(讲义)第1章 1 安培力-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(教科版2019)

1．安培力 学习任务 1．知道安培力的概念，会用左手定则判断安培力的方向。 2．掌握安培力的计算公式F＝ILB sin θ，并会进行有关计算。 3．在实验探究的过程中，学会合作，培养学科学爱科学的科学态度。 知识点一　安培力的方向 1．认识安培力 定义：磁场对通电导线的作用力。 2．安培力的方向 (1)方向：用左手定则判断。 判断方法：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个平面内，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。 (2)安培力方向的特点 安培力的方向与电流方向，磁感应强度的方向都垂直，即垂直于磁场方向与电流方向所在的平面。 　安培力既垂直于磁场，又垂直于电流，但电流与磁场不一定垂直。 1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)通电导线所受安培力的方向与直线电流的方向垂直。 (√) (2)不通电的导线在磁场中一定不受安培力。 (√) (3)通电的导线在磁场中一定受安培力。 (×) 知识点二　安培力的大小 1．当B与I成θ角时：F＝ILB sin θ。 2．当B⊥I时：F＝ILB。 3．当B∥I时：F＝0。 　当通电导线中的电流方向与磁场方向既不平行也不垂直时，将磁场方向分解成沿电流方向与垂直于电流方向。 2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)对处于匀强磁场中的某段导线而言，所通电流越大，所受安培力越大。 (×) (2)一根长为0.2 m的电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是0.2 N。 (√) 1．如右图，改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变？ 2．上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化？ 提示：1．改变　2．变化 考点1　安培力的方向 1．安培力F、磁感应强度B、电流I的关系 (1)已知I、B的方向，可唯一确定F的方向。 (2)已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可唯一确定I的方向。 (3)已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定。 2．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 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 3．两平行通电直导线的相互作用规律：同向电流互相吸引，反向电流互相排斥。 【典例1】　下列各图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确的是(　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D A　[根据左手定则，导体棒ab所受安培力方向垂直于导体棒斜向上，A正确；ab棒放置和磁场方向平行，不受安培力，B错误；ab棒所受安培力方向垂直于导体棒向下，C错误；ab棒所受安培力方向垂直于导体棒向左，D错误。] 判断安培力方向常见的两类问题 [跟进训练] 1．在赤道上空，水平放置一根通以由西向东方向的电流的直导线，则此导线(　　) A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力 C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培力 A　[赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向东，画出此处磁场和电流的方向如图所示，由左手定则可判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的，选项A正确。] 考点2　安培力的大小 1．F＝BIL sin θ适用于匀强磁场中的通电直导线，求弯曲导线在匀强磁场中所受的安培力时，L为有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L由始端流向末端，如图所示。 2．同样情况下，通电导线与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大；导线与磁场方向平行时，它不受安培力；导线与磁场方向斜交时，它所受的安培力介于0和最大值之间。 3．在非匀强磁场中，只要通电直导线L所在位置的各点B矢量相等(包括大小和方向)，则导线所受安培力也能用上述公式计算。 4．当电流同时受到几个安培力时，则电流所受的安培力为这几个安培力的矢量和。 【典例2】　如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力为(　　) A．方向沿纸面向上，大小为(＋1)ILB B．方向沿纸面向上，大小为(－1)ILB C．方向沿纸面向下，大小为(＋1)ILB D．方向沿纸面向下，大小为(－1)ILB 思路点拨：(1)通电导