选择性必修第二册 第1讲 磁场对通电导线的作用-【全频累积】2023高中物理知识点考点全频积累高一高二高三全适用

290 第十八章 安培力与洛伦兹力 第1讲 磁场对通电导线的作用 知识点1　安培力的方向 1. 安培力:通电导线在磁场中受的力. 2. 左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同 一个平面内;让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向. 3. 安培力的方向:F⊥B,F⊥I,即F 垂直于B 和I所决定的平面. 知识点2　安培力的大小 1. 垂直于磁场B 的方向放置的长为l 􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 的一段导线,当通过的电流为I时, 它所受的安培力F=IlB 􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 . 2. 当磁感应强度B 的方向与通电导线的方向平行时,导线所受安培力为0. 3. 当磁感应强度B 的方向与导线成θ角时,导线所受安培力F=IlBsin θ 􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 . 知识点3　磁电式电流表 1. 构造:磁体 􀪍􀪍􀪍􀪍 、线圈、螺旋弹簧、指针、软铁、极靴.如图甲所示. 甲 磁电式电流表的结构 乙 2. 工作原理 (1) 如图乙所示,当电流通过线圈时,导线受到安培力的作用,由左手定则 知,线圈左右两边所受的安培力的方向相反,于是架在轴上的线圈就要转动, 通过转轴收紧螺旋弹簧使其变形,反抗线圈的转动,电流越大,安培力就越大, 螺旋弹簧的形变也就越大,所以,从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小. 当 电 流 方 向 跟磁场方向不垂直 时，安培力的方向 x1 电流方 向，也 x2 磁场方向；应用左 手定则判断时，拇 指与四指、拇指与 磁感线方向均垂 直，但磁感线与四 指方向不垂直 注意B和I不一定 垂直 .如图示，安培 力垂直纸面向外， F⊥B，F⊥I，但B和I 并不垂直 l为导线的有效长度，弯曲导线的有效长度l，等于连 接两端点线段的长度，如图所示.相应的电流沿l由始端流 向末端.任意闭合通电导线有效长度为0，即各部分所受安 培力的合力为0. 即I⊥B时，F=IlB 即I∥B时，F=0 若磁场方向和电流方向成θ角时，如 图所示.可以将磁感应强度B正交分解成 B⊥=Bsin θ和B∥=Bcos θ，而B∥对通电导 线是没有作用力的.所以F=IlB⊥=IlBsin θ 产生磁场的特点：极 靴与铁质圆柱间的磁场沿 半径方向，线圈无论转到 什么位置，它的平面都跟 磁感线平行，且线圈左右 两边所在处的磁感应强度 大小 x3 {#{QQABAYAQggAoAAJAAAgCQw0wCEKQkBCACKoOwAAEMAIAQAFABAA=}#} 291 (2) 线圈中的电流方向改变时,安培力的方向随着改变,指针的偏转方向 也随着改变.所以,根据指针的偏转方向,可以知道被测电流的方向. 3. 优缺点:优点是灵敏度高,可以测出很弱的电流;缺点是线圈的导线很 细,允许通过的电流很弱. 考点1　安培力 一、 安培定则与左手定则对比理解 安培定则 左手定则 用途 判断电流产生的磁场方向 判断通电导线在磁场中的受力方向 因果关系 电流是因,磁场是果 电流和磁场都是因,安培力是果 结论 判断安培力的方向不是用安培定则,而是用左手定则 (多选)图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上、下两磁极之间某一水平 面内固定两条平行金属导轨,L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端 a、b,导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L 便在导轨上滑动,下列说法正 确的是( ) A. 若a 接正极,b接负极,e接正极,f 接负极􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 ,则L 向右滑动 􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 B. 若a 接正极,b接负极,e接负极,f 接正极,则L 向右滑动 C. 若a 接负极,b接正极,e接正极,f 接负极,则L 向左滑动 D. 若a 接负极,b接正极,e接负极,f 接正极,则L 向左滑动 [解析] 若a 接正极,b接负极,由右手螺旋定则 􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 知电磁铁上下两磁极间磁场方向向上;若e 接正极,f 接负极,由左手定则知L 受到的安培力向左;若e接负极,f 接正极,L 受到的 安培力向右.A错误,B正确.同理,若a 接负极,b接正极,磁场方向向下;e接正极,f 接负 极,L 所受的安培力向右;e接负极,f 接正极,L