专题01 安培力与洛伦兹力-2021-2022学年高二物理下学期期末考点大串讲（人教版2019）（原卷版）

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专题 01 安培力与洛伦兹力

【思维导图】

【知识详解】

一、安培力的方向和大小

1．方向（左手定则）：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌

心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向。

2.大小：

（1）公式 F

＝

BIl sin θ 中 B 对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁

场对外加磁场的影响。

（2）公式 F

＝

BIl sin θ 中

指的是导线在磁场中的“有效长度”，弯曲导线的有效长度

l，

等于两端点连

线的长度(如图所示)；相应的电流沿两端点的连线由始端流向末端。

【例 1】如图所示，直径为 d的金属圆环放在方向水平向里的匀强磁场中，是圆环的水平直径，两根竖

直金属线分别系于 A、C两点，将圆环吊着静止在匀强磁场中，圆环环面与磁场垂直，通过金属线给圆环

通入大小为 I的恒定电流，圆环仍然保持静止，匀强磁场的磁感应强度大小为 B，则下列判断正确的是（

）

A．金属圆环受到的安培力大小为

B．金属圆环受到的安培力大小为

C．两根金属线的拉力之和大于圆环重力

D．两根金属线的拉力之和小于圆环重力

二、安培力作用下的动力学问题

此类问题的分析思路：

1.选定研究对象。

2.变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意 F 安

⊥B、F 安⊥I；如图所示。

3. 列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解。

【例 2】如图所示，宽的光滑平行导轨与水平面成角，质量的金属棒水平放在导

轨上。空间存在竖直向上的匀强磁场 B，回路中电流 I恒为，金属棒恰好静止。若在磁场方向逆时针

转过的过程中，改变磁场的大小，使导体棒始终保持静止。已知，重力加速度 g

取，则磁感应强度 B的最小值为（　　）

A．B．C．D．

【例 3】如图所示，质量为 m、长度为 L、电阻为 R的直导体棒 MN 静止于电阻不计的光滑水平矩形导轨上，

水平导轨的左端接有电动势为 E、内阻不计的电源，整个装置处于一匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度

大小为 B、方向与轨道平面成 θ角（斜向上）。现闭合开关 S，下列说法正确的是（　　）

A．闭合开关 S后，导体棒向左运动

B．闭合开关 S后，穿过闭合回路的磁通量减小

C．闭合开关 S的瞬间，导体棒 MN 所受安培力的大小为

D．闭合开关 S的瞬间，导体棒 MN 的加速度大小为

三、洛伦兹力的方向和大小

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