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】粤教版

第一章　磁场 习题课1　安培力作用下导体的运动 第1页 第一章　磁场 5A新学案 物理 · 选择性必修第二册 YJ 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________，异向电流相互________. 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________的趋势． 吸引 排斥 相同 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________方向 判断电流在磁场中的________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 磁场 受力 (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 AB 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( ) D 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( ) A 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