安培力作用下物体受力和运动情况的判断
安培力作用下导体运动方向的判定
答案：A
解析显隐
弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P.
当P中通以方向向外的电流时( )
A．导线框将向左摆动 导线框各边受力
B．导线框向右摆动
情况怎样？
C．从上往下看，导线框将顺时针转动
D．从上往下看，导线框将逆时针转动
解析 当直导线P中通以方向向外的电流时,由安培定则可判断出
长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向,磁感线是以P为圆心的同
解析 (1)若直导线P中通以方向向导里线的框电流各时边，受由安培定则可判断出
长直导线P产生的磁场方向为顺时针力方情向况，怎由样左？手定则可判断出直导线
ab所受的安培力方向垂直纸面向里，cd所受的安培力方向垂直纸面向
外，从上往下看，导线框将顺时针转动。
(2)大半圆弧的有效长度与小半圆弧及直导线ab、cd的总有效长度相同
安培力作用下导体运动方向的判定
判定安培力作用下导体运动情况的常用方法
电流元法
每段电流元所受安培力方向―→ 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
环形电流小磁针条形磁铁 通电螺线管 多个环形电流
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
安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I.
【变式训练】如图示,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
高考研究 - 安培力作用下导体的平衡、运动和功能问题
0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，定滑轮摩擦不计，线对
ab 的拉力为水平方向，重力加速度 g＝10 m/s2，ab 处于静止状
态。已知 sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求：
(1)通过 ab 的电流大小和方向； (2)ab 受到的安培力大小； (3)重物重力 G 的取值范围。 [解析] (1)I＝R＋ER0＋r＝2 A 方向为 a 到 b。 (2)F＝BIL＝5 N。 (3)受力如图所示，fm＝μ(mg－Fcos 53°)＝3.5 N。 当最大静摩擦力方向向右时 FT＝Fsin 53°－fm＝0.5 N 当最大静摩擦力方向向左时 FT＝Fsin 53°＋fm＝7.5 N 所以 0.5 N≤G≤7.5 N。 [答案] (1)2 A a 到 b (2)5 N (3)0.5 N≤G≤7.5 N
④
式中，E 是电池的电动势，R 是电路总电阻。
联立①②③④式，并代入题给数据得
m＝0.01 kg。
⑤
答案：安培力的方向竖直向下，金属棒的质量为 0.01 kg
[例 2] (多选)(2014·浙江高考)如图 3 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 Im，图甲中 I 所示方向为电流正方向。则金属棒( )
方 法 突 破
力，需特别注意其方向，F⊥B且F⊥I。 1．安培力作用下物体的平衡问题，解题步骤一般是： (1)先进行受力分析，画出受力示意图。 (2)根据共点力平衡的条件列出平衡方程进行求解。其中重要的是 在受力分析过程中不要漏掉了安培力。
2．安培力作用下的加速问题与动力学问题一样，关键是做好受力
安培力作用下物体运动方向的判断
安培力作用下物体运动方向的判断
创新微课
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 题眼①
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 题眼②
动情况是(从上往下看)
√A.顺时针方向转动，同时下降
F
B.顺时针方向转动，同时上升 F
C.逆时针方向转动，同时下降 D.逆时针方向转动，同时上升
创新微课 现在开始
安培力作用下物体 运动方向的判断
安培力作用下物体运动方向的判断
判断导体运动趋势常用方法
பைடு நூலகம்
创新微课
分割为电流元 左手定则 安培力方向―→ 整段导体 电流元法
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
环形电流等效小磁针 条形磁铁等效通电螺线管等效多个环形电流
安培力作用下物体运动方向的判断
创新微课
同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线 结论法
电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势
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 转换研究 题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛 对象法 顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定
安培力作用下物体运动方向的判断
小结
安培力作用下导体运动方向的判断方法
分析方法
应用技巧
电流元分析法 特殊位置法 等效分析法
电流元受力
整段受力
运动方向
特殊位置
一般位置
运动方向
转换对象法 利用结论法
电流与电流之间、电流与磁体符合牛顿第三定律 同相吸，反相斥；不平行，转相同
专题1：安培力作用下导体的运动方向的判断
通电螺线管的运动分析
要点一
总结词
通电螺线管在安培力作用下会产生平动或转动运动，其运 动方向取决于电流方向和磁场方向。
要点二
详细描述
通电螺线管在磁场中的运动方向可以通过安培力的方向来 判断。当螺线管中的电流方向与磁场方向平行时，安培力 为零，螺线管不会产生平动或转动。当电流方向与磁场方 向不平行时，根据左手定则可以判断安培力的方向，进而 确定螺线管的运动方向。通电螺线管可能沿磁场方向平动 ，或以轴线为中心转动。
通过实验观察导体在安培力作用下的运动情况，验证安培力作用下导体运动方向的 规律。
实验步骤与结果分析
将导线一端固定在 磁铁上，另一端连 接到电源和测速仪 上。
使用测速仪记录导 线的运动速度，观 察安培力作用下导 体的运动情况。
准备实验器材：导 线、电源、磁铁、 测速仪等。
调整磁铁位置和磁 场强度，使导线在 磁场中以不同速度 运动。
洛伦兹力与安培力的关系
总结词
洛伦兹力是安培力的微观解释
详细描述
洛伦兹力是安培力的微观解释，即安培力是大量带电粒子所受洛伦兹力的宏观表现。安培力是矢量， 洛伦兹力是标量。洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向，不改变粒子的速度大小；安培力既改变导线 的运动方向，也改变导线运动的速率。
03
CATALOGUE
详细描述
导体材料的导电性能越好，电阻越小，电流越大，从而安培 力越大。因此，导体材料对安培力的影响是间接的，主要通 过影响电流大小来实现。在判断导体运动方向时，我们通常 忽略导体材料对安培力的影响。
THANKS
感谢观看
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CATALOGUE
安培力作用下导体运动方向的实验验证
实验目的
专题 2020秋河南高二物理人教版 安培力作用下物体运动方向的判定(含答案)
安培力作用下物体运动方向的判定【基本方法】一.电流元分析法方法简述：把通电导线和线圈等效为很多段直线电流元，画出某一电流元周围的磁场，用左手定则判断出该电流元受到的安培力方向，从而确定导线和线圈的运动情况。
使用场景：通电直导线各部分所处的磁场的方向相同/通电线圈平面与磁场垂直时二.等效分析法方法简述：环形电流可等效为条形磁铁（或小磁针），条形磁铁可等效为通电线圈，通电线圈可等效为很多环形电流来分析三.推论分析法【巩固练习】1．[2018•海南]如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，通有电流 I 的金属细杆水平静止在斜面上。
若电流变为0.5I ，磁感应强度大小变为3B ，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将 ()A．沿斜面加速上滑B．沿斜面加速下滑C．沿斜面匀速上滑D．仍静止在斜面上2．[2019•新课标Ⅰ]如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点 M 、 N 与直流电源两端相接。
已知导体棒 MN 受到的安培力大小为 F ，则线框 LMN 受到的安培力的大小为()A．2F B．1.5F C．0.5F D．03．[2015•浙江]如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的装置图。
实验时，先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。
对该实验，下列说法正确的是 ()A．当导线中的电流反向时，导线受到的安培力方向不变B．保持电流不变，接通“1、4”时导线受到的安培力是接通“2、3”时的 3 倍C．保持电流不变，接通“1、4”时导线受到的安培力是接通“2、3”时的 2 倍D．接通“1、4”，当电流增加为原来的 2 倍时，通电导线受到的安培力减半4．[2015•江苏]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 ()5．[2014•上海]如图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的矩形刚性导线框abcd可绕过ad边的固定轴 OO'转动，磁场方向与线框平面垂直。
高中物理选择性必修二 第一章专题强化1 安培力作用下导体的运动和平衡问题
mg C. Il sin
θ，平行悬线向下
√mg
D. Il sin
θ，平行悬线向上
图6
解析 画出题中装置从右向左看的侧视图，棒的受力分 析如图所示. 要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的 安培力最小. 由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，
由画出的力的三角形可知，安培力的最小值为Fmin＝mgsin θ，
第一章 磁 场
专题强化1 安培力作用下导体的运动 和平衡问题
【学习目标】
1.会用左手定则判断安培力的方向和导体的运动方向. 2.会分析在安培力作用下的平衡问题. 3.会结合牛顿第二定律求导体的瞬时加速度.
【内容索引】
探究重点 提升素养
随堂演练 逐点落实
专题 强化练
探究重点 提升素养
TANJIUZHONGDIAN TISHENGSUYANG
1234
2.(安培力作用下导体的平衡)(多选)如图9所示，将一倾斜的平行金属导 轨固定在地面上，导轨的顶端接一电源和一滑动变阻器，在垂直导轨平 面向下的方向上加一匀强磁场，在倾斜导轨上放一导体棒，导体棒与导 轨垂直且接触良好并处于静止状态.现调节滑动变阻器使其接入电路的阻 值减小，而整个过程中导体棒始终静止在导轨上，则
即IlBmin＝mgsin
θ，得Bmin＝
mg Il
sin
θ，
方向应平行于悬线向上，故选D.
三、安培力作用下导体的加速问题 1.解决在安培力作用下物体的加速运动问题，首先对研究对象进行受力 分析，注意不要漏掉安培力，然后根据牛顿第二定律列方程求解. 2.选定观察角度画好平面图，标出电流方向和磁场方向，然后利用左手 定则判断安培力的方向.
图5
解析 杆ab中的电流方向为从a到b，所受安培力的方向平行于导轨向上. 当电流较大时，杆有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下；当静摩擦力 达到最大时，磁场力为最大值F1，此时通过ab的电流最大为Imax；同理， 当电流最小时，应该是杆受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为F2， 电流为Imin.
判断安培力作用下的物体运动方向
如何判断安培力作用下的物体运动方向1．电流元法即把整段电流等效为很多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元受安培力方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向。
2．特殊值分析法把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向。
3．等效法环形电流可以等效成小磁针，通电螺线管可等效为很多环形电流。
4．利用已知的一些相关结论法（1）两电流相互平行时无转动趋势，方向相同时相互吸引，方向相反时相互排斥。
（2）两电流不平行时有转动到平行且方向相同的趋势。
举例：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，同时上升解析：（1）电流元法：把直线电流等效为、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，导线将逆时针转动。
（2）特殊值法：用导线转过的特殊位置（如图中虚线位置）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，所以C正确。
例2．如图所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面，当线圈内通过如图所示的电流时，线圈将怎样运动？解析：（1）等效法：把环形电流等效成图甲中所示的条形磁铁，可见两条形磁铁只是相互吸引而没有转动。
（2）利用已知的结论法：把条形磁铁等效成图乙中所示的环形电流，容易得出线圈向磁铁移动。
练习：1．如图所示，一根长直线穿过载有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环的平面，导线和环中的电流方向如图中所示，那么金属环受到的磁场力为：（）A、沿圆环的半径向外B、沿环的半径向内C、水平向东D、等于零2．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长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则：（）A、磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B、磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用C、磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D、磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用3．两条导线互相垂直如图所示，但相隔一段小距离，其中一条是固定的，另一条能自由活动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，导线将（从纸面向纸内看）：（）A、不动B、顺时针方向转动，同时靠近导线C、逆时针方向转动，同时离开导线D、顺时针方向转动，同时离开导线E、逆时针方向转动，同时靠近导线4．如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流，在其直径上靠近点放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，电流方向如图所示，在磁场作用下圆线圈将：（）A、向左平动B、向右平动C、以直径为轴转动D、静止不动答案：1、D2、A3、E4、C测试选择题1、关于磁感应强度B，下列说法中正确的是：（）A、磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B、磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致C、在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小一定为零D、在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大2、如图所示，两个同心放置的共面金属环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量φa和φb的大小关系为：（）A、φa＞φbB、φa＜φbC、φa=φbD、无法比较3、两平行长直导线a、b中通以等大同向电流，导线c与a、b在同一平面内，位于中心线OO'一侧如图所示，当导线c中通以与a、b反向的电流后，若c能自由运动，则其运动情况是：（）A、向a靠近B、向b靠近C、停在中心线OO'处D、在中心线OO'附近左右振动4、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时：（）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5、如图所示，电源电动势ε=2V，r=0.5Ω，竖直导轨电阻可略，金属棒的质量m=0.1kg，R=0.5Ω，它与导轨摩擦因数μ=0.4，有效长度为0.2m，靠在导轨外面，为使金属棒不动，我们施一与纸面夹角30°与导线垂直且向里的磁场，则此磁场是（填“斜向上”或“斜向下”），磁场B的范围应是 T≤B≤ T，（g=10m/s2）。
2019年高考物理双基突破：专题20-安培力(精讲)(含解析)
一、安培力的大小1．安培力计算公式：当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝BIL sinθ。
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）磁场和电流垂直时：F＝BIL。
（2）磁场和电流平行时：F＝0。
磁场对磁铁一定有力的作用，而对电流不一定有力的作用。
当电流方向和磁感线方向平行时，通电导体不受安培力作用。
2．公式的适用范围：一般只适用于匀强磁场．对于非匀强磁场，仅适用于电流元。
3．弯曲通电导线的有效长度L：等于两端点所连直线的长度，相应的电流方向由始端指向末端，因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L ＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零。
4．公式F＝BIL的适用条件：（1）B与L垂直；（2）匀强磁场或通电导线所在区域的磁感应强度的大小和方向相同；（3）安培力表达式中，若载流导体是弯曲导线，且与磁感应强度方向垂直，则L是指导线由始端指向末端的直线长度。
【题1】如图，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。
线段ab、bc和cd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。
导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力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】ad 间通电导线的有效长度为图中的虚线L ′＝（2＋1）L ，电流的方向等效为由a 沿直线流向d ，所以安培力的大小F ＝BIL ′＝（2＋1）ILB .根据左手定则可以判断，安培力方向沿纸面向上，选项A 正确。
【题2】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F 1，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F 2，则此时b 受到的磁场力大小变为A ．F 2B ．F 1－F 2C ．F 1＋F 2D ．2F 1－F 2 【答案】A【题3】如图所示，AC 是一个用长为L 的导线弯成的、以O 为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC 垂直的磁感应强度为B 的匀强磁场中。
安培力作用下的运
N
S
N
S
等效法:
N
S
(1)将环形电流等效 为小磁铁
(2)将磁铁等效为环 形电流 相反方向的电流相互 排斥
例.如图在条形磁铁N极处悬挂一个线 圈当线圈中通有逆时针方向的电流时 ，线圈将向哪个方向偏转？
从上向下看逆时针 转动的同时向左摆 动
通电螺线管可以等效为环形电流
例螺线管通电后,整个线圈是变长 还是变短?
安培力作用下的运动状态判断
1.直接判断：先分析导线或线圈所在位置的磁 感线情况，然后根据左手定则判定安培力的 方向，再进行分析：
aFb FFra bibliotek2.结论法：（1）同向平行电流相互吸 引，异向平行电流相互排斥；（2）两 不平行的直线电流相互作用时，有转 到平行且方向相同的趋势。
自由
˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙
× × × × × F 固定
F ×
3.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合力的方向， 从而确定导体的运动方向或运动趋势的方 向。
如图,把轻质线圈用细线 N S 挂在磁铁S极附近,磁铁 的轴线穿过线圈的 圆心且垂直于线圈的平面.当线圈内 通以如图所示的电流时,线圈将怎样 运动? (1)做出磁铁的磁场 (2)由左手定则,做出 N S F 安培力 F (3)线圈远离磁铁
4.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。
例、如图所示，蹄形磁铁固定，通电直导线AB可自由 运动，当导线中通以图示方向的电流时，俯视导体， 导体AB将（AB的重力不计） A、逆时针转动，同时向下运动 N S B、顺时针转动，同时向下运动 C、顺时针转动，同时向上运动 D、逆时针转动，同时向上运动
安培力的判断
安培力的判断
一、安培力作用下物体的运动方向的判断：
（0）直接判断法(用左手定则直接判断)
（1）电流元法(微元法)：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．
（2）特殊位置法（极端思维法）：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．
（3）等效法（变通替代法）：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．
（4）利用结论法（二级结论法）：
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．
（5）转换研究对象法（换位思考）：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，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，再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．
二、举例分析:。
导体受安培力运动情况的判定方法
导体受安培力运动情况的判定方法定性判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动情况问题，是左手定则的具体应用。
因涉及的物理情景多样，方法也不唯一，且需要较强的空间想象能力，因此是一个难点，下面结合实例介绍一下常用的方法。
1．电流元分析法把整段电流分为多段直线电流元，先用左手定则判断出每段电流元所受安培力的方向，再判断整段电流所受安培力合力的方向，从而确定导体的运动方向．2．特殊位置分析法把通电导体转到一个便于分析的特殊位置，然后判断其所受安培力方向，从而确定其运动方向． 例1 如图1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，当导线中通过图示方向的电流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，同时上升解析 先用电流元分析法：把直线电流分为OA 和OB 两部分，画出几条典型的磁感线，由左手定则可判断出OA 段所受安培力方向垂直纸面向外，OB 段所受安培力方向垂直纸面向里，如图2所示，可见从上向下看导线将逆时针转动；再用特殊位置分析法：当导线转过90°到与纸面垂直的位置时，见图3，由左手定则可知导线所受安培力方向向下．由以上两个方面可知导线在逆时针转动的同时向下运动．选C ．点评 本题同时用到电流元法和特殊位置法，这样的题目比较多，要综合考虑。
导线是边转动，边受到引力，且随着转动角度的增大，所受引力增大．转动和吸引是同时发生的，一转动就有吸引力，并不是转动以后才受到吸引力．3．等效分析法环形电流可等效为小磁针，条形磁铁也可等效为环形电流，通电螺线管可等效成多个环形电流或条形磁铁，然后根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”进行分析．例2．图4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?解析：用等效分析法：把环形电流等效为一个小磁针如图5所示，由磁极间相互作用特点可知线圈将向磁铁运动．4．推论法：推论：⑴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． ⑵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 如图6所示，导线ab 固定，导线cd 与ab 垂直且与ab 相隔一段距离，分别通以图示方向的电流．cd 可以自由移动，试分析cd 的运动情况．图5图1图2图3解析方法1：先电流元法．首先利用安培定则分析固定导线ab周围的磁感线的分布情况，如图7所示，然后再用左手定则分析cd导线上下两段在磁场中的受力方向．可以发现ab两侧的部分所受安培力F 分别如图7中所示，所以cd导线将顺时针方向转动．再特殊位置法：仔细留意一下就会发现，当cd 转动至与ab平行时，同向电流相互吸引，可见cd 导线在转动的同时还要向ab导线平移．方法2：利用推论法．本题也可直接利用推论“两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势”而快速作答．以上通过几个实例介绍了通电导体在安培力作用下运动情况判断的常用方法，同学们要重点掌握电流元分析法和等效分析法．b图7图6b。
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）。
安培力作用下导体的平衡和运动问题 高中物理课件
专题强化1 安培力作用下导体的平衡和运动问题单击此处添加副标题DIYIZHANG如图所示，在水平面内固定有两平行金属导轨，导轨间距为L，两导轨间整个区域内分布有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与导轨平面成θ角并与金属杆ab垂直。
垂直于两导轨放置的金属杆ab重力为G，通过的电流为I，处于静止状态。
(1)画出金属杆ab的平面受力分析图；(2)由平衡条件写出平衡方程。
(2)答案 水平方向：F f＝F安·sin θ，即F f＝BIL sin θ竖直方向：F N＝G－F安cos θ，即F N＝G－BIL cos θ解决安培力作用下的平衡问题与解决一般物体平衡方法类似，只是多出一个安培力。
一般解题步骤为：梳理与总结(2023·南平市高二统考期末)用两根等长的绝缘细线，悬吊一水平通电直导线MN ，电流方向如图所示，已知导线的质量m ＝1 kg，长L ＝0.5 m，电流I ＝2 A，当在导线所在的空间中加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B ＝2 T，导线处于静止状态。
重力加速度g 取10 m/s 2。
(1)求单根细线上拉力F 的大小；例1答案 4 N根据左手定则可知，通电直导线所受安培力竖直向上，根据平衡条件可得2F ＋BIL ＝mg代入数据解得F ＝4 N(2)若将磁场变为垂直纸面向外的匀强磁场B′，导原来的2倍，求B′的大小。
答案 6 T若将磁场变为垂直纸面向外的匀强磁场B′，由左手定则可知通电直导线所受安培力竖直向下，根据平衡条件可得mg＋B′IL＝2F′由题意可知F′＝8 N联立解得B′＝6 T。
安培力作用下的加速问题如图所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源。
电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m、长度为l的导体棒由静止释放，导体棒沿导轨向下运动，导体棒与导轨垂直且接触良好，求导体棒在释放瞬间的加速度的大小。
高中物理选修三 安培力的综合应用
要点二 安培力作用下导体的平衡 1．在安培力作用下物体的平衡问题的求解和前面学习的共点 力平衡问题相似，一般也是先进行受力分析，再根据共点力平衡的 条件列出平衡方程．需要注意的是在受力分析过程中不要漏掉安培 力．对物体进行受力分析时，注意安培力大小和方向的确定． 2．解决安培力作用下物体的平衡问题，一般按以下步骤分析： (1)将立体图转化为平面图； (2)将题中的角度、电流方向、磁场方向标在图上； (3)按正确的顺序进行受力分析：重力、安培力、弹力、摩擦力 (注意 F 安⊥I，F 安⊥B)； (4)列式求解(合成法或正交分解法等)．
() A．为零 B．方向由向左变为向右 C．方向保持不变 D．方向由向右变为向左
解析：首先磁铁上方的磁感线从 N 极出发回到 S 极，是曲线， 直导线由 S 极的上端平移到 N 极的上端的过程中，电流的受力由左 上方变为正上方再变为右上方，根据牛顿第三定律磁铁受到的力由 右下方变为正下方再变为左下方，磁铁静止不动，所以所受摩擦力 方向由向左变为向右，B 正确．
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
解析：因为通电后，弹簧中每一圈的电流都是同向的，互相吸 引，弹簧就缩短，电路就断开了，一断开没电流了，弹簧就又掉下 来接通电路……如此通断通断，就上下跳动．
答案：C
2．(多选)如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在 方框右边放一通电直导线(电流方向如箭头方向)，发现通电导线受 到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是( )
解析：A、C 对：根据左手定则，判断导线受到的安培力方向 向上，增大安培力，可使悬线中张力为零，根据公式 F＝BIL 知， 适当增大电流 I 或者保持电流 I 不变，适当增大 B，可使悬线中张 力为零．
安培力作用下的动力学问题
安培力作用下的动力学问题判定安培力作用下导体运动情况的常用方法:一、电流元法把整段通电导体等效为多段直线电流元，用左手定则判断电流元法出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断整段导体所受合力方向，最后确定其运动方向。
二、特殊位置法把通电导体或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力的方向，从而确定其运动方向。
三、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来分析。
四、结论法①两通电导线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；②两者不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。
五、转换研究对象法因为通电导线之间、导线与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律，这样定性分析磁体在电流产生的磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体的磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流产生的磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。
【典例1】如图所示，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，当线圈中通入如图方向的电流后，线圈的运动情况是（）A.线圈向左运动B.线圈向右运动C.从上往下看顺时针转动D.从上往下看逆时针转动解法1：电流元法首先将圆形线圈分成很多小段，每一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，选项A 正确解法2：等效法将环形电流等效成一条形磁铁，如图乙所示根据异名磁极相互吸引知，线圈将向左移动，选A.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，反向电流相排斥”，可判断出线圈向左运动，答案:A.【典例2】：如图所示，直导线ab与圆线圈的平面垂直且隔有小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通有图示方向电流时，从左向右看，线圈将（）A.不动B.顺时针转动，同时靠近导线C.逆时针转动，同时离开导线小大LD.逆时针转动，同时靠近导线☞解析由安培定则可知直线电流ab的磁场在其右方方向垂直纸面向里，利用等效法将自由移动的环形电流看成小磁针，其N极将转向纸面里，排除AB；用转到线圈平面趋近纸面时的特殊位置分析，由结论法（同向电流相吸，反向电流相斥）可知，线圈左侧受直导线引力，右侧受直导线斥力，离直导线越近磁感应强度越大，安培力越大，使得线圈所受直线电流的安培力向左，即线圈在靠近导线.答案:D 【典例3】如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O’，并处于匀强磁场中.导线中通以沿x轴正方向的电流I，悬线与竖直方向的夹角为θ，且导线保持静止，则磁感应强度的方向和大小可能为（）A.z轴正向，mgtanθ/ILB.y轴正向，mg/ILC.z轴负向，mgtanθ/ILD.沿悬线向上，mgsinθ/IL☞解析当匀强磁场的方向沿y轴正方向时，由左手定则判断可知，安培力方向竖直向上，则BIL＝mg，解得B＝mg/IL；当匀强磁场的方向沿z轴负方向时，由左手定则判断可知，安培力沿y轴正方向，逆着电流方向看，受力如图所示，其中安培力F安＝BIL，则BIL＝mgtanθ，解得B＝mgtanθ/IL.答案:BC.变式：如图所示，铜棒ab长l₀＝0.1m，质量为m＝0.06kg，两端与长为l＝1m的轻铜线相连，静止于竖直平面内，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，已知最大偏转角为37°，则在向上摆动过程中（不计空气阻力，g＝10m/s² ，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）则（D）A.铜棒的机械能守恒B.铜棒的机械能先增大后减小C.铜棒中通电电流大小为9AD.铜棒中通电电流大小为4A【深化】（1）判断通电线圈在磁场中的转动情况，要寻找具有对称关系的电流元.（2）利用电流元法分析问题时，若磁感应强度方向与电流方向不垂直，应将B分解为与电流方向垂直的分量B₁和平行的分量B₂后再进行分析.（3）利用特殊位置法要注意所选通电导体在特殊位置的磁场方向（4）必要时可将多种方法混合使用.【点拨】解决通电导体在磁场中的平衡和加速问题，关键是（1）把电磁学问题力学化，审清题意，选取研究对象（通电导体），分析通电导体的受力情况.（2）把立体图转化为平面图，画出通电导体的平面受力分析图（可从俯视、侧视角度出发变三维为二维），要注意安培力方向的确定.（3）根据平衡条件、牛顿第二定律或能量观点列方程求解.。
安培力作用下物体受力和运动情况的判断
安培力作用下物体受力和运动情况的判断安培力作用下物体受力和运动情况的判断电流元法：导线所在位置的磁场可能比较复杂，不能马上用左手定则作出判断，这时可把整段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，再判断整段导线所受合力的方向．特殊位置法：通过转动通电导线到某个便于分析的位置来判断导线所受的安培力．等效法：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．利用结论法：利用两平行直导线的相互作用规律，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；两不平行直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势．［例1］画出下图通电导线棒ab所受的安培力方向．（图中箭头方向为磁感线的方向）解题方法：判断安培力方向��程序法．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，在判断安培力方向时，应遵循如下程序分析：①确定磁场与电流所决定的平面；②根据安培力与这个平面垂直，知道安培力方向一定在与该平面垂直的方向上．依据左手定则，具体确定安培力朝哪个方向．解析：题目所给的图是立体图，如果直接把ab棒受到的安培力画在立体图上则较为抽象．为了直观，一般画成平面图，对上图中的各个图从外向内看的正视平面图如下图所示（此时导体ab是一个横截面图，×表示电流向里，⊙表示电流向外）点评：（1）在判定安培力方向或进行受力分析画示意图时，如果题目涉及的图形为立体图，在标安培力方向或画受力图时，一般要把立体图转换为平面图处理；［例2］如图，两条导线相互垂直，但相隔一段距离．其中AB固定，另一条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（从纸外向纸内看）A．不动B．顺时针方向转动同时靠近导线AB C．逆时针方向转动同时离开导线ABD．顺时针方向转动同时离开导线AB E．逆时针方向转动同时靠近导线AB解题方法：安培力作用下物体运动方向的判断��结论法、等效法、特殊位置法和电流元法．通电导体在磁场中受到安培力作用有时会产生运动，判断物体运动的方向可采用以下方法．①利用结论法：a两电流相互平行时无转动的趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；b两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势．②等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁；条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管；通电螺线管也可等效成很多匝的环形电流来分析．③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．④电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流的所受安培力方向，从而判断出整段电流的受合力方向，最后确定运动方向．解析：据电流元分析法，把电流CD等效成CO、OD 两段电流．由安培定则画出CO、OD所在位置的AB 电流的磁场，由左手定则可判断CO、OD受力如下左图，可见导线CD逆时针转动．由特殊位置分析法，让CD逆时针转90°，如上右图，并画出CD此时位置，AB电流的磁感线分布，据左手定则可判断CD受力垂直于纸面向里，可见CD靠近AB，故E答案正确．点评：此题用“利用结论法”来进行分析更为简洁，因为AB、CD不平行，有转动到电流同方向的特点，故CD导线将逆时针转动，当CD转过90°角时，两电流平行且方向相同，故相互吸引而靠近．故本题答案为E．［例3］在倾角为α的光滑斜轨上，置有一通有电流I、长L、质量为m的导体棒，如图所示．（1）欲使棒静止在斜轨上，所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为多少？方向如何？（2）欲使棒静止在斜轨上，且对斜轨无压力，所加匀强磁场B的大小是多少？方向如何？解题方法：平衡法．解析：（1）通电导体在光滑斜轨上除受重力和支持力外，还受安培力作用，为使其静止在斜面上，最小安培力的方向应沿斜面向上，其受力如下图所示．由左手定则可知，磁场方向应垂直斜面．由平衡条件可知：BIL＝mg sinα所以磁感应强度的最小值为：B＝sinα(2)通电导线静止在斜轨上，且对斜面无压力时，只受重力和安培力作用，故安培力应竖直向上，所加匀强磁场应水平向左．其受力情况如下图所示．由平衡条件得：B′IL＝mg所以磁感应强度的大小为：B′＝点评：（1）解决这类问题的关键是把立体图转化成易于分析的平面侧视图，以便于画出其受力分析图；（2）在具体分析时，一定要注意安培力的方向与磁场方向垂直，与电流方向垂直；（3）物体在安培力和其他力作用下的平衡问题可理解成力学问题，只不过又多一个力——安培力而已．［例4］如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，若在其正中央的上方固定着一根水平的通电导线，导线与磁铁垂直，电流方向如图所示，则磁铁对桌面压力如何变化？桌面对条形磁铁的摩擦力有何变化？解析：电流所在处的磁场方向水平向右，利用左手定则可以判断出电流所受的安培力的方向是竖直向下的．由牛顿第三定律可知，电流给磁铁的作用力方向是竖直向上的，它没有水平分力，因而磁铁仍没有运动趋势，但磁铁对桌面的压力小于其重力，摩擦力还是为零．点评：解题过程中最容易出现的问题是：不能有效转换研究对象．磁铁的受力分析是比较困难的，但磁铁对电流的作用力是比较熟悉的，故要从电流的受力着手．发散一：磁场力仍遵循牛顿第三定律．磁场力也可以使物体产生加速度．发散二：电场力和安培力的比较：（1）大小：电场力只与两个因素有关，一是电荷的电量，二是电场强度；安培力则与四个因素有关：电流强度、导体长度L、磁感应强度B和电流与磁场方向间的夹角．（2）方向：电场力的方向只能是与场强方向相同（正电荷），或与场强方向相反（负电荷）；安培力的方向则与磁感应强度B的方向垂直，与电流I的方向垂直，它们三者之间的方向关系遵循左手定则，形成立体的空间关系．。
在安培力作用下物体运动方向的判断
在安培力作用下物体运动方向的判断在物理学中，安培力是一种磁力，它是由电流在磁场中产生的，可以改变运动物体的方向。
在这篇文章中，我们将深入探讨在安培力作用下物体运动方向的判断。
我们将介绍安培力的本质、其与电流的关系以及安培力如何影响运动物体的运动方向。
首先，让我们来探讨一下安培力的本质。
安培力是由电流在磁场中产生的一种力。
在磁场中，物体受到的力的大小和方向由其受到的磁场的强度、磁感应强度和相对速度决定。
当一个带电导体在磁场中运动时，它会受到一个力，该力的方向垂直于导体的运动方向和磁场的方向，大小取决于导体中电荷的大小、电流的方向和磁场的强度。
这种力就是安培力。
其次，让我们进一步了解一下电流和安培力之间的关系。
从物理学角度来看，电流是一种电荷流动的现象。
当带电粒子在电场中运动时，该粒子会产生一个电流，该电流又会产生一个磁场。
这个磁场会与其他磁场相互作用，产生一个力，即安培力。
因此，电流和安培力是紧密相关的，其中一个的变化都会影响另一个。
最后，让我们来探讨一下在安培力作用下物体运动方向的判断。
当一个物体（如电荷或电流）在磁场中运动时，它会受到一个垂直于运动方向和磁场方向的力，并沿着与运动方向垂直的方向发生运动。
根据楞次定律，当一个带电粒子在磁场中运动时，它会受到一个力，使它运动的方向和磁场垂直。
这意味着如果我们知道磁场和电荷/电流的运动方向，我们就可以预测物体将沿着哪个方向运动。
总而言之，在安培力的作用下，物体将沿着与运动方向垂直的方向运动。
由于安培力与电流之间的关系，我们可以根据电流的方向和磁场的方向预测物体将沿着哪个方向运动。
对于电荷的运动，在知道电荷的电荷正负和磁场的方向后，我们也可以进行预测。
在结论方面，安培力是磁场对流动电荷和电流作用的一种现象。
当物体受到安培力时，它会沿着与运动方向垂直的方向运动。
通过理解电流和安培力之间的关系，我们可以预测物体的运动方向。
这个现象在物理学中有着广泛的应用，例如在电机和发电机中的用途。
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。
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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［例1］画出下图通电导线棒ab所受的安培力方向．（图中箭头方p;#0;�程序法．
解析：据电流元分析法，把电流CD等效成CO、OD两段电流．由安培定则画出CO、OD所在位置的AB电流的磁场，由左手定则可判断CO、OD受力如下左图，可见导线CD逆时针转动．
由特殊位置分析法，让CD逆时针转90°，如上右图，并画出CD此时位置，AB电流的磁感线分布，据左手定则可判断CD受力垂直于纸面向里，可见CD靠近AB，故E答案正确．
D．顺时针方向转动同时离开导线ABE．逆时针方向转动同时靠近导线AB
解题方法：安培力作用下物体运动方向的判断��结论法、等效法、特殊位置法和电流元法．
通电导体在磁场中受到安培力作用有时会产生运动，判断物体运动的方向可采用以下方法．
①利用结论法：a两电流相互平行时无转动的趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；b两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势．
安培力作用下物体受力和运动情况的判断
电流元法：导线所在位置的磁场可能比较复杂，不能马上用左手定则作出判断，这时可把整段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，再判断整段导线所受合力的方向．
特殊位置法：通过转动通电导线到某个便于分析的位置来判断导线所受的安培力．
等效法：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．
（2）欲使棒静止在斜轨上，且对斜轨无压力，所加匀强磁场B的大小是多少？方向 如何？
解题方法：平衡法．
解析：（1）通电导体在光滑斜轨上除受重力和支持力外，还受安培力作用，为使其静止在斜面上，最小安培力的方向应沿斜面向上，其受力如下图所示．由左手定则可知，磁场方向应垂直斜面．
由平衡条件可知：BIL＝mgsinα
所以磁感应强度的最小值为：B＝ sinα
(2)通电导线静止在斜轨上，且对斜面无压力时，只受重力和安培力作用，故安培力应竖直向上，所加匀强磁场应水平向左．其受力情况如下图所示．
由平衡条件得：B′IL＝mg
所以磁感应强度的大小为：B′＝
点评：（1）解决这类问题的关键是把立体图转化成易于分析的平面侧视图，以便于画出其受力分析图；（2）在具体分析时，一定要注意安培力的方向与磁场方向垂直，与电流方向垂直；（3）物体在安培力和其他力作用下的平衡问题可理解成力学问题，只不过又多一个力——安培力而已．
（2）方向：电场力的方向只能是与场强方向相同（正电荷），或与场强方向相反（负电荷）；安培力的方向则与磁感应强度B的方向垂直，与电流I的方向垂直，它们三者之间的方向关系遵循左手定则，形成立体的空间关系．
［例4］如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，若在其正中央的上方固定着一根水平的通电导线，导线与磁铁垂直，电流方向如图所示，则磁铁对桌面压力如何变化？桌面对条形磁铁的摩擦力有何变化？
解析：电流所在处的磁场方向水平向右，利用左手定则可以判断出电流所受的安培力的方向是竖直向下的．由牛顿第三定律可知，电流给磁铁的作用力方向是竖直向上的，它没有水平分力，因而磁铁仍没有运动趋势，但磁铁对桌面的压力小于其重力，摩擦力还是为零．
点评：此题用“利用结论法”来进行分析更为简洁，因为AB、CD不平行，有转动到电流同方向的特点，故CD导线将逆时针转动，当CD转过90°角时，两电流平行且方向相同，故相互吸引而靠近．故本题答案为E．
［例3］在倾角为α的光滑斜轨上，置有一通有电流I、长L、质量为m的导体棒，如图所示．
（1）欲使棒静止在斜轨上，所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为多少？方向如何？
点评：（1）在判定安培力方向或进行受力分析画示意图时，如果题目涉及的图形为立体图，在标安培力方向或画受力图时，一般要把立体图转换为平面图处理；［例2］如图，两条导线相互垂直，但相隔一段距离．其中AB固定，另一条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（从纸外向纸内看）
A．不动
B．顺时针方向转动同时靠近导线ABC．逆时针方向转动同时离开导线AB
②等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁；条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管；通电螺线管也可等效成很多匝的环形电流来分析．
③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．
④电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流的所受安培力方向，从而判断出整段电流的受合力方向，最后确定运动方向．
点评：解题过程中最容易出现的问题是：不能有效转换研究对象．磁铁的受力分析是比较困难的，但磁铁对电流的作用力是比较熟悉的，故要从电流的受力着手．
发散一：磁场力仍遵循牛顿第三定律．磁场力也可以使物体产生加速度．
发散二：电场力和安培力的比较：
（1）大小：电场力只与两个因素有关，一是电荷的电量，二是电场强度；安培力则与四个因素有关：电流强度、导体长度L、磁感应强度B和电流与磁场方向间的夹角．
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，在判断安培力方向时，应遵循如下程序分析：①确定磁场与电流所决定的平面；②根据安培力与这个平面垂直，知道安培力方向一定在与该平面垂直的方向上．依据左手定则，具体确定安培力朝哪个方向．
解析：题目所给的图是立体图，如果直接把ab棒受到的安培力画在立体图上则较为抽象．为了直观，一般画成平面图，对上图中的各个图从外向内看的正视平面图如下图所示（此时导体ab是一个横截面图，×表示电流向里，⊙表示电流向外）