1.1 磁场对通电导线的作用力-2021-2022学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

第1章 安培力与洛伦兹力 1.1：磁场对通电导线的作用力 一：知识精讲归纳 考点一：安培力的方向 1．安培力：通电导体在磁场中受的力． 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、磁场方向、电流方向的关系． F⊥B、F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面． 考点二：安培力的大小 三种情形 重难点升华理解： 1．对安培力F＝ILBsin θ的理解 (1)当B与I垂直，即θ＝90°时，F＝ILB；当B与I成θ角时，F＝ILBsin θ，θ是B与I的夹角． (2)公式F＝ILBsin θ中： ①B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． ②L是有效长度，匀强磁场中弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图)；相应的电流沿L由始端流向末端． 2．F＝ILBsin θ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，公式仅适用于很短的通电导线． 考点三：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． 缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱． 二：考点题型归纳 题型一：安培力的方向（左手定则） 1．（2021·河南·商丘市回民中学高二期中）如下四幅图表示运动电荷或通电直导线分别在匀强磁场中的受力方向，其中正确的是（ ） A．B．C．D． 2．（2021·江苏·宝应教育局高二期中）下图标出的电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中不正确的是（　　） A．B．C． D． 3．（2021·河北·深州长江中学高二期中）关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是（　　） A．在B=0的地方，F一定等于零 B．在F=0的地方，B一定等于零 C．若B=1 T，I=1 A，L=1 m，则F一定等于1 N D．若L=1 m，I=1 A，F=1 N，则B一定等于1 T 题型二:两根通电电流的相互作用力 4．（2021·浙江·嘉兴市第五高级中学高二期中）如图所示，两平行直导线 和 竖直放置，通以方向相反大小相等的电流， 、 两点位于两导线所在的平面内，则（　　） A．平行直导线 和 相互吸引 B． 导线在 点产生的磁场方向垂直纸面向里 C． 导线受到的安培力方向向右 D．同时改变两导线的电流方向， 导线受到的安培力方向不变 5．（2021·新疆·额敏县第二中学高二期中）如图所示，a、b是两个相同的能在同一个光滑绝缘圆柱体上自由移动的轻质铝环。现将I1、I2两个大小不同的电流按图示方向分别通入a、b两个铝环，则两个铝环的运动情况是（　　） A．都绕圆柱体运动 B．彼此相向运动，且具有大小相等的加速度 C．彼此相向运动，且电流大的加速度大 D．彼此背向运动，且电流大的加速度大 6．（2021·辽宁抚顺·高二期末）如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线cd固定不动，导线ab能自由运动，则它的运动情况是（　　） A．顺时针转动，同时靠近导线cd B．顺时针转动，同时远离导线cd C．逆时针转动，同时靠近导线cd D．逆时针转动，同时远离导线cd 题型三：安培力的计算和应用 7．（2021·江苏·扬州市江都区大桥高级中学高二月考）将一长度为 的直导线垂直放置于某一匀强磁场中，当导线中通入电流为 时，测得其所受安培力为 。则此匀强磁场的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 8．（2021·陕西金台·高二期中）若宝鸡地区地磁场磁感应强度由南到北的水平分量为 ，从上到下的竖直分量为 ，某栋大楼的顶部安装了高1m的竖直金属杆作为避雷针。假设某次雷雨天气闪电过程中通过金属杆流入大地的瞬间放电电流为 ，此时金属杆所受安培力的大小和方向分别为（　　） A．3N、向东 B．1N、向南 C．3N、向西 D．1N、向北 9．（2021·河南·高二期中）如图所示，两根相同的轻质弹簧竖直悬挂在天花板下方，两弹簧下端连接一导体棒，导体棒处于磁感应强度大小为1.0T、宽度为10cm的有界匀强磁场中，当给导体棒通以2A的电流，平衡时发现弹簧的伸长量是不通电流时的2倍。若弹簧始终处于弹性限度内，导体棒一直处于水平，重力加速度大小为10m/s2，则导体