第一章 1.安培力-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（教科版）

1．安培力 【核心素养目标】 物理观念 知道安培力的概念，通过磁场对电流作用力的实验，体会安培力概念的生成过程。 科学思维 掌握安培力方向的判断方法及计算公式，会分析安培力作用下的平衡问题。 科学探究 经历安培力方向的探究过程，进一步理解安培力方向的判断方法。 一、认识安培力　安培力的方向 1．定义：磁场对通电导线的作用力。 2．方向：用左手定则判断。 伸出左手，四指并拢，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内；让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，则大拇指所指方向就是通电导线所受安培力的方向。 3．安培力方向的特点 安培力的方向总是垂直于磁场方向与电流方向所在的平面。 二、安培力的大小 1．当通电导线与磁场方向垂直时：F＝ILB。 2．当通电导线与磁场方向平行时：F＝0。 3．当通电导线与磁场方向的夹角为θ时：F＝ILB⊥＝ILBsin θ。 1．判断正误 (1)安培力的方向与磁感应强度的方向相同。(　　) (2)通电导线在磁场中不一定受安培力。(　　) (3)若匀强磁场中磁感应强度为B＝1 T，导线中电流I＝1 A，导线长度L＝1 m，则导线所受安培力F＝1 N。(　　) (4)若通电导线在某处不受安培力，则该处磁感应强度一定为零。(　　) (5)同样情况下，当导线垂直于磁场放置时，安培力最大。(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√ 2．链接实景 处在匀强磁场中的通电导线，如果放置的方式不同，其所受安培力的大小是否相同？ 提示：通电导线在匀强磁场中放置的方式不同，其所受安培力的大小也不同。 学生用书↓第2页 知识点一　安培力方向的理解及判断 按照如图所示进行实验： (1)仅上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向是否改变？ (2)仅改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变？ 提示：(1)受力的方向改变。(2)受力的方向改变。 1．安培力方向的特点 (1)当电流方向跟磁场方向垂直时，安培力的方向、磁场方向和电流方向两两相互垂直。应用左手定则判断时，磁感线从掌心垂直进入，拇指、其余四指和磁感线三者方向两两垂直。 (2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流方向，也垂直于磁场方向。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。 2．安培定则与左手定则的对比理解 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 (2022·广东肇庆高二期末)下列情景中，关于通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是(　　) A．通电导线静止，磁场垂直纸面向里 B．磁场与竖直方向的夹角为θ，电流方向垂直纸面向里 C．磁场竖直向上，导轨水平放置 D．导体棒静止，磁场竖直向上 B　[由左手定则可知A图中通电导线受到的安培力F竖直向上，故A错误；B图中通电导线受到的安培力F斜向右上方且与磁场垂直，故B正确；C图中通电导线受到的安培力F水平向右，故C错误；D图中导体棒受到的安培力F水平向右，故D错误。] 规律总结 针对练1．一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图形中正确的是(　　) D　[根据左手定则可判断出A中导线所受安培力为零，A错误；B中导线所受安培力垂直纸面向里，B错误；C、D中导线所受安培力向右，由导线受力以后的弯曲方向与受力方向的关系可知，C错误，D正确。] 学生用书↓第3页 针对练2．(2021·山东济南市联考)如图所示，D是置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里。在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是(　　) A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右 A　[在开关S接通后，线圈中电流由左侧流入，由安培定则可知电磁铁右侧为N极，故导线所在处的磁场方向向左，由左手定则可知，导线所受安培力的方向竖直向上，故A正确。] 知识点二　安培力大小的分析与计算 仔细观察甲、乙两图。 (1)甲图中计算通电导线所受安培力时，能利用公式F＝ILB吗？如果不能，该如何计算？ (2)乙图中设磁感应强度为B，电流大小为I，AB＝BC＝l，整个导线ABC所受安培力如何？与公式F＝ILB对比可以得到什么结论？ 提示：(1)不能　F＝ILBsin θ。 (2)所受安培力大小F＝ILB，方向垂直于AC向上；可将ABC导线等效成沿虚线的导线AC(电流从A到C)，导线AC受到的安培力大小、方向与ABC