第1章 1.磁场对通电导线的作用力-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版）

第一章　安培力与洛伦兹力 　　▶导语:在必修第三册介绍磁场知识的基础上，进一步介绍磁场与通电导线、带电粒子之间的相互作用。本章内容关注发展学生的运动与相互作用观念，紧密联系生产、生活实际，培养科学思维和科学探究等素养。学习时关注以下几点:(1)研究安培力与洛伦兹力时，先定性分析力的方向，再定量计算力的大小;(2)加强前后知识间的联系，使新知识得以深化和拓展，如应用平衡条件分析通电导线在安培力作用下的平衡问题，应用牛顿第二定律分析带电体在洛伦兹力作用下的运动问题;(3)不要简单地记忆结论，重视结论的形成过程，培养观察、分析和概括能力。如处理带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动和带电粒子在复合场中的运动问题时，要从受力和初始运动条件出发分析粒子的运动情况，是匀速圆周运动、类平抛运动还是匀速直线运动，多过程运动问题各阶段运动有何联系等。 要点精准概括 2种力的作用:磁场对通电导线的安培力、磁场对运动电荷的洛伦兹力 2个定则:安培定则(判断电流产生的磁场方向)、左手定则(判断安培力和洛伦兹力方向) 4种典型的有界匀强磁场:直线边界、三角形边界、四边形边界、圆形边界 2个典型的复合场问题:带电粒子在组合场中的运动、带电粒子在叠加场中的运动 6种常见应用:速度选择器、磁流体发电机、霍尔效应、电磁流量计、回旋加速器和质谱仪 5种思想方法:转化思想、临界值法、极限分析法、类比法、等效法 4种解题方法:用等效法、转换研究对象法等分析通电导线在磁场中的运动情况，用有效长度计算通电导线在磁场中受到的安培力，结合几何知识分析带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，用动力学观点分析带电粒子在复合场中的运动问题 4种关键能力:提升运动与相互作用观念的能力、建立物理模型的能力、应用几何知识解决物理问题的能力、推理能力 1.磁场对通电导线的作用力 1.知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断安培力的方向。 2.理解匀强磁场中安培力的表达式，会计算匀强磁场中安培力的大小。 3.知道磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理。 　　传统的大炮是利用火药爆炸使炮弹获得向前的推力，随着科技的进步，人们研制出一种电磁炮。电磁炮由两条平行的长直导轨组成，导轨间 放置一质量较小的滑块作为弹丸，当两导轨接入电源时，强大的电流从一导轨流入，经滑块从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场，通电流的滑块在安培力的作用下，会以很大的速度射出，弹丸体积虽小，但由于初速度特别大，所以具有很大的动能，足以穿透厚钢板。 根据上面的介绍能否自制一个电磁炮的模型，进而研究通电导体在磁场中的受力与磁场、电流、弹丸直径(即通电导线的长度)之间有什么关系? 知|识|梳|理 一、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.安培力方向与磁场方向、电流方向的关系:F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和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F=0。 3.当磁感应强度B的方向与电流方向成θ角时，导线所受安培力F=IlBsin θ。  三、磁电式电流表 1.构造:最基本的组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈，如图甲所示。 甲　 乙 2.原理。 (1)如图乙所示，通电线圈在磁场中受安培力作用发生转动。图甲中的螺旋弹簧变形，以反抗线圈的转动。 (2)线圈偏转的角度越大，说明被测电流就越大，所以根据线圈偏转的角度大小，可以确定被测电流的大小;根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。 3.特点:表盘刻度均匀。 4.优、缺点。 (1)优点:灵敏度高，可以测出很弱的电流。 (2)缺点:线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。 预|习|自|检 1.判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。 (1)判断电流的磁场方向用安培定则(右手螺旋定则)，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则。 (√) (2)通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向三者必须保持相互垂直。 (×) (3)用左手定则判断安培力方向时，磁感线只要从掌心进入即可，不一定垂直穿过掌心。 (√) (4)当导体在磁场中放置时，导体所受作用力F=IlB。 (×) (5)磁电式电流表最基本的组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈。其原理是通电线圈在磁场中受安培力而转动。 (√) 2.如图所示，已知导