[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棒的瞬时加速度． 一、安培力作用下导体运动的判断 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 等效法 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可等效成条形磁体或多个环形电流，反 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置(如转过90°角)，然后判断其所 受安培力的方向，从而确定其运动方向 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，从而确定 导线将( ) 图2 A．顺时针方向转动，同时靠近导线AB B．顺时针方向转动，同时离开导线AB C．逆时针方向转动，同时离开导线AB D．逆时针方向转动，同时靠近导线AB 答案 D 二、安培力作用下的平衡 质量为m、长为L 的直导体棒放置于四分之一光滑绝缘圆弧轨道上，整个装置处于 方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导 体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图3

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的方向、磁感应强度的方向之间的关系.2. 掌握安培力的公式F＝IlBsin θ，并会进行有关计算.3.了解磁电式电流表的构造及其工作原理． 一、安培力的方向 1．安培力：通电导线在磁场中受的力． 2．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 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． 3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F 垂直于B 与 I 所决定的平 面． 二、安培力的大小 1．垂直于磁场B 的方向放置的长为l 的通电导线，当通过的电流为I 时，所受安培力为F＝ IlB. 2．当磁感应强度B 的方向与电流方向成θ 角时，公式F＝IlB sin sin _θ. 三、磁电式电流表 1．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到安培力而偏转，线圈偏转的角度越 大，被测电流就越大．根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向． 2．构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴． 3．特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁 感线平行，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小相等． 4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．

培力，则（ ） ．F1＜F2 B．F1＞F2 ．B＜Bb D．B＞Bb 【解答】解：B、F1 和F2 是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律知：F1＝F2， 故B 错误。 D、根据安培定则可判出两导线在点、b 点的磁场方向都是相反的，远离导线，磁场较 弱，靠近导线，磁场较强，且1＞2，所以两导线在点处的磁感应强度大于在b 点的磁感 应强度，故错误，D 正确。 第1 磁场的安培力，故在进行奥 斯特实验时通电直导线可以水平南北方向放置，而不必非要在赤道上进行，但不能东西 放置和竖直放置，故只有D 正确。 故选：D。 6．为了解释地球的磁性，19 世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引 起的。在下列四个图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ） ． B． ． D． 【解答】解：地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右 环形电流的方向时右 手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电 流流动的方向，故四指的方向应该向西。故正确，BD 错误。 故选：。 7 ．关于磁感线和磁通量的概念，下列说法中正确的是（ ） ．穿过线圈的磁通量为零，该处的磁感应强度不一定为零 第1 页/ 共19 页 B．两个磁场叠加的区域，磁感线就有可能相交 ．穿过闭合回

(2)电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必 须有“外力”克服安培力做功,将其他形式的能转化为电能.“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他 形式的能转化为电能. (3)当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能，安培力做功的过程，或通过电阻发热的过程， 是电能转化为其他形式能的过程.安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能. 三、“导轨+杆”模型 对杆在导轨上运动组成的系统，杆在运动中切割磁感线产生感应电动势，并受到安培力的作用改变运动状 态最终达到稳定的运动状态，该系统称为“导轨+杆”模型. 【模型解题】 一、电磁感应与动力学问题的解题策略 此类问题中力现象和电磁现象相互联系、相互制约,解决问题前首先要建立“动一电一动”的思维顺序，可 概括为: (1)找准主动运动者，用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向 求解回路中感应电流的大小及方向. (3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响，从而推理得出对电路中的感应电流有什么影响，最后 定性分析导体棒的最终运动情况.. (4)列牛顿第二定律或平衡方程求解. 二、电磁感应中能量问题求解思路 (1)若回路中电流恒定，可以利用电路结构及W=UIt 或Q=PRt 直接进行计算. (2)若电流变化，则:①利用安培力做的功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功;②利用能

2 ������2与加速电压无关； B.由左手定则知正离子向下偏转，负离子会向上偏转，所以���板是电源负极，���板是电源正极； C.电场的方向与���的方向垂直，带电粒子进入复合场，受电场力和安培力，且二力是平衡力，即������= ���������，所以���= ��� ���，不管粒子带正电还是带负电都可以匀速直线通过，所以无法判断粒子的电性； D.若载流子带负电，由左手定则可 边是垂直纸面向里，则小磁针���极应该垂直纸面向里。 3、��� 图中，线框受到的安培力都向上，则���右= ���−���安，由于线框平面与磁场强度垂直，且线框不全在 磁场区域内，所以线框与磁场区域的交点的长度等于线框在磁场中的有效长度，由图可知，���图的有 效长度最长，磁场强度���和电流大小���相等，所以���所受的安培力最大，���所受的安培力最小，所以��� 图右侧拉力最大，天平平衡时，���左= ���右；则左盘中所加的砝码质量最大； 左手定则，可知导线受到的安培力坚直向下， 根据导线受力平衡，地面对导线没有摩擦力，地面对导线的支持力大于重力； ·若把磁铁沿坚直方向向上移动，导线处磁感应强度变小，导线受到竖直向下的安培力变小，根据导 线受力平衡，地面对导线的支持力越来越小； ·若把磁铁水平向右移动一小段距离，条形磁铁在导线处的磁感线斜向右下方，由左手定则，可知导 线受到的安培力斜向左下方，安培力有水平向左的分力，导线仍处于静止状态，根据导线受力平衡，

电磁感应问题往往与力学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法是： (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向． (2)用闭合电路欧姆定律求回路中感应电流的大小． (3)分析导体的受力情况(包括安培力)． (4)列动力学方程(a≠0)或平衡方程(a＝0)求解． 如图1 所示，空间存在B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ 是水平放置 的平行长直导轨，其间距L＝0.2 m，R＝0 (1)导体棒做切割磁感线运动，产生的感应电动势E＝BLv① 回路中的感应电流I＝② 导体棒受到的安培力F 安＝BIL③ 导体棒运动过程中受到拉力F、安培力F 安和摩擦力Ff的作用，根据牛顿第二定律有： F－μmg－F 安＝ma④ 由①②③④得：F－μmg－＝ma⑤ 由⑤可知，随着速度的增大，安培力增大，加速度a 减小，当加速度a 减小到0 时，速度达 到最大，此后导体棒做匀速直线运动． (2) gsin θ－ (3) 解析 (1)如图所示，ab 杆受重力mg，方向竖直向下；支持力FN，方向垂直于导轨平面向 上；安培力F 安，方向沿导轨向上． (2)当ab 杆的速度大小为v 时，感应电动势E＝BLv， 则此时电路中的电流I＝＝ ab 杆受到的安培力F 安＝BIL＝ 根据牛顿第二定律，有 mgsin θ－F 安＝ma 联立各式得a＝gsin θ－. (3)当a＝0 时，ab

有关，磁场方向与电流方向的关系可用安培定则判断。 3、安培定则及其应用 （1）安培定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，大拇指所指的那一端是通电螺线管的极。 学习目标 1 预习导学 02 （2）通电螺线管比通电导线磁性强的原因：各圈导线产生的磁场叠加在一起。 （3）应用：根据小磁针的指向，判断通电螺线管中电流方向。 知识点一：考查安培定则的作图题类型及其解题思路 【探究重点】 S 极 ①首先根据电源的正、负极画出通电螺线管的绕线中的电流方向； ②利用安培定则确定通电螺线管的、S 极并标注； ③最后根据磁极间的相互作用断定小磁针的、S 极。 2 已知小磁针的、S 极、线圈绕法，判断电源的正、负极 ①根据小磁针的、S 极，利用磁极间的相互作用先确定通电螺线管的、S 极； ②然后利用安培定则判定通电螺线管上的电流方向并用箭头标出； ③最后根据电源外部电流的流向确定电源的正、负极。 ③最后根据电源外部电流的流向确定电源的正、负极。 3 已知小磁针的、S 极、电源正负极画螺线管的绕线 ①首先根据小磁针的、S 极指向，利用磁体间的相互作用规律确定通电螺线管的、S 极并标注出； ②利用安培定则确定通电螺线管中的电流方向，并在螺线管上试着画出一条“S”型或反“S”型绕线； ③然后结合电源外部电流流向定位螺线管的绕线形状是“S”型还是反“S”型，并在螺线管上等距地画出美观的绕 线。 【例题精讲】（202

(2)电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必 须有“外力”克服安培力做功,将其他形式的能转化为电能.“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他 形式的能转化为电能. (3)当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能，安培力做功的过程，或通过电阻发热的过程， 是电能转化为其他形式能的过程.安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能. 三、“导轨+杆”模型 对杆在导轨上运动组成的系统，杆在运动中切割磁感线产生感应电动势，并受到安培力的作用改变运动状 态最终达到稳定的运动状态，该系统称为“导轨+杆”模型. 【模型解题】 一、电磁感应与动力学问题的解题策略 此类问题中力现象和电磁现象相互联系、相互制约,解决问题前首先要建立“动一电一动”的思维顺序，可 概括为: (1)找准主动运动者，用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向 求解回路中感应电流的大小及方向. (3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响，从而推理得出对电路中的感应电流有什么影响，最后 定性分析导体棒的最终运动情况.. (4)列牛顿第二定律或平衡方程求解. 二、电磁感应中能量问题求解思路 (1)若回路中电流恒定，可以利用电路结构及W=UIt 或Q=PRt 直接进行计算. (2)若电流变化，则:①利用安培力做的功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功;②利用能

圈；在通电线圈中再插入铁 芯， 磁性会更加增强。 2、通电螺线管的磁场 （1）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似如图： （2）通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向之间的关系可以用安培定则来判断； （3）通电螺线管相当于条形磁体，与条形磁体联系解题； （4）以通电螺线管正面电流为例，电流向上，极在左端，电流向下，极在右端，便于记 忆，可简化为”上左，下右”； （5）通电螺线管外部的磁场方向是从极到S 极，内部的磁场方向是从S 极到极．螺线管 附近的小磁针自由静止时极的指向是磁场的方向，因此放在螺线管内部和外部的小磁针应 如图所示：（螺线管内部的小磁针不遵循同名磁极排斥，异名磁极吸引的原则）。 3、安培定则及其应用 安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。 初中材中表述：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的 那一端是通电螺线管的极。 【考点1 D．螺线管会在任意位置静止 【答】 【分析】通电后的螺线管相当于一个条形磁铁，然后利用磁体在地磁场的作用下指向南 北方向。因此首先利用安培定则确定螺线管的S 极，然后再确定其指向。 【解答】解：根据图示的螺线管线圈的绕向和螺线管中电流的方向，利用安培定则可以 确定螺线管的端为S 极，B 端为极。 在地磁场的作用下，螺线管将会发生转动，最后静止时，螺线管的极（B 端）指向北， 螺线管的S

B．该实验必须在地球赤道上进行 ．通电直导线应该水平东西方向放置 D．通电直导线可以水平南北方向放置 第 1 页 / 共 11 页 6．为了解释地球的磁性，19 世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引 起的。在下列四个图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ） ． B． ． D． 7 ．关于磁感线和磁通量的概念，下列说法中正确的是（ ） ．穿过线圈的磁通量为零，该处的磁感应强度不一定为零 15．如图所示，在水平绝缘杆上用两条等长的绝缘丝线悬挂一质量为m 的通电导体棒。导 体棒所在的空间存在垂直导体棒的匀强磁场（图中未画出），由于安培力的作用，当两 条丝线与竖直方向均成θ＝30°角时，导体棒处于平衡状态。若重力加速度为g，则关于 通电导体棒所受安培力的大小的说法正确的是（ ） ．只能为 mg B．最小值为 mg ．可能为 mg D．可能为 mg 16．如图所示，条形磁铁放在水 磁场中受到力的作 用，这个力叫做安培力，安培力的大小不仅与磁场强度大小有关，还与电流大小有关。 实验表明在匀强磁场中，当通电导体与磁场方向垂直时，电流所受的安培力F 等于磁场 强度B、电流和导线长度L 三者的乘积，即F＝BL。 （1）在磁场强度为05T 的匀强磁场中，有一条与磁场方向垂直的通电导线，通过它的 电流为5，导线上长为40m 的一段所受的安培力F＝ 。将此导线从磁场中拿走，