1.1 磁场对通电导线的作用力2 导学案-2024-2025学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

该高中物理导学案聚焦“安培力作用下的平衡与运动问题”，是磁场对通电导线作用力的深化学习。通过例题搭建从安培力基础概念（大小、方向）到综合应用的学习支架，衔接受力分析、平衡条件与运动趋势判断等前后知识点，引导学生逐步掌握复杂情境下的问题解决方法。 资料以多样化例题（杆、线圈、磁场变化等情境）和分层练习为特色，覆盖平衡条件应用、运动方向推理及定量计算，强化科学思维中的模型建构与科学推理，深化物理观念中的相互作用观念，助力学生从具体问题中提炼规律，提升解决实际电磁学问题的能力，适合课堂教学与课后巩固。

高二物理 1.1 磁场对通电导线的作用力2 1、 安培力作用下的平衡问题 例1：如图所示，两根等长的绝缘细线悬挂一水平金属细杆，金属细杆长0.1m、质量为1×10-3kg，处在与其垂直的竖直匀强磁场中。当金属细杆中通以1A的电流时，两绝缘细线与竖直方向的夹角稳定在。求： （1）金属细杆中电流的方向； （2）匀强磁场的磁感应强度大小。 例2：如图所示，磁感应强度的方向垂直于轨道平面斜向下，当磁场从零均匀增大时，金属杆ab始终处于静止状态，则金属杆受到的静摩擦力将 （ ） A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先逐渐增大，后逐渐减小 D．先逐渐减小，后逐渐增大 总结： 2、 安培力作用下的运动问题 例3：如图所示，均匀绕制的螺线管水平固定在可转动的圆盘上，在其正中心的上方有一固定的环形电流A，A 与螺线管垂直。A 中电流方向为逆时针方向，开关S 闭合瞬间，关于圆盘的运动情况（从上向下观察），下列说法正确的是（　　） A．静止不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．无法确定 例4：如图所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴穿过线圈的平面，当线圈内通过如图所示方向电流时，线圈将怎样运动（　　） A．不动 B．发生转动，同时靠近磁铁 C．发生转动，同时离开磁铁 D．不发生转动，只是靠近磁铁 例5：蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流I的轻质直导线ab，则ab运动的情况是（　　） A．a端转向纸外，b端转向纸里，同时向上运动 B．a端转向纸外，b端转向纸里，同时向下运动 C．a端转向纸里，b端转向纸外，同时向上运动 D．a端转向纸里，b端转向纸外，同时向下运动 例6：如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的右端上方固定一根与条形磁误垂直的长直导线。当导线中没有电流通过时，磁铁受到的支持力为，受到的摩擦力为。当导线中通以如图所示方向的电流时，下列说法正确的是（　　） A．减小，水平向左 B．增大，水平向右 C．减小，为零 D．增大，为零 总结： 课后练习 1. 长为的通电直导线放在倾角为的光滑斜面上，并处在磁感应强度为的匀强磁场中，如图所示，当方向垂直斜面向上，电流为时导体处于平衡状态，若方向改为竖直向上，则电流为时导体处于平衡状态，电流比值应为（　　） A． B． C． D． 2. 如图所示，长、质量为的导体棒被两轻质细绳水平悬挂，静置于竖直方向的匀强磁场中。当中通过如图的恒定电流时，棒摆离原竖直面，在细绳与竖直方向成角位置再次处于静止状态。已知棒始终与磁场方向垂直，则磁感应强度的方向及大小是（　　） A．竖直向下， B．竖直向下， C．竖直向上， D．竖直向上， 3. 如图所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个圆线圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线圈通以图示方向的电流时，从上往下看，线圈将会（ ） A．顺时针方向转动，同时靠近磁铁 B．顺时针方向转动，同时离开磁铁 C．逆时针方向转动，同时靠近磁铁 D．逆时针方向转动，同时离开磁铁 4. 如图所示，条形磁铁放在桌面上，一条通电的直导线由S极的上端平移到N极的上端，在此过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图所示，则这个过程中磁铁受力情况为（　　） A． 摩擦力的方向由右向变为向左 B． 摩擦力的方向保持不变 C． 支持力先大于重力后小于重力 D． 支持力始终大于重力 5. 如图所示，将通电直导线AB用悬线悬挂在电磁铁的正上方，直导线可自由转动，则接通开关（　　） A．A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变小 B．A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变大 C．A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变大 D．A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变小 6. 如图所示天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，底边长为，共匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流（方向如图所示）时，在天平两边加上质量分别为、的砝码时，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平又重新平衡，重力加速度为。由此可知（　　） A．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为 B．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为 C．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为 D．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为 7. 两根通电直导线a、b相互平行，a通有垂直纸面向里的电流，固定在O点正下方的地面上；b通过一端系于O点的绝缘细线悬挂，且Oa=Ob，b静止时的截面图如图所示。若a中电流大小保持不变，b中的电流缓慢增大，则在b缓慢移动的过程中（　　） A．细线对b的拉力逐渐变小 B．地面对a的作用力变小 C．细线对b的拉力逐渐变大 D．地面对a的作用力变大 8.（2023北京）一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示。两平行长直金属导轨固定在水平面，导轨间垂直安放金属棒。金属棒可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨接触良好，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回，图中电源未画出。导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B与电流i的关系式为（k为常量）。金属棒被该磁场力推动。当金属棒由第一级区域进入第二级区域时，回路中的电流由I变为。已知两导轨内侧间距为L，每一级区域中金属棒被推进的距离均为s，金属棒的质量为m。求： （1）金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小F； （2）金属棒经过第一、二级区域的加速度大小之比； （3）金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小v。    学科网（北京）股份有限公司 $