第14天 安培力-【寒假自学课】2023年高二物理寒假精品课（人教版2019）（解析版）

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第14 天 安培力 （预习篇）
1.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.2.掌握安培力的公式 F
＝IlBsin θ，并会进行有关计算.3.了解磁电式电流表的构造及其工作原理．
一、安培力的方向
1．安培力：通电导线在磁场中受的力．
2．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⊥I，即 F垂直于 B
与
I
所决定的平面．
二、安培力的大小
1．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.
2．当磁感应强度 B的方向与电流方向成 θ角时，公式 F＝IlB sin _θ.
三、磁电式电流表
1．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到安培力而偏转，线圈偏转的角度越大，被
测电流就越大 ． 根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向．
2．构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．
3．特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平
行，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小相等 ．
4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．
缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱 ．
一、安培力的方向
例题 1. 画出图中各磁场对通电直导线的安培力的方向(与纸面垂直的力只需用文字说明)．
答案　如图所示
解析　无论 B、I是否垂直，安培力总是垂直于 B与I所决定的平面，且满足左手定则．
对于 A、B、C、D选项，直接用左手定则判断．E选项中由安培定则可判断出通电导线 A处的磁场
方向如图甲所示，由左手定则可判断出 A受到的安培力方向如图甲所示．
F选项中由安培定则可判断出通电导线 A处的磁场如图乙所示，由左手定则可判断出 A受到的安培
力方向如图乙所示．
解题归纳：
1．安培力方向的特点
安培力的方向既垂直于电流方向，也垂直于磁场方向，即垂直于电流 I和磁场 B所决定的平面．
(1)当电流方向跟磁场方向垂直时，安培力的方向、磁场方向和电流方向两两相互垂直．应用左手定
则判断时，磁感线从掌心垂直进入，拇指、其余四指和磁感线三者两两垂直．
(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流方向，也垂直于磁场方向．应用左
手定则判断时，磁感线斜着穿入掌心．
2．判断安培力方向的步骤
(1)明确研究对象；
(2)用安培定则或根据磁体的磁场特征，画出研究对象所在位置的磁场方向；
(3)由左手定则判断安培力方向．
3．应用实例
应用左手定则和安培定则可以判定平行通电直导线间的作用力：同向电流相互吸引，反向电流相互
排斥．
二、安培力的大小
例题 2. 长度为 L、通有电流为 I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向分别如图所示，
已知磁感应强度均为 B，对于下列各图中导线所受安培力的大小计算正确的是(　　)
答案　A
解析　题A图中，导线不和磁场垂直，将导线投影到垂直磁场方向上，故 F＝BILcos θ，A正确；
题B图中，导线和磁场方向垂直，故 F＝BIL，B错误；题 C图中，导线和磁场方向垂直，故 F＝
BIL，C错误；题 D图中，导线和磁场方向垂直，故 F＝BIL，D错误．
解题归纳：　对公式 F＝IlBsin θ的理解
1．公式 F＝IlBsin 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＝IlBsin θ中θ是B和I方向的夹角
(1)当θ＝90°时，即 B⊥I，sin θ＝1，公式变为 F＝IlB.
(2)当θ＝0°时，即 B∥I，F＝0.
3．公式 F＝IlBsin θ中l指的是导线在磁场中的“有效长度”， 弯曲导线的有效长度 l，等于连接
两端点直线的长度(如图所示)；相应的电流沿导线由始端流向末端．
推论：对任意形状的闭合平面线圈，当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈的有效长度 l＝0，故通电
后线圈在匀强磁场中所受安培力的矢量和一定为零，如图所示．
1. 如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线受到的安培力方向向右的是(　　)
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