《创新课堂》第一章 安培力与洛伦兹力 1.磁场对通电导线的作用力 高中物理选择性必修第二册（人教版）同步讲练测（教师版+学生版）

1.磁场对通电导线的作用力 学习目标 1.通过实验探究安培力的方向与电流方向、磁感应强度方向间的关系，会用左手定则判断安培力的方向。 2.会推导安培力的表达式F＝IlB，并会进行有关计算。 3.了解磁电式电流表的结构，知道其工作原理。 知识点一　安培力的方向 情境：按如图所示的装置进行连接，闭合开关后观察到原来静止的导体棒发生了摆动。 问题：（1）闭合开关后观察到原来静止的导体棒发生摆动原因是什么？ （2）如果仅对调两个磁极的位置，即改变磁场的方向，观察导体棒摆动的方向是否改变？ （3）如果仅对调所接电源的正、负极，即改变导体棒中电流的方向，观察导体棒摆动方向是否改变？ （4）根据（2）、（3）结果，说明磁场对通电导体棒的作用力方向与什么因素有关？ 提示：（1）因为磁场对通电导体棒有力的作用。 （2）导体棒摆动的方向反向。 （3）导体棒摆动的方向反向。 （4）磁场对通电导体棒作用力的方向与磁场方向、电流方向都有关系。 1.安培力：通电导线在　磁场　中受的力。 2.安培力方向的影响因素：安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都　垂直　。 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。 【易错辨析】 （1）安培力的方向一定与电流方向垂直。（　√　） （2）安培力的方向与磁场方向可以垂直，也可以成任意夹角。（　×　） （3）应用左手定则时，四指指向安培力方向，拇指指向磁场方向。（　×　） 　安培力方向的特点 （1）F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面。 （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与磁场所决定的平面，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。 【例1】 （左手定则的应用）画出（或者说出）下列各图中磁场对通电导线安培力的方向。 答案：见解析图 解析：根据左手定则判断安培力的方向，注意无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I所决定的平面。磁场对通电导线的安培力的方向如图所示。 【例2】 （两平行通电直导线之间的安培力方向）如图所示，两根在同一水平面内、相互平行的长直导线A和B分别通有方向相同的电流I1和I2，且I1＜I2。a点位于两根导线的正中间。不考虑地磁场的影响。下列说法正确的是（　　） A.导线A和B间的安培力是斥力 B.A受的安培力比B受的安培力大 C.a点处的磁感应强度方向垂直纸面向里 D.a点处的磁感应强度方向垂直纸面向外 答案：D 解析：根据左手定则可知，通有相同方向电流的直导线相互吸引，故导线A和B间的安培力是吸引力，A受到的安培力与B受到的安培力为一对作用力与反作用力，其大小相等方向相反，故A、B错误；根据右手螺旋定则可知，导线A在a处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，导线B在a处产生的磁感应强度方向垂直纸面向外，由于I1＜I2，故a处的合磁感应强度方向垂直纸面向外，故D正确，C错误。 规律总结 　　两平行通电直导线的相互作用规律：同向电流互相吸引，反向电流互相排斥。 知识点二　安培力的大小 　情境：长度和电流均相同的三条通电导线分别按图甲、乙、丙所示放置于相同的匀强磁场中。 问题：根据必修第三册所学安培力知识判断三条通电导线所受安培力的大小是否相同？ 提示：不同。 1.通电导线的方向与磁场的方向垂直时：安培力F＝　IlB　。 2.通电导线的方向与磁场的方向平行时：安培力F＝　0　。 3.电流的方向与磁场方向夹角为θ时（如图所示） （1）把磁感应强度B分解： ①与导线垂直的分量B⊥＝　Bsin θ　； ②与导线平行的分量B∥＝　Bcos θ　。 （2）导线所受的安培力是B⊥产生的，即安培力F＝I ... ...