第01讲 磁场对通电导线的作用力(解析版)-【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义(人教版2019选择性必修第二册)
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第01 讲 磁场对通电导线的作用力
课程标准 课标解读
1.通过实验,认识安培力。
2.能判断安培力的方向,会计算安
培力的大小。
3.了解安培力在生产生活中的应用。
1.利用电流天平等简易装置测量安培力。
2.了解磁电式电表的结构和工作原理。
3.通过实验探究安培力的方向与电流的方向、磁感应
强度的方向之间的关系。
4.掌握安培力的公式 F=IlBsin θ,并会进行有关计
算。
知识点 01 安培力的方向
1.安培力的概念:通电导线在磁场中受的力.
2.安培力的方向(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;
让磁感线从掌心垂直进入,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
培力的方向。
3.安培力方向与磁场方向、电流方向的关系:F⊥B,F⊥ ,即 F垂直于 B与 所决定的平面.
【即学即练 1】如图所示,两平行直导线 cd 和ef 竖直放置,通以方向相反的电流,cd 中电流 大于 ef 中
电流 ,a、b两点位于两导线所在的平面内,b到两导线的距离相等,下列说法正确的是( )
A.a点磁场方向垂直纸面向里 B.b点的合磁场方向为零
C.cd 导线受到的安培力方向向右 D.导线 cd 受到的安培力大于导线 ef 受到的安培力
【答案】A
【解析】A.根据安培定则可知 I1在a处产生磁场的磁感应强度 B1垂直纸面向里,而 I2在a处产生磁场的
磁感应强度 B1垂直纸面向外,因为 I1>I2,所以 B1>B2,则 a点磁场方向垂直纸面向里,故 A正确;B.根
据安培定则可知 I1和I2在b处产生磁场的磁感应强度均为垂直纸面向外,所以 b点的合磁场方向垂直纸面
向外,故 B错误;C.根据异向电流相斥可知 cd 导线受到的安培力方向向左,故 C错误;D.导线 cd 受到
的安培力与导线 ef 受到的安培力是一对相互作用力,大小相等,故 D错误。故选 A。
【即学即练 2】下列关于磁场的相关判断和描述正确的是( )
A.甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B.乙图表明条形磁铁的磁感线从 极出发,到 极终止
C.丙图中导线通电后,其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D.丁图中环形导线通电后,其轴心位置小磁针 极向纸面内旋转符合物理事实
【答案】C
【解析】A.甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示不符合物理事实,因为异向电流之间相互排
斥,所以导线应该向外侧弯曲,故 A错误;B.乙图表明在条形磁铁的外部,磁感线从 极出发,到 极
终止;在条形磁铁内部,磁场线从 S极出发,到 N极终止,故 B错误;C.丙图中导线通电后,导线下方
的磁感应强度方向为垂直纸面向里,所以小磁针 N极应向纸面内旋转,故 C正确;D.丁图中环形导线通
电后,环内磁感应强度方向为垂直纸面向外,所以小磁针 N极应向纸面外旋转,故 D错误。故选 C。
知识点 02 安培力的大小
1.当 I 与 B 平行时,F=0。
2.垂直于磁场 B的方向放置的长为 l的通电导线,当通过的电流为 I时,所受安培力为 F=IlB.
3.当磁感应强度 B的方向与电流方向成 θ角时,公式 F=IlBsinθ.
【即学即练 3】如图所示,足够长的导体棒 MN 固定在相互平行且间距 l=0.4m 的金属导轨上,导体棒 MN
与水平导轨的夹角为 30°,且处于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小 B=0.5T 的匀强磁场中。已知电源的
电动势 E=6V,回路中的总电阻 R=3Ω,导体棒与导轨接触良好,则导体棒 MN 所受的安培力大小为(
)
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