第1章 第1节　安培力及其应用—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册讲义

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第1节　安培力及其应用
学习目标：1.[物理观念]知道安培力的定义及安培力大小的决定因素。　2.[科学思
维]知道左手定则，并会用它判定安培力的方向。　3.[科学思维]会用 F＝IlB 计算 B与
I垂直情况下的安培力。　4.[科学态度与责任]知道电流计的基本构造及其测电流大小
和方向的基本原理。
阅读本节教材，回答第 3页“问题”并梳理必要知识点。
教材 P3问题提示：安倍力的大小与磁感应强度、通电电流的大小、通电导线的长
短及通电导线的放置方式有关；安倍力的方向可根据左手定则判断。
一、安培力
1．定义：物理学中，将磁场对通电导线的作用力称为安培力。
2．方向：用左手定则判断。
判断方法：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，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，此时拇指所指的方向即为所受安
培力的方向。
3．大小
(1)F＝
(2)在非匀强磁场中公式可用于很短的一段通电直导线。
二、安培力的应用
1．安培力在生活中应用：电动机、电流计等都是安培力的应用。
2．电流计工作原理：
(1)构造：如图所示，圆柱形铁芯固定于 U
形磁铁两极 间，铁芯外面套有缠绕着线
圈并可转动的铝框，铝框的转轴上装有指针和游丝。
(2)原理：当被测电流通入线圈时，线圈受安培力作用而转动，线圈的转动使游丝
扭转形变，从而对线圈的转动产生阻碍。当安培力产生的转动与游丝形变产生的阻碍
达到平衡时，指针停留在某一刻度。电流越大，安培力就越大，指针偏转角度就越大。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)安培力的方向可能与磁场方向垂直，也可能不垂直。 (×)
(2)通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用。 (×)
(3)安培力的方向与导线方向一定垂直。 (√)
(4)通电导体在磁场中所受安培力 F一定等于 IlB。(×)
(5)用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边都受到安培力的作用。
(×)
2．下图中分别标明了通电直导线中电流 I、 匀强磁场的磁感应强度 B 和电流所
受安培力 F的方向，其中正确的是(　　)
A　　　 　B　　　　C　　　　　D
A　[伸开左手，四指指向电流方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向为安培力
方向，故 A中的安培力方向竖直向上，B中的安培力为零，C中安培力方向竖直向下，
D中安培力方向垂直纸面向外，故 A正确。]
3．(多选)关于磁场对通电直导线的作用力的大小，下列说法中正确的是(　　)
A．通电直导线跟磁场方向平行时作用力为零
B．通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大
C．作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角无关
D．通电直导线跟磁场方向斜交时肯定有作用力
ABD　[安培力既垂直于通电导线，又垂直于磁场。当导线与磁场方向垂直时，安
培力最大，当导线与磁场方向平行时，安培力为零，选项 A、B正确，选项 C错误；
通电直导线跟磁场方向斜交时，可将磁场沿平行于导线方向和垂直于导线方向进行分
解，垂直于导线方向的磁场为有效磁场，安培力不为零，选项 D正确。]
安培力的方向
(教师用书独具)教材 P3“迷你实验室”答案提示：安培力方向与电流方向、磁感应
强度的方向都垂直，即垂直于电流方向、磁感应强度方向决定的平面。
教材 P4“迷你实验室”答案提示：反向电流相互排斥，同向电流相互吸引，因为
其中一个电流放置于另一个电流的磁场中，可用左手定则判断。
用两根细铜丝把一根直导线悬挂起来，放入蹄形磁铁形成的磁场中。当导线中通
以电流时，你能看到通电导线在磁场中朝一个方向摆动，这个实验现象说明了什么？
改变电池的正负极接线柱或将磁铁的 N极、S极交换位置，闭合开关，你能看到通电
导线的摆动方向发生改变，这个实验现象说明了什么？
提示：说明磁场对通电导线有力的作用。磁场中导线所受安培力的方向与磁场方
向和电流方向都有关。
1．安培力的方向
不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方
向所决定的平面，即总有 F⊥I和F⊥B。
(1)已知 I、B的方向，可用左手定则唯一确定 F的方向。
(2)已知 F、B的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定 I的方向。
(3)已知 F、I的方向，B的方向不能唯一确定。
2．安培定则(右手螺旋定则)与左手定则的区别
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