高考物理一轮复习：磁场部分 安培力.pptx

1、安培力,思维导图,高考考纲,复习目标,知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向，并 能用左手定则解答有关问题。会用公式F=BIL计算B与I垂直和平行情况下安培力的大小，并对公式拓展应用，即F=BILsin，为B与I的夹角。了解磁电式电表的构造及原理。,知识梳理,通电导线处在磁场中，导线一定受安培力吗？安培力的方 向怎样判定？不一定。当通电导线平行磁场放置时，不受安培力的作,用,利用左手定则判断。,知识梳理,安培力的方向(1)判定（左手定则）：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指 垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入 手心，使伸开的四指指电向流的方向，那么，拇指 所

2、指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向。,知识梳理,安培力的方向(2)特点：FB，FI，即F垂直于 B、I 决定的平面。但B与I不一定垂直。注意：若已知B、I方向，则F安方向确定；但若知B（或I）和F安的方向，则I（或B）方向不确定。,知识梳理,试利用左手定则分析判断两平行通电导线间的作 用同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。,例题左手定则的应用,提示：”表示垂直纸面向里，“”表示垂直纸面 向外。,在如图所示的四幅图中，正确标明通电导线所受安培力F方向 的是（B）,例题左手定则的应用,画出图中通电导线棒所受安培力的方向。,提示：将立体图转换成平面图，进而利用左手定则判断安培力 的方向。,例题左

3、手定则的应用一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向 如下图中箭头所示。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示中正确的是()D,提示：当通电导线平行磁场放置时，其所受安培力为零；电流与磁场垂直放置时，用左手定则判断其受力情况。,例题左手定则的应用,(2013渭南质检)如图所示，长方形线框abcd通有电流I，放在直线电流I附近，,）A线框只有两个边受,力，合力向左B线框只有两个边受力，合力向右C线框四个边都受力，合力 向左D线框四个边都受力，合力向右,提示：先根据右手螺旋定则判断导线框所处位置的磁场方向，

4、然后由左手定则 判断导线框四个边的受力情况。解析：利用左手定则可判断出线框四个边都受力，由于左侧边所在处磁感应强 度最大，所以合力向左，选项C正确。,以下关于线框四个边受到安培力的说法正确的（C,例题左手定则的应用,(2012北京西城期末)如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点。以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系。过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、,方向向里的电流。则过O点的通电直导线所受安培力的方向为（轴正方向B沿y轴负方向C沿x轴正方向 D沿x轴负方向,提示：先判断O处的合磁感应强度，然后根据左手定

5、 则判断安培力的方向。解析：由安培定则和对称性可知，A、B在O点产生的 磁场大小相等方向相反，抵消；C在O点产生的磁场方 向沿x轴负方向，由左手定则可知，过O点的通电直导 线所受安培力的方向为沿y轴正方向，选项A正确。,）AA沿y,练习图中a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三 个顶点上，bc沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示。O,）A.O点的磁感应强度,为零B.O点的磁场方向垂直Oc向下C.导线a受到的安培力方向竖直向上D.导线b 受到的安培力方向沿bc连线方向指向c,解析根据右手螺旋定则，通电导线a在O点产生的磁场平行于bc向左，通电导线b在O

6、点产生的磁场 平行ac指向右下方，通电导线c在O点产生的磁场平行ab指向左下方；由于三导线电流大小相等，到 O点的距离相同，根据平行四边形定则，O点合场强的方向垂直Oc向下，故A错误，B正确；根据左 手定则，结合矢量合成法则，导线a受到的安培力方向水平向左，导线b受到的安培力方向平行于ac斜 向左上方，故C、D错误.,点为三角形的中心(O到三个顶点的距离相等)，则B（,练习(2013郑州模拟)如图所示，把一个装有Na2SO4导电溶液的圆形玻璃器皿放入磁 场中，玻璃器皿的中心放一个圆柱形电极，沿器皿边缘内壁放一个圆环形电极，把两电极分别与电池的正、负极相连。从器皿上方往下看(俯视)，对于导电溶,

7、液和溶液中正、负离子的运动，下列说法中正确的是(A溶液做顺时针方向运动B溶液做逆时针 方向运动C正离子沿圆形玻璃器皿的半径向 边缘移动D负离子沿圆形玻璃器皿的半径向 中心移动,解析：溶液中有从中心流向边缘的电流，由左手定则可知，溶液做顺时针方向 运动，选项A正确B错误；溶液中正、负离子均做顺时针方向运动，选项C、D 错误。,)A,例题含有安培力的受力分析,如图所示，弹簧秤（示数未标出）下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分 位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是（AC）A.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将减小 B.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将增大 C.若将b接电源正极

8、，a接负极，弹簧秤的示数将增大 D.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将减小提示：ab端接电源之后，螺线管会产生磁场；条形磁铁放在磁场中会受到力的 作用。解析：当a接电源正极，b接电源负极时，通电螺线管内部的磁感线方向自下而 上，所以磁铁受螺线管向上的作用力，故A对；同理，b接电源正极，a接电源 负极时，磁铁受到螺线管向下的作用力，故C对。,例题含有安培力的受力分析,(2012黄冈期末)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连 接起来，此时磁铁对水平面的压力为N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N2，则以下说 法正确

9、的是(BC)A弹簧长度将变长B弹簧长度将变短CN1N2DN12提示：画出导体棒所在处磁感线，判断导体棒受力情况；根据牛顿第三定律得 出条形磁铁的受力情况，进而判断弹簧长度的变化情况以及台秤示数的变化。解析：画出导体棒所在处的磁感线方向，用左手定则可判断出条形磁铁对导体 棒的安培力斜向右下方，由牛顿第三定律可知，导体棒对条形磁铁的安培力斜 向左上方，所以弹簧长度将变短，N1N2，选项B、C正确。,例题含有安培力的受力分析,(多选)(2017全国卷)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由 一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个

10、金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将（AD）A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上下两侧的绝 缘漆都刮掉C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆 刮掉D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆 刮掉提示：线框处在竖直向上的磁场中；通电以后线圈中的电流流向 如图所示；线圈各边在该磁场中将受到安培力；线圈能连续转动 起来，其所受的安培力必不能反向，否则将会阻碍线圈的转动。,例题含有安培力的受力分析,解析：装置平面示意图如图所示.如图所示的状态，磁感线方 向向上，若形成通路，线圈下边导线中电流方向

11、向左，受垂 直纸面向里的安培力，同理，上边导线中电流受安培力垂直 纸面向外，使线圈转动.当线圈上边导线转到下边时，若仍通 路，线圈上、下边中电流方向与图示方向相比均反向，受安 培力反向，阻碍线圈转动.若要线圈连续转动，则要求左、右 转轴只能上一侧或下一侧形成通路，另一侧断路.故选A、D.,例题安培力作用下通电导体的运动方向的判定,提示：画出AB导线所在处的磁感线；将AB看做由很多电流元组 成的电流，小段分析其所受安培力情况进而判断AB的运动情况。,如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极 的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)（A）

12、A.顺时针方向转动，同时下降B.顺时针方向转动，同时上升C.逆时针方向转动，同 时下降D.逆时针方向转动，同时上升,例题安培力作用下通电导体的运动方向的判定,解析：如图甲所示，把直线电流等效为无数小段，中间的点为O点，选择在O 点左侧S极右上方的一小段为研究对象，该处的磁场方向指向左下方，由左手 定则判断，该小段受到的安培力的方向垂直纸面向里，在O点左侧的各段电流 元都受到垂直纸面向里的安培力，把各段电流元受到的力合成，则O点左侧导 线受到垂直纸面向里的安培力；同理判断出O点右侧的导线受到垂直纸面向外 的安培力.因此，由上向下看，导线沿顺时针方向转动.分析导线转过90时的情形：如图乙所示，导线

13、中的电流向外，由左手定则可 知，导线受到向下的安培力.由以上分析可知，导线在顺时针转动的同时向下运 动.选项A正确.,例题安培力作用下通电导体的运动方向的判定,将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的 轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时,）A.圆环顺时针转动，靠近磁铁B.圆环顺,时针转动，远离磁铁C.圆环逆时针转动，靠近磁铁D.圆环逆时针转动，远离磁 铁,提示：可将环形电流等效成一个小磁针，利用右手螺旋定则判断出等效后小磁 针的NS极，进而判断线圈的运动情况。解析：该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针，N极在内，S极在外，根据 同

14、极相斥、异极相吸，C正确.,针方向的电流时，从上往下看（C,例题安培力作用下通电导体的运动方向的判定,提示：先根据右手螺旋定则判断导线所处磁场的磁感线情况，再由左手定则分析电流上每一小段电流 元所受安培力的情况，进而判断电流导线的转动情况。解析：题图甲中由右手螺旋定则可知导线L1上方磁场垂直纸面向外，且离导线L1的距离越近，磁场越 强，导线L2上每一小部分受到的安培力方向均水平向右，但O点下方部分受到的安培力较大，所以L2 绕轴O按逆时针转动，A错，B对；题图乙中O点上方导线L4所受安培力向右，O点下方导线L4所受安 培力向左，即L4绕轴O按顺时针转动，C对，D错.,(多选)通有电流的导线L1

15、、L2、L3、L4处在同一平面(纸面)内，放置方式及电流 方向如图甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4分别可绕垂直纸面的中心轴 O、O转动，O、O分别位于L2、L4的中点处，则下列判断正确的是（BC）A.L2绕轴O按顺时针转动B.L2绕轴O按逆时针转动C.L4绕轴O按顺时针转动D.L4 绕轴O按逆时针转动,安培力作用下通电导体的运动方向的判 定,规律总结1.问题概述 问题特点,安培力作用下导体的运动问题与力学中的运动问题一样，同样遵从力学基 本规律，只是研究对象所受的力中多分析安培力而已。,规律分析,在应用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁

16、场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁 场方向和电流方向决定的平面。,研究对象：通 电导电或导体,明确,导体的受力情况,确定,导体所在位置的 利用左手定则 磁场分布情况导体的运动方向或 运动趋势的方向,规律总结,安培力作用下通电导体的运动方向的判,定,2.几种判定方法 电流元法,左手定则,安培力方向,整段导体所 受合力方向,运动 方向,分割为电流元 特殊位置法,在特殊位置,安培力方向,运动方向,等效法,环形电流,等效成,小磁针,通电螺线管,等效成,条形磁铁或多 个环形电流,等效后再确定相互作用情况,规律总结,安培力作用下通电导体的运动方向的判2.几种判定方法定结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势；同向电流互相吸引，异 向电流互相排斥。两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同且靠近的趋势。转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定 律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力 及运动方向。,练习,一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直 放置，且两个