1.1 磁场对通电导线的作用力-2022-2023学年高二物理下学期同步学案+典例+练习（人教版2019选择性必修第二册）

1.1 磁场对通电导线的作用力 基础知识梳理 一、安培力的方向 1．安培力：通电导线在 中受的力． 2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指 ，并且都与 在同一个平面内；让磁感线从 垂直进入，并使四指指向 的方向，这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． 3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系： ， ，即F垂直于B与I所决定的平面． 二、安培力的大小 1．垂直于磁场B的方向放置的长为l的通电导线，当通过的电流为I时，所受安培力为F＝ . 2．当磁感应强度B的方向与电流方向成θ角时，公式F＝ . 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 而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越 ．根据 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 方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线 ，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小 ． 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． 典型例题分析 考点一：两根通电导线之间的作用力方向 【例1】在正三角形ABC的三个顶点A、B、C处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线A受到的安培力大小为F，则导线C受到的安培力（　　） A．大小为F，方向平行AB向左下 B．大小为F，方向平行AB向右上 C．大小为，方向垂直AB向右下 D．大小为，方向垂直AB向左上 【变式练习】 1．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有反向电流后，两导线环开始运动，以下关于两导线环运动情况的说法正确的是（　　） A．二者相互靠近，各自做匀变速直线运动 B．二者相互远离，各自做加速度减小的直线运动 C．二者相互靠近，各自做加速度减小的直线运动 D．二者相互远离，各自做加速度增大的直线运动 2．如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。下列说法正确的是（　　） A．两导线间相互吸引 B．d点与a点的磁感应强度相同 C．d点与b点的磁感应强度相同 D．d点与c点的磁感应强度相同 考点二：通电导线在磁场中的作用力方向 【例2】关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（　　） A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极 B．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 C．磁感线越密的地方，磁场越强 D．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场力的方向 【变式练习】 1．如图所示，A为一水平旋转的橡胶圆盘，带有大量均匀分布的正电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向已在图中标出。当圆盘绕中心轴OO′按图示方向高速转动时，通电直导线所受安培力的方向是（　　） A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向外 D．水平向里 2．一个条形磁铁放在桌面上，磁铁左上方固定一个垂直纸面方向的长直导线，当导线中有电流流过时，磁铁对桌面的压力减小但仍保持静止，则下列说法正确的是（    ） A．电流方向指向纸面内侧，磁铁受到向左的摩擦力 B．电流方向指向纸面内侧，磁铁受到向右的摩擦力 C．电流方向指向纸面外侧，磁铁受到向左的摩擦力 D．电流方向指向纸面外侧，磁铁受到向右的摩擦力 考点三：判断通电直导线在磁场中的运动趋势 【例3】在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极，并把它们与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水。如果把玻璃皿放在磁场中，如图所示，通过所学的知识可知，当接通电源后从上向下看（　　） A．液体将顺时针旋转 B．让蹄形磁铁翻转，使磁场方向水平，液体的旋转效果不变 C．若仅调换、极位置，液体旋转方向不变 D．若仅调换电源正、负极位置，液体旋转方向不变 【变式练习】 1．如图所示，一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则关于导线ab受磁场力后的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．从下向上看顺时针转动并靠近螺线管 B．从下向上看顺时针转动并远离螺线管 C．从下向上看逆时针转动并远离螺线管 D．从下向上看逆时针转动并靠近螺线管 2．如图所示，将通电直导线AB（