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

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 关键能力·分析应用 AB D A A A A A Thank you for watching 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. 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( ) 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 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( ) A. eq \f(BUL,R) B. eq \f(BUL,3R) C. eq \f(2BUL,R) D. eq \f(4BUL,3R) 解析：由题意可知，设电源左端为正极，流经d→c边的电流大小为I1＝eq \f(U,R)，流经d→a→b→c边的电流大小为I2＝eq \f(U,3R)，由左手定则可知，正方形金属框各边受安培力的方向如图所示，由图可知ad和bc这两个边受安培力大小相等，方向相反，合力是零，dc和ab边受安培力方向相同，其合力大小为F＝F1＋F2＝BI1L＋BI2L＝eq \f(BUL,R)＋eq \f(BUL,3R)＝eq \f(4BUL,3R)，D正确． 　水平面有一通有恒定电流的直导线，电流方向如图所示，导线处于水平向右的匀强磁场B1中．如果在该空间再加一个匀强磁场B2，使得导线所受安培力为零，不考虑导线产生的磁场及地磁场的影响，则B2的方向可能为( ) 解析：由左手定则可知，导线在匀强磁场B1中受到的安培力方向垂直纸面向里，则导线在匀强磁场B2中受到的安培力方向应垂直纸面向外，即B2应垂直指向电流或在此方向有分量，才能使导线受到的安培力可能为0，A正确． 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