§1.1 磁场对通电导线的作用力（备课件）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（人教版选择性必修第二册）

§1. 1　磁场对通电导线的作用力 第一章 安培力与洛伦兹力 人们把通电导线在磁场中受到的力称为安培力. 在右图中，当导体棒中有电流流过时，导体棒就会因受力而发生运动。 ①这个力的方向该如何判断？ ②它的大小除了与磁感应强度有关外，还与哪些因素有关？ 我们利用如图所示的装置探究： 4 按照图示进行实验。 ①改变导线中电流的方向，观察导线受力方向是否改变。 ②上下交互磁场的位置改变磁场的方向，观察导线受力方向是否改变。 一、安培力的方向 I B F F I B I B F F I B 向下 垂直于纸面向外 水平向右 现象记录 F 向上 垂直于纸面向外 水平向左 F 向下 垂直于纸面向里 水平 向左 F F、B、I 方向关系 B I F 示意图 ①安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面 I B F B B ②B 与 I 不一定垂直. 1）伸开左手，大拇指跟四指垂直 ，且在同一平面内； 2）让磁感线穿过手心； 左手定则： 3）使四指指向电流方向 ，则拇指指向安培力的方向。 Ⅰ S B F N 典例精析 例1．在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向 的是(　　) 【解析】根据左手定则判断可知，安培力竖直向下，A错误；根据左手定则判断可知，安培力竖直向下，B正确；根据左手定则判断可知，安培力竖直向下，C错误；根据左手定则判断可知，安培力垂直纸面向外，D错误。 【答案】B 通电直导线中的电流 环形电流或通电螺线管 判断电流在磁场中的受力方向 电流在磁场中 左手定则 作用 具体情况 具体操作 结果 内 容 四个手指弯曲的方向指向电流的环绕方向 大拇指指向轴线上的磁感线方向 四个手指弯曲的方向表示磁场的方向 大拇指指向电流的方向 磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流的方向 大拇指指向电流所受到的安培力的方向 判断电流的磁场方向 安培定则 左手定则和安培定则对比： 小试牛刀 １.画出图中通电直导线A受到的安培力的方向。 13 【答案】 【解析】(1)中电流与磁场垂直，由左手定则可判断出A所受安培力方向如图甲所示。 (2)中条形磁铁在A处的磁场分布如图乙所示，由左手定则可判断A受到的安培力的方向如图乙所示。 (3)中由安培定则可判断出A处合磁场方向如图丙所示，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图丙所示。 (4)中由安培定则可判断出A处磁场如图丁所示，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图丁所示。 小试牛刀 １.(多选)(2019·江苏高考)如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等。矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止。则a、b的电流方向可能是(　　) A．均向左　　　　　　　　　　B．均向右 C．a的向左，b的向右 D．a的向右，b的向左 16 【解析】a、b的电流均向左或均向右时，根据通电直导线产生的磁场及其分布和叠加可知，在a、b导线附近的磁场方向相反，则由左手定则可以判断平行于a、b导线的矩形线框的两边受力的方向相同，线框所受的合力不为0，故不可能静止，选项A、B错误；a、b的电流方向相反时，在a、b导线附近的磁场方向相同，平行于a、b导线的矩形线框的两边受力的方向相反，用对称性也可以判断线框的另外两边所受的磁场力也大小相等方向相反，故线框处于平衡状态，选项C、D正确。 【答案】CD 小试牛刀 2．如图所示，O为圆心，KN、LM是半径分别为ON、OM的同心圆弧，在O处垂直纸面有一载流直导线，电流方向垂直纸面向外，用一根导线围成如图KLMN所示的回路，当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出)，此时回路(　　) A.将向左平动 B．将向右平动 C．将在纸面内绕通过O点并垂直纸面的轴转动 D．KL边将垂直纸面向外运动，MN边垂直纸面向里运动 18 小试牛刀 【解析】因为通电直导线的磁感线是以O为圆心的一组同心圆，磁感线与KN边、LM边平行，所以KN边、LM边均不受力。根据左手定则可得，KL边受力垂直纸面向外，MN边受力垂直纸面向里，故D项正确。 【答案】D 小试牛刀 ３．(2021·广东选择考)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线。若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1≫I2，电流方向如图所示。下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是(　　) 小试牛刀 【解析】因I1≫I2，则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用；根据两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，则正方形左右两侧的直导线要受到中心直导线吸引的安培力，形成凹形，正方形上下两边的直导线要受到中心