第1章 1 磁场对通电导线的作用力(PPT课件)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第二册配套课件（人教版）

1 磁场对通电导线的作用力 1 学习任务一 安培力的方向 学习任务二 安培力大小的计算 学习任务三 磁电式电流表的工作原理 随堂巩固 ◆ ◆ 新课探究 课后习题 2 学习任务一 安培力的方向 ［教材链接］ 阅读教材,完成下列填空. 1.安培力：__________在磁场中受的力. 2.安培力的方向与__________、__________有关. 通电导线 磁场方向 电流方向 3.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________________，并使四指指向____________，这时_____ 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向. 从掌心垂直进入 电流的方向 拇指 学习任务一 3 ［科学探究］ 按照如图所示进行实验. (1) 上下交换磁铁磁极的位置时____改变磁场方向，导体棒受力的方向____改 变.(均选填“会”或“不会”) 会 会 (2) 改变导体棒中电流的方向时，导体棒受力的方向____ (选填“会”或“不会”)改变. 会 (3) 既交换磁铁磁极的位置，又改变导体棒中电流的方向 时，导体棒受力的方向______(选填“会”或“不会”)改变. 不会 学习任务一 4 例1 [2026·重庆八中高二期中] 如图所示的磁感应强度、电流 和磁场对电流的 作用力 三者方向的相互关系中正确的是( ) A. B. C. D. [解析] 由左手定则可知，A图中安培力应竖直向上，B图中安培力应水平向左， C图中磁感应强度、电流和磁场对电流的作用力 三者方向关系正确，D图中 安培力应垂直纸面向里，故C正确，A、B、D错误. √ 学习任务一 5 【要点总结】 1.安培力的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直,即跟、 所在的面垂 直，但与 的方向不一定垂直. 2.当电流方向跟磁场方向不垂直时，仍可用左手定则来判定安培力的方向，注 意要让磁感线垂直于电流方向的分量垂直进入掌心. 学习任务一 6 学习任务二 安培力大小的计算 ［科学思维］ 长为的一段直导线放在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为 ，导线中通以大小 为 的电流，当导线按以下三种方式放置时，所受磁场的作用力分别是多大？ (1) 导线和磁场垂直放置时， ____; (2) 导线和磁场平行放置时， ___； (3) 导线和磁场成 角与方向夹角放置时, ________.注：此式为安培力 的通式. 0 学习任务二 7 例2 如图所示的四种情况中，匀强磁场的磁感应强度大小相等，载流导体的长 度相同，通过的电流大小也相同，导体受到的磁场力最大且方向沿着纸面的是 ( ) A.甲、乙 B.甲、丙 C.乙、丁 D.乙、丙 √ 学习任务二 8 [解析] 对于甲图,磁场力 ,方向垂直于纸面向里;对于乙图,磁场力 ,方向沿纸面向下;对于丙图,磁场力;对于丁图,磁场力 ,方向 垂直于导体沿纸面斜向上,故选C. 学习任务二 9 例3 [2026·江苏连云港高二期末] 如图所示，匀强磁场垂直于“√”形通电导线所 在平面，已知， ，段受到的安培力大小为 .则( ) A.段受到的安培力大小为 B.整体受到的安培力大小为 C.段受到的安培力方向垂直于 向左 D.整体受到的安培力方向垂直于 向下 √ 学习任务二 10 [解析] 设，则，，由题意可知，则 段受到的 安培力大小为，故A错误；整体的有效长度为 ， 则整体受到的安培力大小为 ，故B正确；根据左手定 则可知，段受到的安培力方向垂直于向右，故C错误； 整体的有效长度 为，根据左手定则可知整体受到的安培力方向垂直于 向上，故D错误. 学习任务二 11 【要点总结】 公式 中指的是“有效长度”.弯曲导线的有效长度 等于连接两端点 的线段的长度(如图所示)，相应的电流沿线段由始端流向末端. 学习任务二 12 学习任务三 磁电式电流表的工作原理 ［教材链接］ 阅读教材,完成下列填空. 1.当电流通过线圈时，线圈因为受到______力而发生转动. 2.线圈________________可以说明被测电流的强弱. 安培 偏转角度的大小 学习任务三 13 例4 [2026·湖北黄冈中学高二月考] 如图甲是高中物理电学实验中常用的磁电式 电流表的结构示意图，其内部磁场分布和线圈中电流流向剖面示意图如图乙所示. 关于磁电式电流表的下列各项说法中正确的是( ) A.当线圈在如图乙所示位置时导线 受到的安培力方向向上 B.线圈中电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也越大，线圈偏转的角度也 越大 C.电流表内部的磁场是匀强磁场 D.线圈无论转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，所以线圈不受安培力 √ 学习任务三 14 [解析] 根据左手定则可得导线 在磁场中受到的安培力的方向向下，A错误；根据 可知,线圈中电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也越大，线圈偏转 的角度也越大，B正确；电流表内部的磁场不是匀强磁场，C错误；线圈平面始终 和磁感线平行，但导线、 与磁感线垂直，所以安培力不可能为零，D错误. 学习任务三 15 【要点总结】 1.磁电式电流表的特点： (1)磁体和铁芯之间是辐向均匀分布的磁场 (2)线圈平面始终与磁感线平行 (3)表盘刻度均匀分布 2.优点：灵敏度高，可以测量很小的电流. 3.缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很小. 学习任务三 16 1.(安培力的大小) (多选)如图所示，是一个半径为 的四分之一圆弧，将其放 置在与平面垂直的磁感应强度为的匀强磁场中.当该导线中通以由到 、 大小为 的恒定电流时，该导线受到安培力的大小和方向是( ) A.安培力大小为 B.安培力大小为 C.安培力方向为垂直于 的连线指向左下方 D.安培力方向为垂直于 的连线指向右上方 √ √ 随 堂 巩 固 17 [解析] 直导线折成半径为的圆弧形状，在磁场中的有效长度为 ，则 安培力大小为 ，安培力的方向与等效长度的直线垂直，根据左 手定则可得，安培力的方向垂直于 的连线指向右上方，故B、D正确. 随 堂 巩 固 18 2.(磁电式电流表)(多选)关于磁电式电流表，以下说法正确的是( ) A.指针稳定后，螺旋弹簧形变产生的阻碍效果与线圈受到的安培力的转动效果 方向是相反的 B.通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大 C.在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场 D.在线圈转动的范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关 √ √ √ 随 堂 巩 固 19 [解析] 螺旋弹簧形变产生的阻碍效果与线圈受到的安培力的转动效果方向相反， 线圈才能停止转动，使指针稳定.电流表内磁场是均匀辐向磁场，在线圈转动的 范围内，不管线圈转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，线圈左右两边所 在处的磁感应强度大小相等、方向不同，安培力大小与电流大小有关，而与线 圈所处位置无关，电流越大，安培力越大，指针偏转的角度越大.故A、B、D正 确，C错误. 随 堂 巩 固 20 课后习题 21 知识点一 安培力的方向 1.[2026·浙江温州中学高二期中] 下列图中分别标明了通电直导线中电流 、匀 强磁场的磁感应强度和通电导线所受安培力 的方向，其中正确的是( ) A. B. C. D. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 22 [解析] 根据左手定则可知，通电导线所受安培力方向垂直于导线向上，故A正 确；根据左手定则可知，通电导线所受安培力方向垂直于导线向下，故B错误； 由于电流方向与磁场方向平行，则通电导线不受安培力作用，故C错误；根据 左手定则可知，通电导线所受安培力方向垂直于导线向右，故D错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 23 2.有一通电导线在赤道上方，沿东西方向水平放置，电流方向向东，它受到地 磁场的作用力方向为( ) A.向东 B.向西 C.向上 D.向下 [解析] 赤道处的磁场与地表平行，由南极指向北极，由左手定则可知，通电导 线受到地磁场的作用力方向垂直地面向上.故选C. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 3.把一段通电直导线悬挂在匀强磁场中 点，并建立空间直 角坐标系，如图所示.直导线沿 轴方向放置时不受力；直导 线中电流方向沿轴正方向时受到沿 轴正方向的力.由此可 知该磁场的方向为( ) A.轴正方向 B.轴负方向 C.轴负方向 D. 轴正方向 [解析] 直导线沿轴方向放置时不受力，说明磁场沿 轴方向；直导线中电流方 向沿轴正方向时受到沿轴正方向的力，由左手定则可知磁场的方向沿 轴负 方向，故B正确，A、C、D错误. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 25 知识点二 安培力的大小 4.[2026·河北唐山二中高二月考] 下列图中，通有电流大小为的导体 所受安 培力的大小正确的是( ) C. A. B. D. [解析] 导体所受安培力的大小为，故A正确；导体 所受安培力的 大小为 ，故B错误；导体所受安培力的大小为 ， 故C错误；导体所受安培力的大小为 ，故D错误. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 26 5.[2026·福建龙岩一中高二期中] 如图所示，形导线框 固定并 垂直放置在磁感应强度为的匀强磁场中，垂直于， 垂直于 ，已知，，导线通入恒定电流 时，导线框 受到的安培力大小为 ，则( ) A. B. C. D. [解析] 因边和边受到的安培力等大反向，故导线框 受到的安培力大小 等于边受到的安培力，即 ，选项B正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 27 6.如图所示，通以恒定电流的 形导线 放置在磁感 应强度大小为 、方向水平向右的匀强磁场中.已知导线 组成的平面与磁场方向平行，导线的、 段的长度 均为，两段导线间的夹角为 ，且两段导线与磁场方 向的夹角均为 ，则导线 受到的安培力为( ) A.0 B. C. D. [解析] 计算导线受到的安培力可利用其有效长度，导线 的有效长度为线 段的长度，因线段与磁感应强度平行，故导线 所受安培力为0,故选A. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 28 知识点三 磁电式电流表的工作原理 7.磁电式电流表的线圈放在磁体的两极间，磁体产生辐向分布的磁场(如图所示)， 线圈的左右两边所在处的磁感应强度大小都相等，当线圈中通有图示方向的电 流时( ) A.线圈左边受到向上的安培力，右边受到向下的安培力 B.线圈左、右两边受到的安培力方向相同 C.线圈转到不同位置时受到的安培力大小不同 D.当线圈中的电流方向发生变化时，线圈的转动方向并不变 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 29 [解析] 由左手定则可知，线圈左边受到向上的安培力，右边受到向下的安培力， 故A正确，B错误；线圈转到任意位置时，线圈所在平面与磁感线都平行，受到 的安培力大小都相同，故C错误；当线圈中的电流方向发生变化时，由左手定 则可知，线圈的转动方向改变，故D错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 30 8.[2026·河北正定中学高二月考] 如图所示，均匀绕制 的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水 平吊起通电直导线 与螺线管垂直，“×”表示导线中 电流的方向垂直于纸面向里，开关闭合后， 受到通 电螺线管产生的磁场的作用力的方向是( ) A.水平向左 B.水平向右 C.竖直向下 D.竖直向上 [解析] 根据通电螺线管的电流方向，利用安培定则可判断出通电螺线管左端为 极，右端为极，则在 处产生的磁场方向为水平向右，再根据左手定则判断 可知， 受到通电螺线管产生的磁场的作用力的方向为竖直向下，故选C. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 31 9.[2026·云南师大附中高二期中] 如图所示，条 形磁铁极向上 竖直固定在圆形水银槽中心， 斜插在水银中的金属杆上端与固定在水银槽圆 心正上方的铰链相连，电源负极与金属杆上端 相连，与电源正极连接的导线插入水银中.此时 从正面看，金属杆受到的安培力( ) A.在纸面内斜向上 B.在纸面内斜向下 C.垂直纸面向里 D.垂直纸面向外 [解析] 电源、水银、金属杆和导线组成闭合电路，金属杆中有斜向左上方的电 流通过， 极向上，根据左手定则可知，题中图示位置导电金属杆受到的安培 力垂直纸面向里，故选C. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 32 10.如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，、是两根长度均为 的金 属导体棒， ，当给导体棒中通入大小为 的电流时，关于两导体棒 受到的安培力的合力，下列说法中正确的是( ) A.当电流方向为时，合力大小为，方向与 成 角且斜向右下方 B.当电流方向为时，合力大小为 ，方向与 成 角且斜向左下方 C.当电流方向为时，合力大小为 ，方向与 成 角且斜向左下方 D.当电流方向为时，合力大小为，方向与 成 角且斜向右下方 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 33 [解析] 当电流方向为时，等效长度为的长度，即为 ，等效电流 方向为，则合力大小为，方向垂直斜向上，即方向与成 角 斜向左上方，选项A、B错误；当电流方向为时，等效长度为 的长 度，即为，等效电流方向为，则合力大小为，方向垂直 斜向下， 即方向与成 角斜向右下方，选项D正确，C错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 34 11.[2026·辽宁鞍山高二期末] 如图所示，粗细均匀的正六 边形线框由相同材质的导体棒连接而成，顶点、 用导线与直流电源相连接，正六边形 处在垂直于框 面的匀强磁场中，若棒受到的安培力大小为 ，则整 个六边形线框受到的安培力大小为( ) A. B. C. D.0 [解析] 通电的棒受到的安培力大小 ，另外5条边的等 效长度为，受到的安培力大小，联立可得 ，根据 左手定则可知，和 方向相同，故整个六边形线框受到的安培力大小为 ，故选C. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 35 12.(多选)[2026·四川绵阳中学高二月考] 如图所示， 平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度为 .位于纸面内的细直导线，长 ，通有 的恒定电流.当导线与磁场成 夹角时，发 现其受到的安培力为零.则该区域同时存在的另一匀 强磁场的磁感应强度大小可能值为( ) A. B. C. D. √ √ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 36 [解析] 根据题意，如果通电导线所受磁场力为零，则电流方向与磁场方向平行， 说明该区域同时存在另一匀强磁场，磁感应强度大小为 ,并且两磁场的合磁场 的磁感应强度方向沿导线方向，如图所示，由三角形定则可知，当 与合磁场 (通电导线)垂直时，具有最小值，则有 ，则另一匀强 磁场的磁感应强度大小满足 ，故A错误，B、C、D正确. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 37 $