【精准解析】高中物理人教版选修1-1教师用书：第2章3、磁场对通电导线的作用含解析

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三、磁场对通电导线的作用

学习目标

知识脉络

1.知道安培力的意义，了解影响通

电导线所受安培力大小和方向的因

素．(重点)

2．理解磁感应强度 B的定义和物理

意义．(难点)

3．学会用公式 F＝BIL 进行安培力

的简单计算．(重点、难点)

4．理解电动机的工作原理，了解电

动机在实际中的应用．(难点)

一、安培力及磁感应强度

1．安培力

(1)定义：通电导体在磁场中受到的力叫做安培力．

(2)大小：F＝BIL．适用条件：导体与磁场垂直．

2．磁感应强度

(1)定义：一段通电直导线垂直放在磁场里所受的安培力与导线中的电流和导

线的长度的乘积的比值，叫磁感应强度．

(2)公式：B＝

.单位是特斯拉；符号：T．

(3)磁感应强度是矢量，它既有大小，又有方向．磁场的方向实际上就是磁感

应强度的方向．

二、安培力的方向及电动机

1．安培力方向的判断方法——左手定则

伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内．让磁感

线穿入手心，并使四指指向电流的方向，那么拇指所指的方向就是通电导线所受

安培力的方向．

2．电动机：应用通电线圈在磁场中受安培力作用来工作，主要结构：定子和

转子．

(1)定子：固定不动部分．

(2)转子：电动机中转动部分．

1．思考判断

(1)磁感应强度的单位是特斯拉． (√)

(2)由公式 B＝

可知 B与F成正比，与 IL 成反比． (×)

(3)小磁针的 N极在磁场中某点的受力方向，就是这点的磁感应强度方向． (√)

(4)安培力的方向与磁感应强度的方向相同． (×)

(5)电动机是利用通电线圈在磁场中受安培力来工作的． (√)

(6)电动机将电能转化为机械能． (√)

(7)在左手定则中，大拇指所指方向为电流方向． (×)

2．关于磁感应强度的下列说法中，正确的是(　　)

A．磁感应强度是用来描述磁场强弱和方向的物理量

B．某一小段通电导线在某点不受安培力作用，则该点的磁感应强度一定为零

C．某一小段通电导线在某点受安培力的方向，就是该点磁场的方向

D．磁感应强度 B的大小是由通电导线的长度、电流、受力决定的，与磁场无

关

A　[磁感应强度用来描述磁场，可以表示磁场的强弱和方向，其大小由磁场

本身决定，与是否存在通电导线无关，选项 A对，选项 D错；当导线与磁场平行

时，导线不受力，选项 B错；安培力的方向与磁场方向垂直，选项 C错．]

3．将通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直．若仅将导线中的电

流增大为原来的 3倍，则该匀强磁场的磁感应强度(　　)

A．减小为原来的

　　 B．保持不变

C．增大为原来的 3倍D．增大为原来的 9倍

B　[导线与磁场方向垂直，则导线受到的安培力为：F＝BIL；若仅将导线中

的电流增大为原来的 3倍，则安培力将增大为原来 3倍，而磁场的磁感应强度只

与磁场本身有关，与电流大小无关，则该磁场的磁感应强度仍不变，故B正确，

A、C、D错误．]

4．长为 2 m 的直导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为 5×10－5 T 的匀强磁

场中．若导线中通有 10 A 的恒定电流，则磁场对导线的作用力多大？若仅使导线

中的电流反向，则磁场对这根导线的作用力的方向如何变化？

[解析]　导线与磁场垂直放置，导线受到的安培力为：F＝BIL＝5×10－5 T×10

A×2 m＝1×10－3 N，

若仅使导线中的电流反向，根据左手定则，磁场对这根导线的作用力的方向

反向．

[答案]　1×10－3 N，若仅使导线中的电流反向，则磁场对这根导线的作用力

的方向反向

对磁感应强度的理解

1.通过实验归纳得出，电流方向跟磁场垂直时，电流受到的安培力最大为 F＝

BIL，平行放置时安培力为零．一般情况下，电流受到的安培力介于零和最大值之

间．所以 F＝BIL 只适用于电流与磁场方向垂直的情况.

2．磁感应强度由磁场本身决定，跟在该位置放入的导体长度 L、电流 I的大

小及受到磁场的作用力均无关，与放不放通电导体也无关．

3．不能根据公式 B＝

说B与F成正比，与 IL 成反比．

4．由公式 B＝

计算 B时，通电直导线必须垂直于磁场放入，如果小段通电

导线平行放入磁场，其所受安培力 F为零，但不能说该处磁感应强度 B为零．

【例 1】　关于磁感应强度，下列说法中正确的是(　　)

A．匀强磁场中的磁感应强度可以这样测定：测出一段通电导线放在磁场中受

到的安培力 F，及该导线的长度 L、通过的电流 I，则 B＝

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