安培力的计算及方向的判断
安培力的方向是怎样的呢？安培力的方向既跟磁场方向垂资料
荷兰物理学家，他 是电子论的创始人、相 对论中洛伦兹变换的建 立者，并因在原子物理 中的重要贡献（塞曼效 应）获得第二届（1902 年）诺贝尔物理学奖。 被爱因斯坦称为“我们 时代最伟大，最高尚的 人”。
二、洛伦兹力的方向
1．推理：左手定则判断安培力方向， 大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏 观表现为安培力，因此，可以用左 手定则判定洛伦兹力的方向．
（2）对于负电荷四指指向电流方向即指 向电荷运动的反方向．
例题 • 如图表示磁场B的方向、电荷运动v的方向和 磁场对运动电荷作用力f方向的相互关系，其 中B、v、f的方向两两相垂直，不正确的图 是 ( ) C
例题
• 画出图中带电粒子所受洛仑兹力的 方向或粒子运动方向．（请同学上 来画）
三、洛伦兹力的大小
自然界中美丽的极光
•电视机显像管
显象管的工作原理
3.5 磁场对运动电荷 的作用力(1）
• 磁场对通电导线有力的作用，电 流是由电荷的定向移动形成的 • 由此我们会想到：磁场对通电导 线的安培力可能是作用在大量运 动电荷上的力的宏观表现，也就 是说磁场对运动电荷可能有力的 作用.
一、磁场对运动电荷存在作用力
B．如果把＋ q 改为－ q，且速度反向大小不变， 则所受的洛伦兹力大小、方向均不变 （将＋q改为－q，且速度等值反向，这时形成的电流方向仍跟原来相同，由左手定
则和F=qvB可知，洛伦兹力不变．）
（带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力，不但与速度大小有关，还与速度的方向有关，当v与B 平行时，不管v、B、q多大，洛伦兹力总为零）
(3)这段导线内的自由电荷数
N nSL
(4)每个电荷所受的洛伦兹力
v
I v
F
F安 B(nqvS) L F洛 qvB N nSL
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。
专题1 安培力的大小及方向(解析版)
专题一安培力的大小及方向基本知识点1．安培力的大小(1)公式：F＝BIl sinθ其中θ为磁感应强度与通电导线之间的夹角．(2)说明：①当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感线垂直时，所受的安培力最大：F＝BIL．②当通电导线与磁感线平行时，所受安培力为零．③适用条件：只有在匀强磁场中，在通电导线与磁场方向垂直的情况下，F＝BIL才成立．在非匀强磁场中，一般说来是不适用的，但在通电导线很短的情况下，可近似地认为导线所处的地方是匀强磁场．注：(1)F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直．(2)若已知B、I方向，F方向惟一确定，但若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不惟一．2．当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．3．不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定则准确判断导线的受力情况或将要发生的运动，在实际操作过程中，往往采用以下几种方法：(1)电流元法：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，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向(2)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(3)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(如转过90°)，然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向(4)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(5)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题分析一、安培力的方向例1下列各图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确的是()(对应训练一)画出图中通电导体棒ab所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向)．(对应训练二)在赤道上空，水平放置一根通以由西向东方向的电流的直导线，则此导线()A．受到竖直向上的安培力B．受到竖直向下的安培力C．受到由南向北的安培力D．受到由西向东的安培力二、安培力大小公式的应用例2长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()(对应训练)如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小()A．F＝Bid B．F＝BId sin θ C．F＝BIdsin θD．F＝BId cos θ三、有效长度求安培力的大小例3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。
高中物理：安培力的计算
高中物理：安培力的计算
【知识点的认识】
1．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）安培力方向的特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面．
2．安培力的大小
（1）当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝BILsinθ；
（2）当磁场和电流垂直时，安培力最大，为F＝BIL；
（3）当磁场和电流平行时，安培力等于零．
【命题方向】
常考题型：安培力的计算
如图，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B．当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为（）
A．0B．0.5BIl C．BIl D．2BIl
【分析】由安培力公式F＝BIL进行计算，注意式中的L应为等效长度．
解：导线在磁场内有效长度为2lsin30°＝l，故该V形通电导线受到安培力大小为F＝BI2lsin30°＝BIL，选项C正确．
故选C．
【点评】本题考查安培力的计算，熟记公式，但要理解等效长度的意义．
【解题方法点拨】。
安培力的计算公式
安培力的计算公式
安培力公式：f=ilbsinα，其中α为(i、b)，是电流方向与磁场方向间的夹角。
电流为i、长为l的直导线。
安培力的方向由左手定则判定。
对于任意形状的电流受非匀强磁场的作用力，可把电流分解为许多段电流元iδl，每段电流元处的磁场b可看成匀强磁场，受的安培力为δf=iδl·bsinα。
应该注意，当电流方向与磁场方向相同或相反时，即α=0或π时，电流不受磁场力作用。
当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大为f=bil。
b是磁感应强度，i 是电流强度，l是导线垂直于磁感线的长度。
安培力的实质，构成电流的定向移动的电荷所受到洛伦兹力的合力。
磁场对运动电荷有力的促进作用，这从实验中获得的结论。
同样，当电荷的运动方向与磁场平行时不受到洛伦兹力促进作用，也从实验观测中获知。
当电流方向与磁场平行时，电荷的定向移动方向也与磁场方向平行，所受洛伦兹力为零，其合力安培力也为零。
洛伦兹力不作功是因为力的方向与粒子的运动方向横向，根据功的公式w=fscosθ，θ=90°时，w=0。
而安培力就是与导线中的电流方向横向，与导线的运动方向并不一定横向，通常碰到的情况大多就是在同一直线上的，所以安培力作功不为零。
安培力
【例6】(2012· 天津卷，2)如图所示，金属棒MN两端由等长的 轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由 M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改 变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )． A．棒中的电流变大，θ角变大 B．两悬线等长变短，θ角变小 C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变小
【凤凰台141页，第5题】如图所示，通电直 导线ab位于两平行导线横截面MN的连线的中 垂线上，当平行导线通以同向等值电流时，以 下说法中正确的是（ ） A．ab顺时针旋转B．a端向外，b端向里旋转 C．ab逆时针旋转D．a端向里，b端向外旋转
当电流周围有两个磁场，则它所受安培力应为：
两个安培力的矢量和
三力平衡——合成法 四个或四个以上的力平衡——正 交分解
若为动力学问题： 正交分解（把加速度放一 条轴上）
下图所示的天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一 个矩形线圈，宽为l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场 方向垂直纸面。当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平左、右 两边加上质量各为m１、m２的砝码，天平平衡。当电流反向(大 小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由 此可知( )
记住一个很重要的结论： 同向电流相吸，反向电流相斥
【活学活用3】如图所示，给一根松弛的导体线圈中通 上电流，线圈将会( ) A、纵向收缩，径向膨胀 B、纵向伸长，径向膨胀 C、纵向伸长，径向收缩 D、纵向收缩，径向收缩
【活学活用1】在等边三角形的三个顶点a、b、c处， 各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等 的恒定电流，方向如图。过c点的导线所受安培力的方 向( ) A.与ab边平行，竖直向上 B.与ab边平行，竖直向下 C.与ab边垂直，指向左边 D.与ab边垂直，指向右边
通电导线所受安培力方向的判断
通电导线所受安培力方向的判断一、安培力的概念和作用1. 什么是安培力安培力是指通电导线在磁场中所受到的力。
当导线通电时，电流会形成磁场，而这个磁场会产生一个力，作用在导线上。
这个力就是安培力。
2. 安培力的作用安培力的存在导致了一些重要现象和应用，例如电机运动、电磁感应、电磁波传播等。
了解安培力的方向可以帮助我们理解这些现象和应用的原理。
二、安培力的方向判断1. 安培力方向的确定根据安培左手定则，我们可以确定安培力的方向。
这个定则有三个基本指示：1.以左手握住导线，让四个手指的方向与电流的方向相同（电流的正方向定义为正电荷移动的方向）。
2.将大拇指与其他四个手指的方向相垂直，大拇指所指的方向即为安培力的方向。
3.在判断方向时，可以通过将导线视为弯曲成右手螺旋形状，然后用左手握住右手螺旋，从而确定安培力的方向。
2. 安培力方向的具体情况根据导线和磁场的相对情况，可以进一步判断安培力的具体方向：1.导线与磁场平行时，安培力为零。
2.导线与磁场垂直时，安培力的方向垂直于导线和磁场的平面，满足右手定则。
3.导线与磁场夹角为其他角度时，可以通过将导线分解为平行于磁场和垂直于磁场的两个分量，分别判断安培力的方向，并根据矢量叠加原理求得合力的方向。
3. 安培力方向的应用举例安培力的方向判断对于理解以下几个现象和应用是非常重要的：1.电机运动：在电机中，通电线圈受到的安培力导致线圈产生转动。
通过判断安培力的方向，可以确定电机的运动方向。
2.电磁感应：当磁场的变化穿过导线时，导线会受到安培力的作用，从而产生感应电流。
判断安培力方向可以帮助我们理解感应电流的流向。
3.电磁波传播：电磁波是由变化的电场和磁场相互作用而产生的，通过判断电场和磁场的方向，可以确定电磁波传播的方向。
三、总结通过对安培力方向的判断，我们可以理解安培力对于电流、磁场和导线之间相互作用的影响。
安培力的方向判断可以帮助我们解释和理解一些重要的现象和应用，例如电机运动、电磁感应和电磁波传播等。
安培力的计算及方向的判断汇总
安培力的计算及方向的判断汇总安培力（Amperian force）是指电流元周围的磁场对电流元产生的力。
在电磁学中，安培力是非常重要的概念之一，它描述了电流与磁场之间的相互作用。
本文将对安培力的计算方法及方向判断进行详细汇总。
首先，我们需要了解安培力的计算公式。
安培力的大小与电流元的大小、电流元所在位置的磁场强度以及电流元与磁场之间的夹角有关。
根据安培定律，安培力的大小可以通过以下公式计算：F = I * L * B * sinθ其中，F表示安培力的大小，I表示电流元的大小，L表示电流元的长度，B表示磁场强度，θ表示电流元与磁场之间的夹角。
接下来，我们来讨论安培力的方向判断。
根据右手定则，我们可以得出安培力的方向与电流元、磁场以及空间位置之间的关系。
首先，将右手的四指从电流元的方向指向磁场的方向，并使四指开始旋转，那么大拇指所指的方向即为安培力的方向。
具体来说，当电流元为直导线时，其安培力的方向垂直于电流元和磁场方向的平面。
当电流元为圆环形状时，其安培力的方向始终指向圆环的中心。
另外，如果在空间中存在多个电流元，则安培力的大小等于各个电流元所产生的安培力的矢量和。
需要注意的是，虽然安培力的计算方法和方向判断很重要，但在实际问题中我们通常会利用安培力的性质来进行分析和计算。
安培力的性质包括：1.安培力对电流元的大小与电流元、磁场强度和两者之间的夹角有关。
当电流元与磁场平行时，安培力最小；当电流元与磁场垂直时，安培力最大。
2.安培力对电流方向的判断可以通过左手定则得到。
将左手的四指从电流方向指向磁场方向，并使四指开始旋转，那么大拇指所指的方向即为安培力的方向。
3.安培力对电流元的方向具有左右对称性，即当电流元和磁场颠倒后，安培力的方向也会颠倒。
综上所述，安培力的计算及方向的判断是电磁学中非常重要的概念。
通过掌握安培力的计算公式和方向判断原则，可以更好地理解和应用电流与磁场之间的相互作用。
在解决实际问题时，我们可以根据安培力的性质进行分析和计算，以获得更准确的结果。
安培力公式及条件
安培力公式及条件
安培力（Ampere's force）是通电导线在磁场中受到的作用力，由法国物理学家A·安培首先通过实验确定。
安培力的大小可以用以下的公式表示：
f = BILsinα
其中，f表示安培力的大小，B表示磁感应强度，I表示电流强度，L表示导线长度，α表示导线中的电流方向与B方向之间的夹角。
安培力的方向与B、I 所确定的平面垂直，具体方向可以由左手定则确定。
左手定则的内容是：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。
该公式一般适用于匀强磁场中电流方向与磁场方向垂直的情况。
对于非匀强磁场，该公式只是近似适用。
对于某些特殊情况，如两根电流方向相同的平行导线，它们之间的安培力会相互吸引；而两根电流方向相反的平行导线，它们之间的安培力则会相互排斥。
此外，根据力的相互作用原理，如果是磁体对通电导体有力的作用，则通电导体对磁体也会有反作用力。
两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律。
以上内容仅供参考，如需更详细和准确的信息，建议查阅物理学专业书籍或咨询物理学专业人士。
安培力大小计算与方向的判断
安培力大小计算与方向的判断
安培力是指在导体中由电流所产生的磁场力。
这种力的大小与方向可以通过安培力定律来计算和判断。
安培力定律指出，在直流电路中，两个相互平行的导体之间的安培力与电流的大小、导体之间的距离和两个导体之间的夹角有关。
首先，我们需要了解安培力定律的公式表达：
F = BILsinθ
在这个公式中，F表示安培力的大小，B表示磁场强度，I表示电流的大小，L表示导体的长度，θ表示两个导体之间的夹角。
根据这个公式，我们可以得出以下结论：
1.安培力与电流的大小成正比：安培力的大小与电流的大小成正比，即电流越大，安培力也越大。
2.安培力与导体之间的距离成正比：安培力的大小与导体之间的距离成正比，即导体之间的距离越小，安培力也越大。
3. 安培力与导体之间的夹角sinθ成正比：安培力的大小与两个导体之间的夹角sinθ成正比，即夹角越大，安培力也越大。
根据这些规律，我们可以进行具体的计算和方向的判断。
1.计算安培力的大小：
首先，我们需要知道磁场强度B、电流大小I、导体长度L和夹角θ的具体数值。
然后，将这些数值代入安培力定律的公式中，即可计算出安培力的大小。
2.判断安培力的方向：。
第13讲 安培力
第13讲安培力一、安培力1、安培力方向的判定：⑴用左手定则。
⑵用“同性相斥，异性相吸”说明：只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时。
⑶用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。
可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）。
（4）只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。
【例1】一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是( )A．磁铁对桌面的压力减小B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁受到向右的摩擦力D．磁铁受到向左的摩擦力练1：条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会＿＿＿（增大、减小还是不变？）。
水平面对磁铁的摩擦力大小为＿＿＿。
【例2】如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是（）A.增大电流IB.增加直导线的长度C.使导线在纸面内顺时针转30°D.使导线在纸面内逆时针转60°练1：一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是( )A．如果B＝2 T，F一定是1 NB．如果F＝0，B也一定为零C．如果B＝4 T，F有可能是1 ND．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行练2：首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培．如图:所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度，可能的操作是( )A．把磁铁的N极和S极换过来B．减小通过导体棒的电流强度IC．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条D．更换磁性较小的磁铁【例3】如图，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（）A.F2B.F1－F2C.F＋F练1：如图所示，两根无限长的平行导线a 和b 水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且I a >I b .当加一个垂直于a 、b 所在平面的匀强磁场B 时；导线a 恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B 以前相比较( ) A ．b 也恰好不再受安培力的作用B ．b 受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上C ．b 受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下D ．b 受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下【例4】如图，abcd 四边形闭合线框，a 、b 、c 三点坐标分别为(0，L,0)，(L ，L,0)，(L,0,0)，整个空间处于沿y 轴正方向的匀强磁场中，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，下列叙述中正确的是( ) A ．ab 边与bc 边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 边受到的安培力大小相等D ．ad 边不受安培力作用 【例5】如图所示，有两根长为L 、质量为m 的细导体棒a 、b ，a 被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b 被水平固定在与a 在同一水平面的另一位置，且a 、b 平行，它们之间的距离为x .当两细棒中均通以电流强度为I 的同向电流时，a 恰能在斜面上保持静止，则b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是( ) A ．方向向上B ．大小为2mg2LIC ．要使a 仍能保持静止，而减小b 在a 处的磁感应强度，可使b 上移D ．若使b 下移，a 将不能保持静止练1：磁场中某区域的磁感线如图所示．则（ ）A 、a 、b 两处磁感强度大小不等，B a ＜B b B 、a 、b 两处磁感强度大小不等，B a ＞B bC 、同一小段通电导线放在a 处时受力一定比b 处时大D 、同一小段通电导线放在a 处时受力可能比b 处时小3．安培力作用下物体运动方向的判断(1)电流元法：即把整段电流等效成多段直线电流元用左手定则判断出每小段电流元所受安培力方向再判断合力的方向，然后再确定运动方向．(2)等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可以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．(3)利用结论法：a 、当两电流平行时，无转动趋势；同向电流相互吸引；反向电流相互排斥；b 、两电流不平行时，有转动到相互平行、电流方向相同的趋势．【例6】把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，它的下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它组成如图的电路，当电键S 接通后，将看到的现象是（ ）A 、弹簧向上收缩B 、弹簧被拉长C 、弹簧上下跳动D 、弹簧仍静止不动【例7】如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a 、b 和c ，各导线中的电流大小相同，其中a 、c 导线中的电流方向垂直纸面向外，b 导线电流方向垂直纸面向内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是( )A ．导线a 所受合力方向水平向右B ．导线c 所受合力方向水平向右【例8】如图所示，两根间距为d 的平行光滑金属导轨间接有电源E ，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.金属杆ab 垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好．整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab 刚好处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是( )A ．增大磁感应强度B B ．调节滑动变阻器使电流减小C ．增大导轨平面与水平面间的夹角θD ．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变【例9】如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN ，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M 指向N ，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t ＝0时导线恰好静止，若B 按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是( )A ．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B ．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C ．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D ．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小2、安培力大小的计算： F =BLI sin α（α为B 、L 间的夹角，L 有效长度）。
高中物理磁场中的安培力与电流方向
高中物理磁场中的安培力与电流方向在高中物理的学习中，磁场中的安培力与电流方向是一个至关重要的知识点。
理解这两者之间的关系，对于解决电磁学相关的问题具有重要意义。
我们首先来了解一下什么是安培力。
安培力是指通电导线在磁场中所受到的力。
当电流通过导线时，如果导线处于磁场中，就会受到一种力的作用，这就是安培力。
那么，安培力的大小和方向是由哪些因素决定的呢？安培力的大小与电流的大小、导线在磁场中的长度、磁感应强度以及电流与磁场方向的夹角有关。
其计算公式为：＄F ＝ BIL\sin\theta$，其中$F$表示安培力，＄B$表示磁感应强度，＄I$表示电流，＄L$表示导线在磁场中的有效长度，＄＼theta$则是电流方向与磁场方向的夹角。
接下来，重点探讨一下安培力的方向。
安培力的方向可以用左手定则来判断。
伸出左手，让磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是安培力的方向。
为了更深入地理解安培力的方向与电流方向的关系，我们来看几个具体的例子。
假设一根水平放置的直导线，电流从左向右流动，而磁场方向是竖直向下的。
根据左手定则，此时安培力的方向应该是向前。
再比如，一根竖直放置的导线，电流从上往下流动，磁场方向是水平向右的，那么安培力的方向就是向下。
在实际的应用中，安培力与电流方向的关系有着广泛的用途。
比如在电动机中，通过导线中的电流在磁场中受到安培力的作用，从而使电动机的转子转动起来，实现电能向机械能的转化。
了解了安培力和电流方向的基本概念以及判断方法后，我们来思考一下如何在解题中运用这些知识。
在解决涉及安培力的问题时，首先要明确磁场的方向、电流的方向以及导线的长度等相关信息。
然后，根据左手定则准确判断出安培力的方向。
在计算安培力的大小时，要注意正确运用公式，特别要注意夹角的处理。
在一些复杂的问题中，可能会涉及到多个导线或者磁场的叠加。
这时候就需要我们仔细分析每根导线所受的安培力，再根据物体的受力平衡或者运动状态来求解问题。
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 编稿教师 汝发 一校 雪 二校 黄楠 审核 王红仙一、考点突破： 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.掌握左手定那么并能熟练判断安培力的方向；3.用左手定那么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，是电磁学局部的重要容，考察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：应用左手定那么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〔左手定那么〕。
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，只保存B 的垂直分量即可；〔2〕当导线不规那么时，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〕用左手定那么判定：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，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〔安培定那么〕，然后利用左手定那么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.在应用左手定那么判定安培力方向时，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。
三、判定安培力作用下导体运动情况的常用方法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。
安培力的方向判断方法有哪些
安培力的方向判断方法有哪些
安培力是通电导线在磁场中受到的作用力，那幺，安培力的方向怎幺判断呢？下面小编整理了一些相关信息，供大家参考！
1安培力的方向怎幺判断导体中有电流，就是电子们在运动，运动电荷在磁场中会受到洛仑兹力，大量电子洛仑兹力的宏观表现就是安培力。
安培力是电流在磁场中受到的磁场的作用力，如果导体长度L，通过的电流I，垂直于磁场，磁感应强度为B，安培力的大小为F=BIL。
安培力的方向用左手定则判断：伸出左手，四指指向电流方向，让磁力线穿过手心，大拇指的方向就是安培力的方向。
1安培力怎幺分析磁场对电流的作用力通常称为安培力，为纪念法国物理学家安培研究磁场对电流的作用力的杰出的贡献。
通电导线在磁场中受到的作用力。
电流为I、长为L的直导线。
在匀强磁场B中受到的安培力大小为：
F=ILBsinα，其中α为(I,B)，是电流方向与磁场方向间的夹角。
安培力的方向由左手定则判定。
对于任意形状的电流受非匀强磁场的作用力，可把电流分解为许多段电流元IΔL，每段电流元处的磁场B可看成匀强磁场，受的安培力为ΔF=IΔL·Bsinα，把这许多安培力矢量相加就是整个电流受的力。
应该注意，当电流方向与磁场方向相同或相反时，即α=0或π时，电流不受磁场力作用。
当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大为
F=BIL。
B是磁感应强度，I是电流强度，L是导线垂直于磁感线的长度。
安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。
磁场对。
安培力的方向
I
N S
I I
现象:
通电后导体偏离原来位置，且偏离距离较大．
演示实验二(直导体与磁力线方向成45º 角):
I
N S
II
现象:
通电后导体偏离原来位置，但偏离距离较小．
演示实验三 ( 直导体与磁力线方向平行 ) :
I
N S
I
现象：通电后导体不偏离原来位置.
பைடு நூலகம்
初步结论：
以上三个演示实验的实验现象说明：磁场跟通电导线垂 直时，安培力最大，其值大小为BIl；磁场跟通电导线平行时,
I I
演示实验三：
在演示实验一的基础上，保持电流的方向不变，对调磁
极的位置（方向）：
I
演示实验四：
在演示实验一的基础上，同时改变电流的方向和对调 磁极的位置（方向）：
I
I
由上面四个演示实验可以知道: 电流所受安培力的方向 总是跟磁场方向,电流方向都垂直, 即安培力的方向总是垂 直于磁力线和通电导线所在的平面。
F B = IL
因此,知道了某处的磁感应强度B,就可以求出放在
该处于磁场方向垂直的,长L(米) 的,电流是 I (安) 的通
电导线所受的力F (牛),即:
F = BIL ★定义:通电导线在磁场中受到的力叫安培力.
二、安培力的大小: (观察以下三个演示实验) 演示实验一 ( 直导体与磁力线方向垂直 ) :
1. 通电导体在磁场中受到力的作用。 2.通电导体在磁场中受力的方向跟电流方向和磁场的磁感 线方向有关。这个力的方向既与电流方向垂直，又与磁力 线方向垂直。
左手定则
伸开左手，四指并拢，拇指 与四指垂直，并且在同一平面里， 让磁感线垂直穿过手心，使四指
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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一、考点突破：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。
三、判定安培力作用下导体运动情况的常用方法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。
结论法同向电流互相吸引，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。
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。
四、安培力作用下导体的平衡与加速1. 安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相同，只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析图。
2. 安培力作用下导体的加速问题与动力学问题分析方法相同，关键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度。
例题1 如图所示，把一重力不计的通电直导线AB放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线中通有如图所示方向的电流I时，从上向下看，关于导线AB的运动情况下列说法正确的是（）A. 顺时针转动，同时下降B. 顺时针转动，同时上升C. 逆时针转动，同时下降D. 逆时针转动，同时上升思路分析：（1）根据如图甲所示的导线所处的特殊位置判断其运动情况，将导线AB 从N、S极的中间O分成两段，由左手定则可得AO段所受安培力的方向垂直于纸面向外，BO段所受安培力的方向垂直于纸面向里，可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动。
（2）根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况，如图乙所示，导线AB此时所受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。
（3）由上述两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述特殊位置时，所受安培力使其逆时针转动同时还向下运动，所以可确定C 正确。
答案：C例题2 如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O 点为圆弧的圆心，两金属轨道之间的宽度为0.5 m ，匀强磁场方向如图，大小为0.5 T ，质量为0.05 kg 、长为0.5 m 的金属细杆置于金属轨道上的M 点，当在金属细杆内通以电流强度为2 A 的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动，已知N 、P 为导轨上的两点，ON 竖直、OP 水平，且MN ＝OP ＝1 m ，g 取10 m/s 2，则 （ ）A. 金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s 2B. 金属细杆运动到P 点时的速度大小为5 m/sC. 金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小为10 m/s 2D. 金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小均为0.75 N思路分析：金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小F 安＝BIL ＝0.5×2×0.5 N ＝0.5 N ，金属细杆开始运动时的加速度大小为a ＝mF 安＝10 m/s 2，选项A 错误；对金属细杆从M 点到P 点的运动过程，安培力做功W 安＝F 安·（MN ＋OP ）＝1 J ，重力做功W G ＝－mg ·ON ＝－0.5 J ，由动能定理得W 安＋W G ＝21mv 2，解得金属细杆运动到P 点时的速度大小为v ＝20 m/s ，选项B 错误；金属细杆运动到P 点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方向的加速度，水平方向的向心加速度大小为a ′＝rv 2＝20 m/s 2，选项C错误；在P 点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F ，水平向右的安培力F 安，由牛顿第二定律得F －F 安＝rmv 2，解得F ＝1.5 N ，每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N ，由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小均为0.75 N ，选项D 正确。
答案：D【方法提炼】求解通电导体在磁场中的力学问题的方法（1）选定研究对象；（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。
满分训练：如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l ，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源，将一根质量为m 的直导体棒ab 放在两轨道上，且与两轨道垂直，已知通过导体棒的恒定电流大小为I ，方向由a 到b ，图乙为图甲沿a →b 方向观察的平面图，若重力加速度为g ，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。
（1）请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图； （2）求出磁场对导体棒的安培力的大小；（3）如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B 的最小值大小和方向。
思路分析：（1）如图所示（2）根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小 F 安＝mg tan α（3）要使磁感应强度最小，则要求安培力最小，根据受力情况可知，最小安培力 F 安min ＝mg sin α，方向平行于轨道斜向上 所以最小磁感应强度B min ＝Ilmg IlF αsin min =安 根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上。
答案：（1）见思路分析图（2）mg tan α （3）B min ＝Ilmg IlF αsin min =安，方向为垂直轨道平面斜向上（答题时间：30分钟）1. 如图所示，条形磁铁放在桌面上，一条通电的直导线由S 极的上端平移到N 极的上端，在此过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图，则这个过程中磁铁的受力情况为（ ）A. 支持力先大于重力后小于重力B. 支持力始终大于重力C. 摩擦力的方向由向右变为向左D. 摩擦力的方向保持不变2. 用相同金属材料制成的两根粗细均匀的电阻丝，质量分别为m 1、m 2，横截面积分别为S 1、S 2。
若给电阻丝两端加相同的电压，垂直于磁场方向放入同一匀强磁场中，两电阻丝所受的安培力F 1、F 2的大小关系为（ ）A. 若,S S ,m m 2121=>则 21F F >B. 若2121,S S m m =<，则21F F =C. 若2121,S S m m >=，则21F F =D. 若2121,S S m m <=，则21F F <3. 如图所示，某空间内存在着与圆台母线垂直向外的磁场，各处的磁感应强度大小均为B ，圆台母线与竖直方向的夹角为θ。
一个质量为m 、半径为r 的匀质金属圆环位于圆台底部。
圆环中维持恒定的电流I ，圆环由静止向上运动，经过时间t 后撤去该恒定电流并保持圆环闭合，圆环上升的最大高度为H 。
已知重力加速度为g ，磁场的范围足够大。
在圆环向上运动的过程中，下列说法正确的是（ ）A. 在最初t 时间内安培力对圆环做的功为mgHB. 圆环运动的最大速度为2cos BIrt gt mπθ-C. 圆环先做匀加速运动后做匀减速运动D. 圆环先有扩张后有收缩的趋势4. 如图所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN ，电流I 方向从M 到N ，绳子的拉力均为F ，为使F=0，可以使用的方法是（ ）A. 加水平向右的磁场B. 加水平向左的磁场C. 加垂直纸面向外的磁场D. 加垂直纸面向里的磁场5. 如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的直导体棒，在导体棒中的电流I 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是（ ）A. IL mg B αsin =，方向垂直斜面向上 B. IL mg B αtan =，方向竖直向上C. IL mg B αsin =，方向垂直斜面向下D.ILmg B αtan =，方向竖直向下6. 如图所示，一根长度为L 的直导体棒中通以大小为I 的电流，静止放在导轨上，垂直于导体棒的匀强磁场的磁感应强度为B ，B 的方向与竖直方向成θ角。
下列说法中正确的是（ ）A. 导体棒受到磁场力大小为BLIsinθB. 导体棒对轨道压力大小为θsin BIL mg -C. 导体棒受到导轨摩擦力为(sin )mg BIL μθ-D. 导体棒受到导轨摩擦力为BLIcosθ7. 如图，一长为10cm 的金属棒ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T ，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V 的电池相连，电路总电阻为2Ω。
已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm ；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm ，重力加速度大小取10m/s 2。