安培力习题课课件.ppt

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1、4 通电导线在磁场中受到的力1.1.知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断安培力的方向。左手定则判断安培力的方向。2.2.会推导匀强磁场中安培力的表达式，计算匀强磁场中安培力会推导匀强磁场中安培力的表达式，计算匀强磁场中安培力的大小。的大小。3.3.知道磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流大小和方知道磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理。向的基本原理。重点：重点：1.1.安培力大小的计算。安培力大小的计算。2.2.安培力方向的判定。安培力方向的判定。难点：难点：1.1.安培力、电流、磁感应

2、强度三者方向的空间关系。安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系。2.2.使学生能够看懂立体图，并能熟悉各种角度的侧视使学生能够看懂立体图，并能熟悉各种角度的侧视 图、俯视图和剖面图。图、俯视图和剖面图。一、安培力的方向一、安培力的方向1.1.安培力安培力_在磁场中受的力。在磁场中受的力。2.2.左手定则左手定则伸开左手，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；让磁感线个平面内；让磁感线_，并使四指指向，并使四指指向_的方向，的方向，这时这时_的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向

3、。向。3.3.安培力方向与磁场方向、电流方向的关系安培力方向与磁场方向、电流方向的关系FBFB，FIFI，即，即F F垂直于垂直于_所决定的平面。所决定的平面。通电导线通电导线从掌心进入从掌心进入拇指所指拇指所指B B和和I I电流电流【想一想想一想】当通电导线与磁感线不垂直时，可用左手定则判断当通电导线与磁感线不垂直时，可用左手定则判断安培力的方向吗？安培力的方向吗？提示：提示：可以。当导线和磁感线不垂直时，把导线所在处的磁感可以。当导线和磁感线不垂直时，把导线所在处的磁感应强度应强度B B分解为平行导线的分量分解为平行导线的分量B B和垂直导线的分量和垂直导线的分量B B，让，让B B垂直

4、穿入手心，即可利用左手定则判断出安培力的方向。垂直穿入手心，即可利用左手定则判断出安培力的方向。二、安培力的大小二、安培力的大小几种情况下安培力的大小几种情况下安培力的大小ILBILB【判一判判一判】(1)1)通电导线在磁场中一定会受到磁场力的作用。通电导线在磁场中一定会受到磁场力的作用。()()(2)2)通电导线在磁场中受到的力为零，则磁感应强度一定为零。通电导线在磁场中受到的力为零，则磁感应强度一定为零。()()(3)(3)在匀强磁场中，对任意形状的闭合线圈，当线圈平面与磁场在匀强磁场中，对任意形状的闭合线圈，当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈的有效长度是方向垂直时，线圈的有效长度是0 0，

5、通电后在磁场中所受安培力，通电后在磁场中所受安培力的矢量和一定为零。的矢量和一定为零。()提示：提示：(1)(1)通电导线在磁场中，当导线与磁场平行时导线不受力，通电导线在磁场中，当导线与磁场平行时导线不受力，故故(1)(1)错；错；(2)(2)通电导线在磁场中受到的力为零，可能是磁感应强度为零，通电导线在磁场中受到的力为零，可能是磁感应强度为零，也可能是导线与磁场平行，故也可能是导线与磁场平行，故(2)(2)错；错；(3)(3)对任意形状的闭合线圈，当线圈平面与磁场方向垂直时，线对任意形状的闭合线圈，当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈的有效长度是圈的有效长度是0 0，在匀强磁场中所受安培力的矢

6、量和为零，故，在匀强磁场中所受安培力的矢量和为零，故(3)(3)正确。正确。三、磁电式电流表三、磁电式电流表1.1.构造构造磁铁、磁铁、_、螺旋弹簧、指针、极靴。、螺旋弹簧、指针、极靴。2.2.原理原理通电线圈在磁场中受到安培力而偏转。通电线圈在磁场中受到安培力而偏转。(1)(1)线圈线圈_越大，被测电流就越大。越大，被测电流就越大。(2)(2)根据根据_的方向，可以知道被测电流的方向。的方向，可以知道被测电流的方向。线圈线圈偏转的角度偏转的角度线圈偏转线圈偏转3.3.特点特点两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿使极靴与圆柱间的磁场都沿_

7、方向，方向，保持线圈转动时，安培力的大小不受磁保持线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，线圈所受安培力的方向始终与场影响，线圈所受安培力的方向始终与线圈平面垂直，线圈平面都与磁场方向线圈平面垂直，线圈平面都与磁场方向_，表盘刻度均匀，表盘刻度均匀,如如图所示。图所示。半径半径平行平行【想一想想一想】用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到安培力的作用？否都受到安培力的作用？提示：提示：不是。通电线圈的左右两边与磁场方向垂直，受到安培不是。通电线圈的左右两边与磁场方向垂直，受到安培力的作用；通电线圈的内外两边始终与磁场方向平行，不受安力的作

8、用；通电线圈的内外两边始终与磁场方向平行，不受安培力的作用。培力的作用。安培力的方向安培力的方向【探究导引探究导引】质量为质量为m m的条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一的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根直导线MNMN，导线与磁场垂直，给导线通以垂直于纸面向外的，导线与磁场垂直，给导线通以垂直于纸面向外的电流，如图所示。电流，如图所示。观察图片，思考以下问题：观察图片，思考以下问题：(1)(1)导线受到的安培力方向向哪？导线受到的安培力方向向哪？(2)(2)磁铁受几个力，它们方向如何？磁铁受几个力，它们方向如何？(3)(3)磁铁对桌面的压力跟其重力的大小关系

9、如何？磁铁对桌面的压力跟其重力的大小关系如何？【要点整合要点整合】1.1.如何判断安培力的方向如何判断安培力的方向安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向，即安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向，即安培力的方向垂直于电流跟磁场决定的平面。所以安培力的方向垂直于电流跟磁场决定的平面。所以,判断安培力判断安培力的方向时，首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断出安的方向时，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，再根据左手定则判断安培力的具培力的方向在哪一条直线上，再根据左手定则判断安培力的具体方向。体方向。2.2.电流方向、磁场方向和安培力方

10、向三者的关系电流方向、磁场方向和安培力方向三者的关系电流方向和磁场方向间没有因果关系，这两个方向的关系是不电流方向和磁场方向间没有因果关系，这两个方向的关系是不确定的。这两个方向共同决定了安培力的方向，所以，已知电确定的。这两个方向共同决定了安培力的方向，所以，已知电流方向和磁场方向时，安培力的方向是唯一确定的，但已知安流方向和磁场方向时，安培力的方向是唯一确定的，但已知安培力和磁场方向时，电流方向不确定。培力和磁场方向时，电流方向不确定。3.3.电场力与磁场力的方向特点电场力与磁场力的方向特点与磁场力相比，电场力是纵向力，其方向总是与电场方向平行，与磁场力相比，电场力是纵向力，其方向总是与电

11、场方向平行，而磁场力是横向力，其方向总是与磁场方向垂直。而磁场力是横向力，其方向总是与磁场方向垂直。【特别提醒特别提醒】(1)(1)应用左手定则时，四指指向电流方向，大拇指应用左手定则时，四指指向电流方向，大拇指指向安培力方向，但磁感线不一定要垂直穿过掌心，磁感线的指向安培力方向，但磁感线不一定要垂直穿过掌心，磁感线的方向要与大拇指垂直，不一定与四指垂直。方向要与大拇指垂直，不一定与四指垂直。(2)(2)判断磁场力时用左手，判断电流磁效应时用右手判断磁场力时用左手，判断电流磁效应时用右手(左力右电左力右电)，应避免混淆。，应避免混淆。【典例典例1 1】如图所示，如图所示，I I表示电流强度，表

12、示电流强度，B B表示磁感应强度，表示磁感应强度，F F表表示安培力，其中它们之间的方向关系正确的是示安培力，其中它们之间的方向关系正确的是()()【思路点拨思路点拨】解答本题应把握以下两点：解答本题应把握以下两点：【规范解答规范解答】选选A A。由左手定则可判断，选项。由左手定则可判断，选项A A中安培力的方向中安培力的方向竖直向上，选项竖直向上，选项B B中安培力的方向水平向左，选项中安培力的方向水平向左，选项C C中安培力的中安培力的方向水平向左，选项方向水平向左，选项D D中不受安培力，故正确选项为中不受安培力，故正确选项为A A。【总结提升总结提升】左手定则应用的两个要点左手定则应用

13、的两个要点(1)(1)安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向，安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向，所以应用左手定则时，必须使大拇指指向与四指指向和磁场方所以应用左手定则时，必须使大拇指指向与四指指向和磁场方向均垂直。向均垂直。(2)(2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一定由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一定垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角。但四指一定要指垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角。但四指一定要指向电流方向。向电流方向。安培力的大小安培力的大小【探究导引探究导引】我们知道当通电直导线垂直磁场放置时，受到安培力的作用。

14、我们知道当通电直导线垂直磁场放置时，受到安培力的作用。那么：那么：(1)(1)通电直导线在磁场中一定受安培力作用吗？通电直导线在磁场中一定受安培力作用吗？(2)(2)如何计算磁场中弯曲导线所受安培力的大小？如何计算磁场中弯曲导线所受安培力的大小？【要点整合要点整合】1.1.对安培力对安培力F=F=ILBsinILBsin的理解的理解(1)(1)当当B B与与I I垂直时，即垂直时，即sin90sin90=1=1，则，则 F=ILBF=ILB；当；当B B与与I I成成角时，角时，F=F=ILBsinILBsin，是是B B与与I I的夹角。的夹角。(2)(2)公式公式F=F=ILBsinILB

15、sin中：中：B B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度，不必考虑导对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁感应强度的影响。线自身产生的磁感应强度的影响。L L是有效长度，匀强磁场中弯曲导线的有效长度是有效长度，匀强磁场中弯曲导线的有效长度L L，等于连接，等于连接两端点直线的长度两端点直线的长度(如图如图)；相应的电流沿；相应的电流沿L L由始端流向末端。由始端流向末端。2.F=2.F=ILBsinILBsin的适用条件的适用条件导线所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式仅适用导线所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式仅适用于很短的通电导线。于很短的

16、通电导线。3.3.电流在磁场中的受力特点电流在磁场中的受力特点电荷在电场中一定会受到电场力作用，但是电流在磁场中不一电荷在电场中一定会受到电场力作用，但是电流在磁场中不一定受安培力作用。当电流方向与磁场方向平行时，电流不受安定受安培力作用。当电流方向与磁场方向平行时，电流不受安培力作用。培力作用。【特别提醒特别提醒】(1)1)公式公式F=F=ILBsinILBsin中中是是B B和和I I方向的夹角，不能方向的夹角，不能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析。盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析。(2)(2)公式公式F=F=ILBsinILBsin中的中的LsinLsin

17、也可以理解为也可以理解为L L在垂直于磁场方在垂直于磁场方向上的向上的“有效长度有效长度”。【典例典例2 2】如图，一段导线段如图，一段导线段abcdabcd位于磁感应强度大小为位于磁感应强度大小为B B的匀的匀强磁场中，且与磁场方向强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里垂直于纸面向里)垂直。线段垂直。线段abab、bcbc和和cdcd的长度均为的长度均为L L，且，且abcabc=bcdbcd=135=135。流经导线的电流为。流经导线的电流为I I，方向如图中箭头所示。导线段，方向如图中箭头所示。导线段abcdabcd所受到的磁场的作用力的所受到的磁场的作用力的合力为合力为()()A.A.

18、方向沿纸面向上方向沿纸面向上,大小为大小为B.B.方向沿纸面向上方向沿纸面向上,大小为大小为C.C.方向沿纸面向下方向沿纸面向下,大小为大小为D.D.方向沿纸面向下方向沿纸面向下,大小为大小为【思路点拨思路点拨】应用应用F=ILBF=ILB求安培力求安培力,其中其中IB,LIB,L为导线的有效长为导线的有效长度。度。【规范解答规范解答】选选A A。导线段。导线段abcdabcd的有效长度为线段的有效长度为线段ad,ad,由几何知由几何知识知识知 故导线段故导线段abcdabcd所受磁场的作用力的合力大小所受磁场的作用力的合力大小 导线有效长度的电流方向为导线有效长度的电流方向为adad,根据左

19、手根据左手定则可以确定导线所受合力方向沿纸面向上定则可以确定导线所受合力方向沿纸面向上,故故A A项正确。项正确。【总结提升总结提升】计算非直导线在磁场中所受安培力的方法计算非直导线在磁场中所受安培力的方法(1)(1)可以先分段运用可以先分段运用F=F=ILBsinILBsin求解每段导线所受安培力的大小，求解每段导线所受安培力的大小，然后求合力。然后求合力。(2)(2)还可以先确定有效长度，匀强磁场中，弯曲导线的有效长度还可以先确定有效长度，匀强磁场中，弯曲导线的有效长度等于连接两端点的直线长度。然后代入公式等于连接两端点的直线长度。然后代入公式F=F=ILBsinILBsin计算。计算。安

20、培力作用下导体运动方向的判断安培力作用下导体运动方向的判断【探究导引探究导引】如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上，然后在玻璃皿一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上，然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，N N极在下，极在下，S S极极在上，通电后盐水就会旋转起来。在上，通电后盐水就会旋转起来。认真观察图片，思考以下问题：认真观察图片，思考以下问题：(1)(1)电流沿什么方向？电流沿什么方向？(2)(2)盐水为什么会旋转？

21、盐水为什么会旋转？(3)(3)盐水会沿什么方向转动？盐水会沿什么方向转动？【要点整合要点整合】1.1.判断导体在磁场中运动情况的常规思路判断导体在磁场中运动情况的常规思路(1)(1)不管是电流还是磁体不管是电流还是磁体,对通电导体的作用都是通过磁场来实对通电导体的作用都是通过磁场来实现的现的,因此必须要清楚导体所在位置的磁场分布情况。因此必须要清楚导体所在位置的磁场分布情况。(2)(2)结合左手定则准确判断导体所受安培力的方向。结合左手定则准确判断导体所受安培力的方向。(3)(3)由导体的受力情况判定导体的运动方向。由导体的受力情况判定导体的运动方向。2.2.导体在磁场中运动情况的几种常用方法

22、导体在磁场中运动情况的几种常用方法(1)(1)电流元法电流元法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，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。最后确定运动方向。(2)(2)特殊位置法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的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的方向，从而确定运动方向。方向，从而确定运动方向。(3)(3)等效法等效法环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可环形电流和通电螺

23、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。多匝的环形电流来分析。(4)(4)利用结论法利用结论法两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电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；流相互排斥；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。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)(5)转换研究对象法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。因为电流之间，电流与磁体之间的相互作用满足牛顿

24、第三定律。定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题时，可先分析定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题时，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的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。定磁体所受电流的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。【特别提醒特别提醒】(1)(1)导体处于非匀强磁场中时，通常用电流元法判导体处于非匀强磁场中时，通常用电流元法判断其受力情况。断其受力情况。(2)(2)判断条形磁铁判断条形磁铁(或小磁针或小磁针)与环形电流间的相互作用时，通常与环形电流间的相互作用时，通常选择等

25、效法。选择等效法。【典例典例3 3】如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 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，则线圈圈内通入如图方向的电流后，则线圈()()A.A.向左运动向左运动 B.B.向右运动向右运动C.C.静止不动静止不动 D.D.无法确定无法确定【思路点拨思路点拨】此题可以采用等效法，也可以采用电流元法。此题可以采用等效法，也可以采用电流元法。【规范解答规范解答】选选A A。方法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针。方法一：等效法。把

26、通电线圈等效成小磁针。由安培定则可知，线圈等效成小磁针后，左端是由安培定则可知，线圈等效成小磁针后，左端是S S极，右端是极，右端是N N极，异名磁极相吸引，线圈向左运动。极，异名磁极相吸引，线圈向左运动。方法二：电流元法。如图所示，取其中方法二：电流元法。如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称的上、下两小段分析，根据其中心对称性，线圈所受安培力的合力水平向左，性，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动。故线圈向左运动。【温馨提示温馨提示】高考对本节知识的考查主要集中在通电导线所受高考对本节知识的考查主要集中在通电导线所受安培力大小的计算及其方向的判断方面。此外，高考中还将本

27、安培力大小的计算及其方向的判断方面。此外，高考中还将本节知识与力的平衡、牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律节知识与力的平衡、牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律等知识相结合，以综合题的形式出现，考查考生对知识的综合等知识相结合，以综合题的形式出现，考查考生对知识的综合应用能力。因此在平时的学习中一定要打好这方面的基础。应用能力。因此在平时的学习中一定要打好这方面的基础。【典例典例】质量为质量为m=0.02 kgm=0.02 kg的通电细杆的通电细杆abab置于倾角为置于倾角为=37=37的平行放置的导的平行放置的导轨上，导轨的宽度轨上，导轨的宽度d=0.2 md=0.2 m，杆，杆abab与

28、导与导轨间的动摩擦因数轨间的动摩擦因数=0.4=0.4，磁感应强度，磁感应强度B=2 TB=2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示。现调的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示。现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆节滑动变阻器的触头，试求出为使杆abab静止不动，通过静止不动，通过abab杆的杆的电流范围为多少？电流范围为多少？(假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)考查内容考查内容安培力作用下物体的平衡问题安培力作用下物体的平衡问题【思路点拨思路点拨】解答本题应注意以下两点：解答本题应注意以下两点：【规范解答规范解答】杆杆abab中的电流为从中的电

29、流为从a a到到b b，所受安培力方向平行于，所受安培力方向平行于导轨向上。当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩导轨向上。当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下，当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值擦力向下，当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值F F1 1，此时，此时通过通过abab的电流最大为的电流最大为I Imaxmax；同理，当电流最小时，应该是导体受；同理，当电流最小时，应该是导体受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为向上的最大静摩擦力，此时的安培力为F F2 2，电流为，电流为I Iminmin。正确地。正确地画出两种情况下的受力图如图所示，画出两种情况下的受力图

30、如图所示，由平衡条件列方程求解。由平衡条件列方程求解。根据图甲可知根据图甲可知F F1 1-mgsin-F-mgsin-Ff1f1=0=0F FN1N1-mgcos=0-mgcos=0F Ff1f1=F=FN1N1F F1 1=BdIBdImaxmax解得解得I Imaxmax=0.46 A=0.46 A根据图乙可知：根据图乙可知：F F2 2+F+Ff2f2-mgsin=0-mgsin=0F FN2N2-mgcos=0-mgcos=0F Ff2f2=F=FN2N2，F F2 2=BdIBdIminmin。解得解得I Iminmin=0.14 A=0.14 A。答案：答案：0.14 AI0.1

31、4 AIabab0.46 A0.46 A安培力作用下导体运动情况的判断安培力作用下导体运动情况的判断1.1.分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤(1)(1)画出通电导体所在位置的磁感线方向及分布情况。画出通电导体所在位置的磁感线方向及分布情况。(2)(2)用左手定则确定各段通电导体所受安培力的方向。用左手定则确定各段通电导体所受安培力的方向。(3)(3)根据初速度方向结合牛顿运动定律确定导体的运动情况。根据初速度方向结合牛顿运动定律确定导体的运动情况。2.2.两个模型及对应的结论两个模型及对应的结论(1)(1)两电流平行的模型：同向电流相互吸

32、引，异向电流相互排斥。两电流平行的模型：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。(2)(2)两电流不平行的模型：两个电流不平行时，有转到平行且电两电流不平行的模型：两个电流不平行时，有转到平行且电流方向相同的趋势，边转动边相互吸引。流方向相同的趋势，边转动边相互吸引。【案例展示案例展示】两条通电的直导线互相垂两条通电的直导线互相垂直，如图所示，但两导线相隔一小段距直，如图所示，但两导线相隔一小段距离，其中导线离，其中导线ABAB是固定的，另一条导线是固定的，另一条导线CDCD能自由转动。它们通以图示方向的直能自由转动。它们通以图示方向的直流电流时，流电流时，CDCD导线将导线将()()A.A.逆时

33、针方向转动，同时靠近导线逆时针方向转动，同时靠近导线ABABB.B.顺时针方向转动，同时靠近导线顺时针方向转动，同时靠近导线ABABC.C.逆时针方向转动，同时离开导线逆时针方向转动，同时离开导线ABABD.D.顺时针方向转动，同时离开导线顺时针方向转动，同时离开导线ABAB【规范解答规范解答】选选A A。由安培定则可知直导线产生的磁场是以直导。由安培定则可知直导线产生的磁场是以直导线为圆心的同心圆，线为圆心的同心圆，ABAB中电流所产生的磁场在中电流所产生的磁场在CDCD导线所在平面导线所在平面内的磁感线如图甲所示内的磁感线如图甲所示(俯视图俯视图)。由左手定则可知，。由左手定则可知，CDC

34、D通电导通电导线在线在M M点受到的磁场力垂直于纸面向里，在点受到的磁场力垂直于纸面向里，在N N点受到的磁场力垂点受到的磁场力垂直于纸面向外。由于磁场的对称性，直于纸面向外。由于磁场的对称性，M M、N N两点的磁场力大小相两点的磁场力大小相等、方向相反，使得等、方向相反，使得CDCD通电导线转动起来，即通电导线转动起来，即CDCD电流将会转到电流将会转到与与ABAB同向的位置。在图乙中，同向的位置。在图乙中，CDCD中的电流所受到的磁场力由左中的电流所受到的磁场力由左手定则可知，手定则可知，CDCD将向将向ABAB靠近。靠近。【易错分析易错分析】现将本题易错选项及错误原因分析如下：现将本题

35、易错选项及错误原因分析如下：1.1.关于磁场对通电直导线的作用力关于磁场对通电直导线的作用力(安培力安培力)，下列说法中正确，下列说法中正确的是的是()()A.A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B.B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直直C.C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直直D.D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B B和和I I所确定所确定的平面的

36、平面【解析解析】选选B B、C C、D D。当通电直导线在磁场中与磁场平行时，导。当通电直导线在磁场中与磁场平行时，导线不受安培力，故线不受安培力，故A A错；安培力一定垂直于由错；安培力一定垂直于由B B和和I I所确定的平面，所确定的平面，因此安培力的方向一定跟磁场的方向垂直，也一定跟电流的方因此安培力的方向一定跟磁场的方向垂直，也一定跟电流的方向垂直，故向垂直，故B B、C C、D D都正确。都正确。2.(20122.(2012衢州高二检测衢州高二检测)下图中对通电导线在磁场中所受安培下图中对通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是力的方向判断正确的是()()【解析解析】选选A A。

37、由左手定则可以判断：。由左手定则可以判断：A A正确；正确；B B中力中力F F方向应向方向应向左，故左，故B B错；错；C C中导线不受力，故中导线不受力，故C C错；错；D D中力中力F F的方向应向右，故的方向应向右，故D D错。错。3.3.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中正确的是场，下列说法中正确的是()()A.A.该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同B.B.该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等C.C.线圈平面

38、始终与磁感线平行线圈平面始终与磁感线平行D.D.线圈所在位置的磁感应强度大小都相等线圈所在位置的磁感应强度大小都相等【解析解析】选选C C、D D。本题主要考查磁电式电流表的原理。两磁极。本题主要考查磁电式电流表的原理。两磁极之间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱，极靴与铁质圆柱之间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱，极靴与铁质圆柱之间有一不大的缝隙，根据磁感线与磁极表面垂直的特点，磁之间有一不大的缝隙，根据磁感线与磁极表面垂直的特点，磁化了的铁质圆柱与极靴间的缝隙处就形成了辐向分布的磁场。化了的铁质圆柱与极靴间的缝隙处就形成了辐向分布的磁场。这样做的目的就是让通电线圈所在位置能有一个等大的磁

39、场，这样做的目的就是让通电线圈所在位置能有一个等大的磁场，并且磁感线始终与线圈平面平行。故正确答案为并且磁感线始终与线圈平面平行。故正确答案为C C、D D。4.(20124.(2012扬州高二检测扬州高二检测)通电矩形线框通电矩形线框abcdabcd与长直通电导线与长直通电导线MNMN在同一平面内，如图所示，在同一平面内，如图所示，abab边与边与MNMN平行。关于平行。关于MNMN的磁场对线的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是框的作用力，下列说法正确的是()()A.A.线框有两条边所受的安培力方向相同线框有两条边所受的安培力方向相同B.B.线框有两条边所受的安培力大小相等线框有两条边所受

40、的安培力大小相等C.C.线框所受的安培力的合力方向向左线框所受的安培力的合力方向向左D.D.线框所受的安培力的合力方向向右线框所受的安培力的合力方向向右【解析解析】选选B B、D D。由安培定则可知导线。由安培定则可知导线MNMN在线框处所产生的磁在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外，再由左手定则判断出场方向垂直于纸面向外，再由左手定则判断出bcbc边和边和adad边所受边所受安培力大小相等，方向相反。安培力大小相等，方向相反。abab边受到向右的安培力边受到向右的安培力F Fabab，cdcd边边受到向左的安培力受到向左的安培力F Fcdcd。因。因abab边所处的磁场强，边所处的磁场强，

41、cdcd边所处的磁场边所处的磁场弱，故弱，故F FababF Fcdcd，线框所受合力方向向右。，线框所受合力方向向右。5.5.如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，处在竖直向上如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，处在竖直向上的磁场中，一根质量为的磁场中，一根质量为3.6 kg3.6 kg、有效长度为、有效长度为2 m2 m的金属棒放在导的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为轨上，当金属棒中的电流为5 A5 A时，金属棒做匀速运动；当金属时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增大到棒中的电流增大到8 A8 A时，金属棒能获得时，金属棒能获得2 m/s2 m/s2 2的加速度。则磁的加速度。则磁场的磁感应强度为多少？场的磁感应强度为多少？【解析解析】对金属棒进行受力分析，利用牛顿第二定律可得：对金属棒进行受力分析，利用牛顿第二定律可得：当金属棒中的电流为当金属棒中的电流为5 A5 A时时BIBI1 1L-FL-F阻阻=0=0当金属棒中的电流为当金属棒中的电流为8 A8 A时时BIBI2 2L-FL-F阻阻=ma=ma由以上两式得由以上两式得答案：答案：1.2 T1.2 T