第1章 习题课1 安培力作用下导体的运动-（课件）2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【南方凤凰台·5A新学案】人教版（安徽版）

第一章　安培力与洛伦兹力 习题课1　安培力作用下导体的运动 第1页 第一章　安培力与洛伦兹力 5A新学案 物理 · 选择性必修第二册 核心 目标 1. 理解平行通电直导线之间的相互作用特点，深刻理解安培定则与左手定则的区别，理解安培力的叠加问题． 2. 能用电流元法、等效法、特殊位置法等方法分析安培力作用下导体的运动问题. 关键能力·分析应用 分类悟法 考向1　平行通电直导线之间的相互作用 1. 作用规律：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥. 2. 推论：通电导线间的作用力是作用力与反作用力，两非平行直线电流有转到互相平行且电流方向相同的趋势． 3. 判断电流间相互作用力的方法： (1) 明确研究对象． (2) 用安培定则或根据磁体的磁场特征，画出研究对象所在位置的磁场方向． (3) 由左手定则判定安培力方向． 4. 安培定则(右手螺旋定则)与左手定则的区别： 安培定则(右手螺旋定则) 左手定则 用途 判断电流的磁场方向 判断电流在磁场中的受力方向 因果关系 电流产生磁场 电流在磁场中受力 适用对象 直线电流 环形电流或通电螺线管 电流在磁场中 应用 方法 拇指指向电流的方向 四指弯曲的方向表示电流的环绕方向 磁感线穿过手掌心，四指指向电流的方向 结果 四指弯曲的方向表示磁感线的方向 拇指指向轴线上磁感线的方向 拇指指向电流受到的安培力的方向 　 (多选)(2022·福建龙岩高二上期末)我国的特高压直流输电技术已达到世界先进水平．如图甲所示为向家坝—上海特高压直流输电工程输电塔，图乙为其简化图．两根等高、相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I1、I2，a、b、c三点连线与导线等高并垂直于导线，b点位于两根导线间的中点，且ab＝bc，不考虑地磁场的影响，则下列说法中正确的是( ) 甲 乙 A. 两导线间的作用力是吸引力 B. a点与c点的磁感应强度大小相等 C. a点与c点的磁感应强度方向相同 D. a、b、c三点中b点的磁感应强度最大 　 AB 解析：两导线电流方向相同，可知两导线间的作用力是吸引力，A正确；两导线中的电流大小相等，方向相同，且ab＝bc，根据右手螺旋定则结合磁场叠加原理，可判断知a点与c点的磁感应强度大小相等，方向相反，B正确，C错误；利用右手螺旋定则判断知两导线在b点的磁感应强度为零，D错误． 考向2　安培力的叠加问题 1. 当一个电流处于几个磁场的复合场中时，每个磁场对电流都有作用力，合力是其矢量和；也可以先求出合磁场，再求合力． 2. 通电导线之间的作用力也符合作用力与反作用力的关系． 　 (2022·广东佛山高二上期末)如图所示，边长为L的正方形金属框abcd每条边的电阻均为R，将c、d两点按图中方式与电压为U的电源连接，整个金属框置于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，则金属框受到的安培力合力大小为( ) D 　 B 考向3　安培力作用下导体的运动问题 1. 判断安培力作用下通电导体的运动方向的思路： (1) 首先应画出通电导体(或通电线圈)所在位置的磁感线方向． (2) 根据左手定则确定通电导体(或通电线圈)所受安培力的方向． (3) 由通电导体(或通电线圈)的受力情况判断通电导体(或通电线圈)的运动方向． 2. 五种常用方法 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 环形电流可以等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立 特殊位 置法 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置(如转过90°)，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力，从而确定磁体所受合力及运动方向 　 用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，将他们等高平行放置，如图所示，当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则( ) A. 两导线环相互吸引 B. 两导线环相互排斥 C. 两导线环无相互作用力 D. 两导线环先吸引后排斥 解析：通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用．由