金属线框放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，半圆的半径为R，线框平面与磁场方向( 垂直于纸面向外) 垂直，直径AOB沿水平方向。
若通以图示方向的电流，从A端流入的电流大小为I ，则线框受到的安培力( )A．方向沿纸面向上，大小为0B．方向沿纸面向上，大小为2BIRC．方向沿纸面向下，大小为BIRD．方向沿纸面向下，大小为2BIR【答案】 B【解析】由题图可知，电流从A端流入，从B端流出，则有电流分别通过直导线AOB和半圆形导线ACB，假设通过直导线AOB和半圆形导线ACB的电流大小分别为I 1、I 2，则I 1＋I 2＝I。
由左手定则可知，直导线AOB 受到的安培力沿纸面向上，大小为F1＝2BI 1R；半圆形导线ACB受到的安培力可等效成通入电流大小为I2 的直导线AOB受到的安培力，由左手定则可知，半圆形导线ACB受到的安培力沿纸面向上，大小为F2＝2BI2 R，因此金属线框受到的安培力沿纸面向上，大小为F＝F1＋F2＝2BR( I 1＋I 2) ＝2BIR。
选项 B 正确。
2．利用结论法典例2：一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【答案】 B3．电流元和特殊位置法典例3：一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方向由 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( )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【答案】 D4．转换研究对象法典例4：如图所示，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，弹簧的伸长量减小N2B．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【答案】 C【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9 0°，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.三总结提升判断通电导体(或磁铁)在安培力作用下运动的常用方法及实例分析具体方法实例分析把整段电流等效分成很多把直线电电流元，先用左手定则判断电流等效为AO、BO两段电流出每小段电流元所受安培流元，蹄形磁铁磁感线分布力的方向，从而判断出整段元以及两段电流元受安培力电流所受合力的方向，最后法方向如图所示．可见，导确定运动方向，注意一般取线将沿俯视逆时针方向转对称的电流元分析判断能自由移动动的导线运动情况特用导线转过90°根据通电导体在特殊位置殊的特殊位置(如图所示的所受安培力的方向，判断其位虚线位置)来分析，判得安运动方向，然后推广到一般置培力方向向下，故导线在位置法逆时针转动的同时向下运动把环形电等环形电流可以等效为小磁流等效成如图所示右边的效针(或条形磁铁)，条形磁铁条形磁铁，可见两条形磁分也可等效成环形电流，通电判断环形电流受铁相互吸引，不会有转析螺线管可等效为多个环形到的安培力方向动．电流受到的安培力方法电流或条形磁铁向向左(1)两电流相互平行时无转结动趋势，同向电流相互吸同向电流直接相吸，两个论判断光滑杆上的引，反向电流相互排斥(2)环形电流会相互靠拢法两电流不平行时，有转动到同向电流的运动方向4势转定性分析磁体在电流产生换电流受到的磁场中受力方向时，可先研究对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判断图中所示磁铁受到的地面摩擦力方向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象下．可知地面对磁铁的作向法用力方向向左四提升专练1. 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )A．安培力的方向可以不垂直于直导线B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半【答案】 B2.( 多选) 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′看去会发现( )A．A环、B环均不转动B．A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动C．A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动D．A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢至重合为止【答案】 D3．如图所示，一段导线abcd 位于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，且与磁场方向( 垂直于纸面向里) 垂直．ab、bc 和cd 段的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°. 流经导线的电流为I ，方向如图中箭头所示．判断导线abcd 所受到的磁场的作用力的合力，下列说法正确的是( )A．方向沿纸面向上，大小为( 2＋1) ILBB．方向沿纸面向上，大小为( 2－1) ILBC．方向沿纸面向下，大小为( 2＋1) ILBD．方向沿纸面向下，大小为( 2－1) ILB【答案】 A【解析】将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出安培力的方向，根据F＝BIL 计算出安培力的大小，再求合力．导线所受合力F＝BIL＋2BIL sin 45 °＝( 2＋1) ILB.4.( 多选) 如图所示，质量为m、长为L 的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计．匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则( ) ．A．导体棒向左运动B．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为B EL RC．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为B EL sin θRD．开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为B EL sin θmR【答案】BD5.( 多选) 如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是( )A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短C．F1＞F2D．F1＜F2【答案】BC【解析】如图甲所示，导体棒处的磁场方向指向右上方，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向垂直于磁场方向指向右下方，根据牛顿第三定律，对条形磁铁受力分析，如图乙所示，所以F N1＞F N2即台秤示数F1＞F2，在水平方向上，由于F′有向左的分力，磁铁压缩弹簧，所以弹簧长度变短。
安培力(精华版)ppt课件
13
如图所示，通电直导线A与贺形通电导线环B固
定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流
时,通电直导线受到水平向 右 的安培力作
用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方
向时,通电直导线A所受的安培力方向水平
向右.
B
A
I
I
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二、安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时：
B I F
B F IL
F = ILB
怎样提高磁电式电流表的灵敏度？
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3 、在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m的光滑
平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，
在导轨上横放一根质量为m＝0.2kg的金属棒ab，电源电 动势E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平 面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器 的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）
2A，方向从M到N
M I
B N
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2 、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直导线MN，导线与磁场垂直，
A 给导线通以由N向M的电流，则(
)
A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
A．匀强磁场中通电导线所受安培力F，磁感应强度B及电
流I，三者在方向上一定互相垂直
(BDF)
B．若I、B方向确定，则F方向唯一确定
C．若F与B方向确定，则I方向唯一确定
D．若F与B方向确定，则I方向不唯一确定，但I一定在与F 垂直的平面内
E．若F与I方向确定，则B方向唯一确定
安培力高二物理知识点
安培力高二物理知识点
除了课堂上的学习外，平时的积累与练习也是学生提高成绩的重要途径，本文为大家提供了安培力高二物理知识点，祝大家阅读愉快。
1.磁场对电流的作用力叫安培力
2.安培力大小
安培力的大小等于电流i、导线长度l、磁感应强度b以及i和b间的夹角的正弦sinθ的乘积，即f=bilsinθ。
注意：公式只适用于匀强磁场。
3.安培力的方向
安培力的方向可利用左手定则判断
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么拇指方向就是通电导线在磁场中的受力方向。
安培力方向一定垂直于b、i所确定的平面，即f一定和b、i垂直，但b、i不一定垂直。
物理专题-安培力的分析与计算
答案：
大小：mgsinα/BL
方向：垂直导轨面向HING
2021年10月26日
如图所示在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受的安培力。
答案：
A. ILBcos α
B. ILB
C.ILB
D.2BIR E.0
安培力的分析与计算
如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L.有大小为B
的匀强磁场，方向垂直导轨面，金属杆长为L，质量为m，
水平放在导轨上．当回路中通过电流时，金属杆正好能静止。
02 典型例题
安培力的分析与计算
如图所示，其中A、B 图已知电流方向及其所受磁场力的方向，试判断并在图中标出磁场方向。C、D 图已知磁场方
向及其对电流作用力的方向，试判断电流方向并在图中标出。
答案：
A图磁场方向垂直纸面向外；
B图磁场方向在纸面内垂直F向下；
C、D图电流方向均垂直于纸面向里。
安培力的分析与计算
• 公式F=BILsin 中，θ为导线方向与磁场方向夹角
• 应用公式求安培力时，充分利用“有效长度”概念简化求解
解决安培力问题的步骤
• 画出通电导线所处磁场磁感线方向，用左手定则判断通电导线所受安培力方向
• 进行受力分析，确定通电导线所处的(运动)状态
• 根据牛顿运动定律或动能定理求解
安培力的分析与计算
安培力的分析与计算
2021年10月26日
安培力的分析与计算
01 知识讲解
安培力的分析与计算
安培力的方向
• 安培力方向垂直于磁场方向和电流方向所在平面(磁场方向与电流方向不一定垂直)
• 用左手定则判断方向，灵活选用等效法、结论法、转换对象法
高二物理选修课件安培力的应用
02
安培力在生活中的应用
电磁铁工作原理及类型
电磁铁工作原理
电磁铁是利用安培力原理工作的装置，当导线通电后，在导线周围产生磁场，使 得铁芯被磁化，从而产生强大的磁力。
电磁铁类型
根据用途和特性，电磁铁可分为直流电磁铁和交流电磁铁。直流电磁铁具有稳定 的磁力和较好的控制性能，而交流电磁铁则具有较大的磁力和较快的响应速度。
优势
磁悬浮列车具有无接触、无磨损、低 噪音、低能耗和高速度等优点，是未 来城市轨道交通的重要发展方向。
超导材料中安培力特性
超导材料中的安培力
在超导材料中，电流可以无阻力地流动，形成强大的磁场。安培力在这种环境下表现出独特的性质， 如超导磁悬浮和超导电机等。
应用前景
超导材料中的安培力特性为超导技术的应用提供了广阔的空间，如超导磁体、超导储能、超导电机和 超导量子干涉仪等。这些技术在能源、交通、医疗和科研等领域具有巨大的应用潜力。
扬声器和话筒中安培力作用
扬声器中安培力作用
扬声器是将电信号转换为声音信号的装置。在扬声器中，安培力使得音圈在磁场中振动，从而驱动振膜发出声音 。安培力的大小和方向决定了扬声器的音质和音量。
话筒中安培力作用
话筒是将声音信号转换为电信号的装置。在话筒中，声音信号通过振膜转换为机械振动，然后经过磁场的作用， 将机械振动转换为电信号。安培力在这个过程中起到了关键的作用，它使得话筒能够准确地捕捉声音并转换为相 应的电信号。
法拉第电磁感应定律联系
法拉第电磁感应定律表明，当穿过回 路的磁通量发生变化时，回路中就会 产生感应电动势。而安培力是磁场对 电流的作用力，因此安培力与电磁感 应现象密切相关。
当导体在磁场中运动时，如果导体中 的自由电荷随导体一起运动，那么这 些自由电荷就会受到洛伦兹力的作用 。洛伦兹力会使自由电荷发生定向移 动，从而形成感应电流。这个感应电 流又会受到安培力的作用，进一步影 响导体的运动状态。
高二物理安培力专题
一、知识梳理1．安培力概念电流在磁场中受到磁场对它的作用力，叫安培力.磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用，磁场对这些定向移动电荷的作用力的宏观表现，即为安培力.2．安培力大小sin F BIL θ= ，式中L 为磁场中通电直导线的长度，θ为磁场方向与电流方向的夹角当通电直导线与磁场方向平行时，所受磁场力最小，为零；当通电导线与磁场方向垂直时，所受磁场力最大，m F BIL =；通常安培力F 的大小介于0和BIL 之间.3．安培力方向（1）安培力的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线方向垂直，即F 总是垂直于磁场与导线所决定的平面，但B 与I 的方向不一定垂直.（2）左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，且与手掌都在同一平面内，让磁感线穿入掌心，并使四指指向电流方向，则大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向。
（3）平行通电直导线间作用力特点：同向电流互相吸引，反向电流互相排斥.4．安培力可对导线做功安培力做功的实质是起传递能量的作用，将电源的能量传递给通电导线，而磁场本身并不提供能量练习A例1 下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法中，正确的是（ ）A. 安培力的大小只和磁场的强弱、电流大小有关B. 安培力的方向与磁场方向垂直，同时又与电流方向垂直C. 若通电导线所受磁场力为零，则导线所在处磁感应强度必为零D. 若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线必与磁场方向垂直变式训练1 如图所示，abcd 四边形闭合线框，a 、c 、d 三点分别在三个正交轴上，坐标值均等于L ，整个空间处于平行于+y 方向竖直向上的匀强磁场中，通入电流I 方向如图所示，关于四边形的四条边所受到的安培力的大小下述正确的是（ ） A. ab 边与ad 受到的安培力大小相等； B. cd 边受到的安培力最大； C. cd 边与ad 受到的安培力大小相等； D. a d 边不受安培力的作用；例2 如图所示，一根条形磁铁放在水平桌面上，在其左端上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以图示方向的电流时，则 ( )A ．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用．B ．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用．C ．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用．D ．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用．变式训练2 如图所示，一条形磁铁静止在斜面上，现在在磁铁上方放置一通以如图中所示方向电流的导线，磁铁仍保持静止，则磁铁所受到斜面的支持力N 和摩擦力f 的变化情况是 （ ）A ．N 变小，f 变大B ．N 变小，f 变小C ．N 变大，f 变大D ．N 变大，f 变小例3 如图所示，在条形磁铁S 极附近悬挂一个圆线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示的方向流动时，将会出现 ( )A. 线圈向磁铁平移B. 线圈远离磁铁平移C. 从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁D. 从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁变式训练 3 如图所示, 通电圆线圈套在条形磁铁右端, 磁场对通电线圈作用的结果使（ ）A ．圆面积有被拉大的倾向B ．圆面积有被压小的倾向C ．线圈将向左平移D ．线圈将向右平移 变式训练4 如图所示，原来静止的圆形线圈通过逆时针方向的电流, 在其直径ab 上靠近b 点有一长直导线垂直于圆形线圈平面被固定。
安培力知识要点归纳
安培力知识要点归纳一、安培力1.安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力．2.安培力的计算公式：F ＝BILsin θ（θ是I 与B 的夹角）； ① I ⊥B 时，即θ＝900，此时安培力有最大值；公式：F ＝BIL ② I //B 时，即θ＝00，此时安培力有最小值，F=0;③ I 与B 成夹角θ时，F=BILSin θ，安培力F 介于0和最大值之间.有用结论：“同向电流相互吸引，反向电流相排斥”。
不平行时有转运动到方向相同且相互靠近的趋势。
3.安培力公式的适用条件:适用于匀强磁场中4.安培力方向的判断——左手定则：伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线穿过手心，并使四指指向电流方向，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向．安培力F 的方向：F ⊥(B 和I 所在的平面)；即既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直．但B 与I 的方向不一定垂直． 5．说明：公式F=BIL 中L 为导线的有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L 由始端流向末端．如图所示，弯曲的导线ACD 的有效长度为l ，等于两端点A 、D 所连直线的长度，安培力为：F = BIl二、安培力作用下物体的运动方向的判断1．电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断整段电流所受合力方向，最后确定运动方向． 例1：如图所示，通电的线圈放置在水平面上，试分析线圈所受的安培力。
2．特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向．例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磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流时，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3．等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析．例3：如图所示，通电的线圈放置在水平面上，试分析线圈所受的安培力。
高中物理课件安培力
计算方法与步骤
• 计算方法：根据安培力公式F = BILsinθ，将已知量代入公式进行计算。
计算方法与步骤
计算步骤 01
确定磁感应强度B的大小和方向； 02
确定电流强度I的大小和方向； 03
例题2
一根通电直导线与匀强磁场方向成 60°角放置，导线中电流为I，磁感应 强度为B。若导线受到的安培力大小
为F，则导线的长度为多少？
解析
根据安培力公式F = BILsinθ，由于导 线与磁场垂直，所以θ = 90°，代入 公式得F = BIL。
解析
根据安培力公式F = BILsinθ，将已知 量代入公式得F = BILsin60°，解得导 线的长度L = (2F)/(BI√3)。
电磁炮
电磁炮是一种利用安培力发射炮弹的武器。它通过强大的电流在导轨上产生强大的磁场， 然后将炮弹加速到极高的速度并发射出去。
磁悬浮列车
磁悬浮列车是一种利用安培力实现悬浮和驱动的交通工具。它通过电磁铁产生的磁场与列 车上的超导磁铁相互作用，使列车悬浮于轨道之上并高速运行。
安培力演示仪
安培力演示仪是一种用于演示安培力作用的实验仪器。它通常由线圈、磁铁和指针等部分 组成，当线圈中通入电流时，指针就会发生偏转，从而直观地展示出安培力的作用效果。
混淆磁感应强度和磁通量
磁感应强度B和磁通量Φ是两个不同的物理量，学生容易混淆。磁感应强度B是描述磁场强弱的物理量，而磁通量 Φ是描述穿过某一面积的磁感线条数的物理量。在分析安培力时，需要使用磁感应强度B而不是磁通量Φ。
拓展延伸内容
安培力与洛伦兹力的关系
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高二物理：解密安培力作用下导体运动情况的判定
安培力作用下通电导体的运动方向的判定（1）判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，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（2）在应用左手定则判定安培力方向时，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。
例题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）（）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：（1）电流元法如图所示，把直线电流等效为AO′、O′O、OB三段（O′O段极短）电流元，由于O′O 段电流方向与该处磁场方向平行，所以不受安培力作用；AO′段电流元所在处的磁场方向倾斜向上，根据左手定则可知其所受安培力方向垂直于纸面向外；OB段电流元所在处的磁场方向倾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直于纸面向里。
综上可知导线将以OO′段为轴顺时针转动（俯视）。
（2）特殊位置法把导线转过90°的特殊位置来分析，根据左手定则判得安培力方向向下，故导线在顺时针转动的同时向下运动。
综上所述，选项A正确。
答案：A点拨：先明确常见磁场的磁感线分布情况，然后取“电流元”，用左手定则判定其受力方向，特别注意电流旋转后，有了垂直于纸面的分量而导致向下受力。
例题2 （泉州模拟）如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50 T，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源。
现把一个质量m＝0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。
安培力的计算及方向的判断
高中物理安培力的计算及方向的判断编稿老师 刘汝发 一校 杨雪 二校 黄楠 审核 王红仙知识点考纲要求题型 说明 安培力的计算及方向的判断 1. 熟悉安培力计算公式并能熟练计算安培力的大小； 2. 掌握左手定则并能熟练判断安培力的方向；3. 用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题选择题、计算题 本知识点属于高频考点，是电磁学部分的重要内容，考查方向主要为安培力参与的平衡问题、能量问题等 二、重难点提示：重点：应用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题。
难点：安培力方向的判断（左手定则）。
一、安培力1. 定义：通电导线在磁场中受的力称为安培力。
2. 安培力的大小（1）磁场和电流垂直时，F ＝BIL ；（2）磁场和电流平行时：F ＝0；（3）磁场和电流夹角为θ时：θsin BIL F =。
理解：（1）当B 和I 不垂直时，只保留B 的垂直分量即可；（2）当导线不规则时，取其两端连线为研究对象，电流由流入端指向流出端。
3. 安培力的方向（1）用左手定则判定：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）安培力的方向特点：F ⊥B ，F ⊥I ，即F 垂直于B 和I 所决定的平面。
二、安培力作用下导体运动情况的判定1. 判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况（安培定则），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. 在应用左手定则判定安培力方向时，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所决定的平面。
电流元法分割为电流元安培力方向―→整段导体所受合力方向―→运动方向特殊位置法在特殊位置―→安培力方向―→运动方向等效法环形电流和通电螺线管都可以等效为条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。
高二物理探究安培力
夹角为 450 ，金属棒 MN 的质量为 0.1kg ，处在竖直向上磁感
应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω， 为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)
• 解：由闭合电路欧姆定律：
I E 6 r R 1 R
由受力分析可知： BIL=mg
代入数据可求得：
D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。
【答案】AD
/ 死灵阁
没什么动静，虽然他很是怅然若失，虽然他很是别甘心，但是除咯离开，别无它法。只是已经转身咯，他又突然想起壹件事情，于是又转回咯身子，又缓缓地开口说咯壹句：“今 天您看到の，和您想象の别壹样。”他晓得她睡着咯，根本听别到他の那番话，但是他还是要说出来，他别想让她误会他与婉然之间有啥啊事情。其实他是爷，他没什么向她解释 の任何必要，可是现在の他，仍是固执地向她解释咯壹句。虽然她听别到，但是他解释过咯，他就会心安。对于他の感谢，水清早在意料之中，所以对他の感谢只是漫别经心地听 咯壹耳朵而已。但是他の那各解释，却是令水清极为惊讶！他为啥啊要向她解释？真若是需要解释，他应该向皇上解释，向二十三小格解释！而他竟然跟她解释，岂别是太可笑 咯？她又别会去告发他们！啊？难道他是担心她会告发他才来跟她解释？他防备她居然到咯那种程度？枉她今天晚上好心好意地出手相助，真是那啥啊咬吕洞宾，别识好人心！壹 想到那里，水清没好气儿地低低地“哼”咯壹声。说完感谢の话，又解释清楚咯前因后果，王爷终于放下心来，安心而坦然地离开咯水清の院子。回到自己の房里，秦顺儿和吉尔 两人服侍他躺咯下来。可是即使他已经躺下，却是根本就睡别着，壹天来の大起大落、惊心动魄，就像走马灯似地在他の眼前别停地晃过。得知皇上临幸狮子园の欣喜，对水清能 否勇挑重担の担忧，完美恭迎圣驾の赞赏，再遇婉然の痛心，松露亭の千钧壹发，刚刚完成の感谢与解释，壹幕壹幕，别停地在他の脑海中回闪，更令他心乱如麻。除此之外，箭 伤の巨痛也是他无法入眠の另壹各重要原因。被箭伤折磨得壹夜几乎没什么入睡の王爷直到天都微微亮の时候才勉强有咯些睡意。秦顺儿晓得依王爷の伤势，今天肯定是无法去御 前伴驾，于是颇有眼力劲儿地赶快去咯行宫，给王爷告咯假。第壹卷 第580章 换药秦顺儿走后没过多久，王爷就醒咯，确切地说，他是被伤口痛醒の，因为经过壹夜の时间，创 伤药の止痛效果已经壹点点地消失贻尽。吉尔也是精心尽力地服侍咯整整壹夜，也是几乎壹夜没什么合眼，此时见到他睁开眼睛，赶快上前轻声地问道：“爷，您の伤，还痛 吗？”“还好，别碍事の。”虽然嘴里说着别碍事，但是伤口の疼痛仍是牵得他の嘴角有些变形。吉尔看在眼中，疼在心里，恨别能替他去受伤，去疼痛。可是现在已经是那各样 子咯，光心疼也没什么用，只有赶快想办法：“爷，奴婢再给您上壹次药吧，昨儿の药膏已经没什么劲儿咯，新上咯药，好歹能缓解壹下火辣辣の痛呢。”“行吧。”他也确实是 觉得疼痛难忍，就听从咯吉尔の建议。卧房光线黑暗，他又是躺在床上，吉尔涂药很别方便，于是他让吉尔先去拿药，他自己则起咯身，随后来到咯堂屋，径直在椅子上坐下来等 吉尔。吉尔取咯药膏，见他竟自己壹各人起咯床，万分愧疚：“爷，您怎么自己就起来咯呢？怎么没什么等奴婢去帮您呢？弄痛咯伤口怎么办？”听着吉尔壹连串の关切询问，他 只是微微笑咯壹下，开口道：“那么点儿小伤算啥啊，爷壹各大男人，怎么连起各床都起别来咯？您也太小看爷咯！”“爷，那伤口可深咯，奴婢担心您の胳膊吃力，会把伤口再 扯开，那就更糟糕咯。”“放心吧，那别是没什么事嘛，先上药吧。”那各时间正是水清每日请安の时间。当她和月影来到王爷の院子，居然没什么见到秦顺儿，难道是自己来晚 咯，爷已经走咯？正在她犹豫着是别是要回去の时候，只听到房里传来咯王爷の说话声。于是水清上前壹步，由于秦顺儿没在，月影充当咯秦顺儿の角色：“启禀爷，侧福晋给您 请安来咯。”“进来吧。”听到他の回复声，水清轻轻地推开咯房门。但是她才推开房门，随即爆发出来惊天动地の长长の“啊”の壹声尖叫！然后就是她壹边捂着脸，壹边转身 跑出咯王爷の院子。月影别明所以，犹豫咯壹下，只好拔脚去追水清。王爷被水清那壹声震耳欲聋の尖叫声惊得当场呆地原地，半天没什么缓过神儿来。可是，他又没
高二物理安培力
二、应用安培力应注意的问题
1、分析受到的安培力时,要善于 把立体图,改画成易于分析受力的平 面图形
2、注意磁场和电流的方向是否 垂直
B
a
F
B
.
.
b
F=BIL
B
a
B
×
b
F=BIL F
.
B
B
B
B
B
B
F
×
×
F
三、判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题
1.画出导线所在处的磁场方向
2.确定电流方向 3.根据左手定则确定受安培力的方向 4.根据受力情况判断运动情况
力, 外加磁场的磁感应强度B的最小值为 _________, 方向________. mg=BIN （1）绳子拉力_______ 变大 (变大,变小,不变) S N
F S
桌面对磁铁的摩擦力 _______( 有,无) 有
（2）桌面对磁铁的支持 力_______ 变小
（3）桌面对磁铁的摩擦 无 力________( 有,无).
水平向右 方向_______.
2、如图所示:在磁感强度为2T的匀强磁场中,一
与水平面成37度角的导电轨道,轨道上放一可 移 动的金属杆ab，电源电动势为£ =10伏,内阻r=1 欧,ab长L=0.5m,质量m为0.2kg,杆与轨道间的摩擦 因数 u=0.1,求接在轨道中的可变电阻R在什么范 围内, 可使ab杆在轨道上保持静止?(杆与轨道的 电阻不计) B
； /exhibition/index.html 加盟展
nih50qfi
两个月。这两个法子，虽然也是王府处罚女眷常用的方式，但是雅思琦非常清楚，相对于天仙妹妹而言，简直就像是根本没有受到处罚 壹样。罚月银，她们年家富得流油，这么点儿月银，简直连九牛壹毛都算不上，更何况她这个年家二丫鬟根本也不指着这么点儿月银过 日子。这是因为雅思琦曾经到府中的采办处调查过天仙妹妹的采办申请记忆，才会这么清楚地知道她这两条处罚措施所面临的尴尬处境。 当她见到年妹妹那些的采办记忆的时候，简直就是目瞪口呆！什么胭脂水粉、金银首饰、绫罗绸缎，这些诸人们最喜欢、最热衷的物件 压根儿就没有出现过，有的全是诸如笔墨纸砚、书籍读本之类的。唯壹还有点儿诸人样子的采办记忆就是针头线脑。她又想了想，然后 年妹妹确实不怎么喜欢戴首饰，也不怎么喜欢做新衣裳，不像淑清，从来都嫌府里请的绣娘、裁缝不合她的心意，每次都要单独拿到府 外的绣庄和裁缝铺。对此，爷都睁壹只眼睛闭壹只眼睛，她雅思琦还能说什么？第壹卷 第118章 后悔这王府里哪个院子的主子不是把 银子都花费在了首饰、衣裳、水粉等方面？也只有这个年妹妹，对于笔墨、书籍这些爷们喜欢的东西，她倒真是舍得花大价钱！这么看 来，天仙妹妹好像并不是如爷说的那样，哗众取宠、才疏学浅什么的，应该还是有些真材实学呢。禁足，唉，对这年妹妹就更不可能有 任何处罚效果了！她要不是因为请安，根本就不会出了她的怡然居！不仅是她，就算是红莲、小柱子、苏培盛，她问过很多人，谁也没 瞧见侧福晋在什么地方出现过。特别是爷的书院，那个几乎被各院主子踏破的地方，居然像是年妹妹的禁地似的。每壹次来霞光苑，她 都会为了避开朗吟阁，宁可绕了小半个王府。所以福晋苦苦思索两天才想出的这两条措施，对于冰凝而言，根本就称不上是处罚。领到 这两条处罚，冰凝惊诧地望向吟雪，以为吟雪传错了话！她真的不敢相信，这也叫处罚？王府的家法就这么简单？她以为是要罚去跪佛 祖或是什么其它的措施呢。那样的处罚对她而言，是非常屈辱、颜面扫地的事情。而罚月银和禁足对她而言，既不丢人，也不现眼，她 当然是心花怒放！ 确实如福晋所预料的那样，她只是在笔墨书籍上有些开销，其它的东西，府里配制什么她就用什么，从来也不会花 心思在金玉翡翠、绫罗绸缎上面。银子对她而言，不过是身外之物罢了。禁足，连带着给福晋姐姐请安都免了。因为她只来了壹个月， 还没有领到三个月的例钱，于是吩咐吟雪，赶快从她自娘家带来的私房钱中凑足了交上去。王府大管家苏培盛接到吟雪交来的三个月例 钱，不明所以：“这银子是？”“是年侧福晋让我送来的。”“年侧福晋？为什么给府上交银子？”“我也不知道为什么，就是吩咐我
高中物理安培力
高中物理安培力
【变式4】 如图3－4－12所示，在倾角为α的光滑斜面上，
放置一根长为L，质量为m，通过电流为I的导线，若使导线静
止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为( )．
A．B＝mgIsLin α，方向垂直于斜面向下
第三章 磁场
3.4 通电导线在磁场中 受到的力
高中物理安培力
探究： （1）磁场对通电导线有没有力的作用 （2）猜想：
磁场对通电直导线的作用力同哪些 因素有关? （3）什么样的情况下，磁场对通电直导 线的作用力最大? 反之呢？
高中物理安培力
高中物理安培力
一、安培力的方向
演示：按照右图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向，
高中物理安培力
直流电动机
电动机是把电能转化为机械能的动力机器
使用直流电的电动机叫做直流电动机
磁场对电流的作用是电动机的基本原理
直流电动机的转速可由电流大小来控制；转动 方向可由电流方向和磁极的位置来控制。
高中物理安培力
2、安培力的综合问题
高中物理安培力
导练P119
例1 （2012·天津理综） 如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平
安培力F，与电流I，还有 磁场方向，两两垂直
高中物理安培力
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；让磁感线从掌心穿入，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。
四指
大拇指 磁感线
电流
Y(B)
受力
B
I
穿手心 高中物理安培力
2017_2018学年高中物理第三章磁场第三节探讨安培力教学案粤教版选修3_1
(3)应用左手定那么时，让磁感线穿过手心，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向。(√)
(4)安培力的方向与I平行。(×)
(5)与电场强度相似，磁场强度是表示磁场的强弱和方向的物理量。(×)
2．合作探讨——议一议
(1)安培力的方向与磁场方向、电流方向有什么关系？
C．磁感应强度B＝ 只是概念式，它的大小取决于场源和在磁场中的位置，而与F、I、L和通电导线在磁场中的方向无关
D．通电导线所受磁场力的方向确实是磁场的方向
解析：选C 依照磁感应强度的概念，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线”，只有在那个方向上导线所受的磁场力才最大，故A选项是错误的。假设通电导线放置方向与电流平行时，也不受磁场力作用，因此B选项也是错误的。在磁场场源稳固的情形下，磁场内各点的磁感应强度(包括大小和方向)都是确信的，与放入该点的查验电流、导线无关，应选项C正确。磁场力方向与磁感应强度方向垂直，选项D错误。
(1)概念：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度。
(2)概念式：B＝ 。
(3)单位：特斯拉，符号T,1 T＝1 。
(4)磁感应强度是矢量
，既有大小，又有方向，当空间中同时存在几个不同强弱和方向的磁场时，合磁场的磁感应强度等于各个磁场在同一处产生的磁感应强度的矢量和。
假设导线b中的电流反向(即两导线中通以反向电流)，同理分析可得两导线相互排斥，如图3 3 7所示。
4．对安培力的几点说明
(1)F＝ILB适用于匀强磁场中的通电直导线，求弯曲导线在匀强磁场中所受安培力时，L为有效长度，即导线两头点所连直线的长度，相应的电流方向沿L由始端流向结尾，如图3 3 8所示。
高二物理探究安培力优秀课件
IL
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第三节 探究安培力 二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时，F = ILB
2.当电流与磁场方向夹θ角时，F = ILBsinθ
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第三节 探究安培力
【例题3】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面 夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感 应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω， 为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计培力
三.磁通量 我们将磁感应强度B 与面积S 的乘积，叫做穿过这个面
的磁通量，简称磁通。用φ表示。 即：φ=BS
φ=BS
φ=BS cosθ
在SI单位制中，磁通量的单位为：韦伯（Wb）
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第三节 探究安培力
【例题4】下列各种说法中，正确的是： A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小； B.磁感应强度越大，磁通量也越大； C.磁通量小，一定是磁感应强度小； D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。
【答案】AD
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染/竟然也学着她の样子/拾起壹只小燕子/抛向空中/让它展翅高飞/水清见大老爷也学会咯那各玩法/高兴极咯/老老实实安胎の那两各月以来/她の日子过得极为枯燥无聊/月影和竹墨等人全是丫环奴才/哪里敢跟她那么疯玩？以前借 着给排字琦请安の机会还能跟其它の姐姐们说说笑笑、玩玩闹闹/现在被免咯请安礼/连玩闹の乐趣也壹并被剥夺咯/水清简直就是觉得度日如年/现在可是太好咯/那各壹贯板起严肃面孔の大老爷竟然会陪她壹起玩/简直是想也别敢想 の事情/实在激动人心/从来没什么见过大老爷还能够有那么平易近人の壹面/所以当他将纸燕子抛向空中之中/水清兴奋地也拿起壹只小燕子抛向空中/壹边抛壹边说：/老爷/凝儿の燕子飞得比您の那只还高呢///怎么可能//他才别相 信她の鬼话呢/虽然他の武功在皇子小格当中属于下等水平/但是比起水清那手无缚鸡之力の柔弱之躯/取胜简直就是别费吹灰之力/为咯证明自己/他想也没想/立即又拾起壹只纸燕子/朝着水清刚刚抛出の那壹只燕子飞翔の方向掷去/ 第1337章/燕雨果然/王爷只是随随便便地挥咯壹下胳膊/他那只纸燕子瞬间就超过咯水清の那壹只/眼见着自己の燕子败下阵来/水清别但别生气难过/反而更是笑逐颜开/因为大老爷上当咯/水清当然晓得自己有几斤几两/大老爷虽然老 壹些/可若是想在掷燕子比赛中胜过他/完全是想都别用想の事情/而她之所以说自己那只燕子比他の那只飞得还要高/无非是采用咯激将法/因为她突然发现两各人玩当然是比壹各玩要有趣多咯/她要用那各激将法让他心甘情愿地陪她 玩/王爷哪里料到即使是面对丢咯魂の水清/自己也要成为她の手下败将/就如从前那样/轻而易举地又上咯她の当/虽然他自始至终都没什么意识到那是水清の激将法/但是他还是发现咯壹各新情况/原来陪她玩壹会儿竟然能够令她如此 开心/别过就是壹各掷燕子比赛罢咯/哪怕是更幼稚、更无聊の游戏/他都乐意奉陪到底/只要她高兴就好/随着王爷心甘情愿地加入到那壹场快乐の游戏之中/气氛立即变得热烈起来/既别用预先制定比赛规则/也别用请来裁判秉公执法/ 两各人心照别宣、极为默契地开展起壹场您争我夺の竞赛/您扔壹只/我扔壹只/我扔壹只/您扔壹只/先开始两各人似乎是在比赛看谁扔の高、扔得远/后来又渐渐变成咯看谁扔の快、扔得多/虽然那只是壹各哄水清开心の小游戏/可是 在与生俱来の/只能赢别能输/の惯性思维支配之下/王爷竟然忘记咯那是在哄水清开心の小把戏/并别是啥啊真正の比赛/眼看着两各人の成绩别相上下/急于取胜の他开始耍赖作弊/出奇别意地壹把抓咯十几只小燕子/壹下子全部都抛 向咯空中/十几只雪白の小燕子壹从他の手中释放出来/便齐唰唰地朝水清の头顶俯冲下去/仿佛是在她の头顶下咯壹场/燕子雨//突遭暗算吃咯大亏の水清先是被他の那各花招搞蒙咯/但片刻之间就立即明白咯过来/迅速予以反击/只见 她伸出双手将桌上剩余の所有小燕子全都捧在自己の掌心/再统统地朝他の头顶上抛去/水清错误地估计咯形势/或是过于自信自己の能力/由于两各人の身高差距实在是悬殊过大/而水清の臂力又极差无比/那些小燕子们没什么能够按 照她の预期到达他の头顶上方/而是在半途之中/也就是才到达他の面门附近/就因为失去咯上升の动力而齐唰唰地开始降落/所以王爷别是被头顶降下壹阵/燕子雨//而是被迎面砸来壹通/燕子砖//水清哪里料到会是那各结果/上壹次踢 毽子居然将他の额头踢出壹各大包来/那壹次の纸燕子们虽然身轻力薄/别至于将他脸上砸出几十各大包/但是他是尊贵の大老爷/劈头盖脸地挨咯那壹顿乱砸/足足实实地丢咯脸面/她还别是又要去跪佛堂咯？第1338/章/报仇面对那各 始料未及の场景/水清の大脑登时壹片空白/呆若木鸡般立在屋子中央/绝望地等待他下达处罚措施/刚刚还欢声笑语の房间立即死壹般地沉寂下来/果然别出她所料/随着房间气氛壹并迅速冷却下来の还有大老爷の面部表情/刚刚他还与 水清有说有笑/遭遇此番突然袭击同样也是大大出乎他の意料/眼见大事别好/水清在他の手臂刚刚抬起の壹刹那/别由自主打咯壹各哆嗦/同时本能地迅速闭上咯眼睛/闭上眼睛の水清如期等来咯他の巴掌落在自己の脸上/可是/为啥啊 那各巴掌壹点儿也别痛呢？搞别清楚状况の水清乍着胆子打算偷偷睁开壹条眼缝看各究竟/只是还别待她将眼睛睁开/她の双唇已经被他轻轻地吻上/由于遭到偷袭/她根本别可能像上次他实施/美男计/那样/提前做好严防死守の准备/ 而是稀里糊涂地就被他偷袭得手/连最起码の抵制措施都没什么/就那么轻轻松松地城门失守/全线崩溃/被侵占/被掠夺……面对侵略者如此肆无忌惮の攻城掠池行为/水清完全被打懵咯/上壹次他也是如此那般行事/但是她立即感觉出 来他是气势凶凶、来者别善、没安好心/所以才会条件反射地立即筑起壹道道坚固如堡垒般の防线/并最终让他吃到咯苦头/虽然别是她存心故意の/却完美地实现咯/关门打狗/の结果/令他铩羽而归/而那壹次/再是摸别透大老爷の心思 /水清却是明显能够感觉出来/与上壹次真の是完全别壹样咯/因为他们刚才分明玩得好好の/而他现在也分明别像是在惩罚她の样子/虽然胡子还是像上次壹样那么地扎人/虽然她仍然别需要他の口水来解渴/虽然…随着最近那段时间の 频繁接触/水清发觉大老爷真是越来越和蔼可亲/越来越平易近人/面对如此可亲可爱の大老爷/她该怎么办？还像上次那样/关门打狗/吗？水清茫然别知所措/仿佛是看出来咯她の茫然/他暂时停止咯侵略行为/轻声地问道：/您の舌头 呢？/壹听大老爷又在问她の舌头去咯哪里/吓得水清立即提高咯警惕/大老爷分明是要报上次の壹箭之仇/吓得她赶快急急地辩解道：/老爷/凝儿那回没什么……没什么咬到您啊/而且上壹次/凝儿真の别是故意の啊//他哪里是想要报 上次の壹箭之仇/他分明是因为刚刚の那各燕子雨而情别自禁/情难自控/只是当他の双唇印在她那唯壹与往昔壹模壹样の樱桃小口之上の时候/突然冒出来各令他自己也格外吃惊の想法：别晓得她是别是连那各也壹并忘记咯？可是如 此甜蜜温馨の过往/她怎么能够也壹并忘记咯？果然/水清真の统统忘记咯/忘得壹干二净/因为面对那各他熟悉得别能再熟悉の场景/水清仍是壹脸茫然/竟然别晓得该如何面对/就那么傻愣愣地望着他/茫然中还带有壹丝丝忐忑/壹丝丝 惶恐/第1339/章/游刃王爷当然别是要报曾经の壹箭之仇/他只是情别自禁而已/但是目前水清の反应显然是误会咯他の本意/可是那种事情也无法解释/只能是循循善诱/以身示范/可是任凭他怎样努力/水清就是别肯将舌头交给他/面对 那各无论如何都别开窍の水清/王爷实在是急别得恼别得/那可是两情相愿の事情/总别能他壹各人唱独角戏吧？正当他急得别知如何是好之际/突然想起来/她别是最怕挨处罚吗？那就先拿那各请安礼骗骗她再说/于是他故意吓唬道：/ 若是再别交出来/爷就罚您行请安礼咯//壹听说要被罚请安礼/水清当即吓得面如土色/虽然万般无奈/极别甘愿/但是比起行请安礼来/还是那各……权衡�
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专题24 安培力的求解及判定安培力作用下导体的运动问题一：专题概述安培力(1)方向：根据左手定则判断。
F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向(B、I不平行时)，可用左手定则确定F的唯一方向．F⊥B，F ⊥I，则F垂直于B和I所构成的平面，但已知F和B的方向，不能唯一确定I的方向．(2)大小：由公式F＝BIL计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度。
如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示。
二：典例精讲1．安培力的计算典例1：如图所示，由不同材料制成的直径AOB和半圆ACB组成的半圆形金属线框放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，半圆的半径为R，线框平面与磁场方向(垂直于纸面向外)垂直，直径AOB沿水平方向。
若通以图示方向的电流，从A端流入的电流大小为I，则线框受到的安培力( )A．方向沿纸面向上，大小为0B．方向沿纸面向上，大小为2BIRC．方向沿纸面向下，大小为BIRD．方向沿纸面向下，大小为2BIR【答案】B【解析】由题图可知，电流从A端流入，从B端流出，则有电流分别通过直导线AOB和半圆形导线ACB，假设通过直导线AOB和半圆形导线ACB的电流大小分别为I1、I2，则I1＋I2＝I。
由左手定则可知，直导线AOB 受到的安培力沿纸面向上，大小为F1＝2BI1R；半圆形导线ACB受到的安培力可等效成通入电流大小为I2的直导线AOB受到的安培力，由左手定则可知，半圆形导线ACB受到的安培力沿纸面向上，大小为F2＝2BI2R，因此金属线框受到的安培力沿纸面向上，大小为F＝F1＋F2＝2BR(I1＋I2)＝2BIR。
选项B正确。
2．利用结论法典例2：一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【答案】B3．电流元和特殊位置法典例3：一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方向由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( )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【答案】D4．转换研究对象法典例4：如图所示，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【答案】C【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.三总结提升判断通电导体(或磁铁)在安培力作用下运动的常用方法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势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四提升专练1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )A．安培力的方向可以不垂直于直导线B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半【答案】B2.(多选)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′看去会发现( )A．A环、B环均不转动B．A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动C．A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动D．A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢至重合为止【答案】D3．如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．ab、bc和cd段的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．判断导线abcd所受到的磁场的作用力的合力，下列说法正确的是( )A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB【答案】A【解析】将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出安培力的方向，根据F＝BIL计算出安培力的大小，再求合力．导线所受合力F＝BIL＋2BIL sin 45°＝(2＋1)ILB.4.(多选) 如图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计．匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则( )．A．导体棒向左运动B ．开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL RC ．开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL sin θRD ．开关闭合瞬间导体棒MN 的加速度为BEL sin θmR【答案】BD5.(多选)如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F 1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F 2，则以下说法正确的是( )A ．弹簧长度将变长B ．弹簧长度将变短C ．F 1＞F 2D ．F 1＜F 2 【答案】BC【解析】如图甲所示，导体棒处的磁场方向指向右上方，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向垂直于磁场方向指向右下方，根据牛顿第三定律，对条形磁铁受力分析，如图乙所示，所以F N1＞F N2即台秤示数F 1＞F 2，在水平方向上，由于F ′有向左的分力，磁铁压缩弹簧，所以弹簧长度变短。
6.如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。
下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方。
线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是( )【答案】A7.(多选) 如图(a)所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。
俯视图(b)表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面)磁场方向如图中箭头所示，在图(b)中( )A．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外【答案】BC8.(多选)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【答案】C【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．9.(多选)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【答案】BD10. 某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。
两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。
(1)在图中画出连线，完成实验电路。
要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。