第一章磁場對通電導(dǎo)線的作用力1<一>安培力的方向演示實驗裝置如圖甲所示，通電后導(dǎo)體棒向外擺動，說明通電導(dǎo)體棒受到向外的安培力。順著導(dǎo)體棒中電流方向看，畫出的電流I、磁感應(yīng)強度B和安培力F的方向如圖乙所示。(用“·”表示磁感線垂直于紙面向外，“×”

表示磁感線垂直于紙面向里，“☉”表示電流垂直于紙面向外，“?”表示電流垂直于紙面向里。)(1)上下交換磁極位置以改變磁場的方向，根據(jù)實驗現(xiàn)象，在圖丙中畫出安培力F的方向。答案(2)接著(1)，再交換電源正、負極連接以改變電流的方向，根據(jù)實驗現(xiàn)象，在圖丁中畫出安培力F的方向。答案(3)實驗現(xiàn)象表明，安培力的方向與

的方向和

的方向都有關(guān)系。

磁場電流1.兩條平行的通電直導(dǎo)線會通過磁場發(fā)生相互作用，畫出甲、乙圖中兩導(dǎo)線受力情況(圖中箭頭方向為電流方向)，你能得出什么結(jié)論？思考與討論答案同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。2.當(dāng)電流方向和磁場方向不垂直時(夾角為θ)，如何用左手定則判定安培力的方向呢？答案伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)，四指指向電流方向，讓與電流垂直的磁場方向的分量垂直穿過手心，此時拇指所指的方向為安培力的方向。(1)通電導(dǎo)線在磁場中不一定受到力的作用。(

)(2)安培力的方向一定和磁場方向垂直，同時一定和電流方向垂直。(

)(3)安培力的方向、磁場方向、電流方向三者一定相互垂直。(

)√√×1.安培力：

在磁場中受的力。2.左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線________________，并使四指指向

，這時

所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。梳理與總結(jié)3.安培力方向的特點：安培力方向既

于電流方向，又

于磁場方向，即

于電流I和

所決定的平面。通電導(dǎo)線從掌心垂直進入電流的方向拇指垂直垂直垂直磁感應(yīng)強度B說明：判斷安培力方向的方法①B⊥I，用左手定則判斷；②B∥I，導(dǎo)線不受安培力；③B與I不垂直且有一定夾角時，沿垂直于I和平行于I兩方向分解B，再用左手定則判斷(與電流垂直的磁場分量垂直穿過手心，此時拇指所指的方向即為安培力的方向)。畫出下列各圖中磁場對通電導(dǎo)線的安培力的方向。例1答案返回<二>安培力的大小如圖所示，導(dǎo)線長度為l，電流為I，磁場的磁感應(yīng)強度為B。(1)甲圖中，通電導(dǎo)線的方向和磁場方向平行，則導(dǎo)線所受的安培力F=

。(2)乙圖中，通電導(dǎo)線的方向和磁場方向垂直，則導(dǎo)線所受的安培力F=

。(3)丙圖中，通電導(dǎo)線的方向和磁場的方向夾角為θ，把磁感應(yīng)強度B分解為與導(dǎo)線垂直的分量B⊥=

和與導(dǎo)線平行的分量B∥=

。導(dǎo)線所受的安培力是

產(chǎn)生的，F(xiàn)=

。

0BIlBsinθBcosθB⊥BIlsinθ安培力的大?。篎=BIl·sinθ說明：①θ為B與I方向的夾角當(dāng)θ=0°時，即B∥I，F(xiàn)=0當(dāng)θ=90°時，即B⊥I，F(xiàn)=BIl②表達式F=BIlsinθ中l(wèi)指的是導(dǎo)線在磁場中的“有效長度”，彎曲導(dǎo)線的有效長度l等于連接兩端點直線段的長度[如圖(a)虛線所示]；相應(yīng)的電流沿導(dǎo)線由始端流向末端。梳理與總結(jié)(a)推論：如圖(b)所示，對任意形狀的閉合平面線圈，當(dāng)線圈平面與磁場方向垂直時，線圈的有效長度l=0，故通電后線圈在勻強磁場中所受安培力的矢量和一定為零。(b)如圖，在勻強磁場中放有下列各種形狀的通電導(dǎo)線，電流為I，磁感應(yīng)強度為B，分別求各導(dǎo)線所受到的安培力的大小。例2FA=

，F(xiàn)B=

，F(xiàn)C=

，F(xiàn)D=

，F(xiàn)E=

，F(xiàn)F=

。

IlBcosαIlB0

2IRB0

(2024·亳州市高二期末)如圖所示，由粗細相同、材料相同的導(dǎo)線做成的半圓形閉合線框處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，線框平面與磁場方向垂直，ab為其直徑邊，在線框a、b兩點加上恒定的電壓，關(guān)于線框圓弧邊和直徑邊受到的安培力，下列判斷正確的是A.圓弧邊受到的安培力的大小等于直徑邊受到安培力

的大小，但兩安培力方向不同B.圓弧邊受到的安培力的大小大于直徑邊受到安培力

的大小，但兩安培力方向相同C.圓弧邊受到的安培力的大小小于直徑邊受到安培力的大小，但兩安培

力方向相同D.圓弧邊受到的安培力與直徑邊受到的安培力大小、方向均不同例3√計算圓弧邊受到的安培力時圓弧邊在磁場中的有效長度等于直徑邊的長度，但由于圓弧邊的長度大于直徑邊的長度，故圓弧邊的電阻大于直徑邊的電阻，所以通過圓弧邊的電流小于通過直徑邊的電流，由F=BIl可知，圓弧邊受到的安培力大小小于直徑邊受到的安培力大小，由左手定則可知，圓弧邊受到的安培力與直徑邊受到的安培力方向相同。故選C。返回<三

>磁電式電流表1.基本構(gòu)造：磁體、線圈、螺旋彈簧、指針、極靴、鐵質(zhì)圓柱等。極靴磁體2.工作原理：通電線圈在磁場中受安培力作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(1)被測電流越大，

的角度越大。螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動。這兩種轉(zhuǎn)動的效果疊加在一起，指針隨之發(fā)生偏轉(zhuǎn)；最終達到平衡，指針停止偏轉(zhuǎn)。所以根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以確定被測電流的大小。(2)當(dāng)線圈中電流方向改變時，

隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變。所以，根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道

。線圈偏轉(zhuǎn)安培力的方向被測電流的方向3.特點：(1)極靴和鐵質(zhì)圓柱之間是

的磁場；(2)線圈平面始終與磁感線

；(3)表盤刻度均勻分布。4.優(yōu)點：靈敏度高，可以測量

的電流。5.缺點：線圈的導(dǎo)線很細，允許通過的電流

。均勻輻向分布平行很弱很弱6.靈敏度(1)電流表的靈敏度：是指在通入相同電流的情況下，指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，偏角越大，靈敏度越高。(2)提高靈敏度的方法：使在相同電流下線圈所受的安培力增大，可通過_____線圈的匝數(shù)、

永磁體的磁感應(yīng)強度、

線圈的面積和減小轉(zhuǎn)軸處摩擦等方法實現(xiàn)。增加增大增加

(多選)(2025·常德市高二期末)磁電式電流表的構(gòu)造如圖甲所示，在蹄形磁體的兩極間有一個可以繞軸轉(zhuǎn)動的線圈，轉(zhuǎn)軸上裝有螺旋彈簧和指針。蹄形磁體和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，如圖乙所示。當(dāng)有電流通過線圈時，線圈在安培力的作用下轉(zhuǎn)動，螺旋彈簧被扭動，線圈停止轉(zhuǎn)例4動時滿足NBIS=kθ，式中N為線圈的匝數(shù)，S為線圈的面積，I為通過線圈的電流，B為磁感應(yīng)強度，θ為線圈(指針)偏角，k是與螺旋彈簧有關(guān)的常量。不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由題中的信息可知

√√

返回<四

>課時對點練對一對答案123456789題號23456答案AACA1.0×10-3

N豎直向上A題號789答案BC(1)B=

(2)0.48

T(1)縮小(2)上下顫動(3)順時針答案1234567891.如圖所示考點一安培力的方向左手定則1.(來自粵教教材)如圖所示，通電直導(dǎo)線與勻強磁場互相垂直。圖中已分別標明電流、磁感應(yīng)強度和安培力這三個量中兩個量的方向，試標出第三個量的方向?；A(chǔ)對點練123456789答案答案如圖所示123456789答案2.(2024·阜陽市高二期末)如圖甲所示為“海影號”電磁推進實驗艦艇，艦艇下部的大洞使海水前后貫通。如圖乙所示為艦艇沿海平面的截面簡化圖，其與海水接觸的兩側(cè)壁M和N分別連接艦艇內(nèi)電源的正極和負極，使M、N間海水內(nèi)電流方向為M→N，此時加垂直紙面向外的磁場，可使M、N間海水受到磁場力作用從而使艦艇被推出。關(guān)于艦艇的前進方向，下列說法正確的是A.向左 B.向右

C.向前 D.向后√123456789答案123456789答案電流方向M→N，磁場方向垂直紙面向外，利用左手定則，判斷海水受到的安培力向右，根據(jù)牛頓第三定律，海水對艦艇的作用力向左，所以艦艇的前進方向向左。故選A?？键c二安培力的大小3.(多選)(2024·福建卷)如圖，用兩根不可伸長的絕緣細繩將半徑為r的半圓形銅環(huán)豎直懸掛在勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向外，銅環(huán)兩端a、b處于同一水平線。若環(huán)中通有大小為I、方向從a到b的電流，細繩處于繃直狀態(tài)，則A.兩根細繩拉力均比未通電流時的大B.兩根細繩拉力均比未通電流時的小C.銅環(huán)所受安培力大小為2rBID.銅環(huán)所受安培力大小為πrIB√123456789答案√123456789答案方法一：微元法如圖，取通電半圓形銅環(huán)的一小段Δl，可將其視為直導(dǎo)線，根據(jù)左手定則可知，該小段導(dǎo)線受到的安培力方向如圖所示，其大小ΔF=BIΔl根據(jù)對稱性，如圖所示，對稱的兩小段所受的安培力在水平方向的分力大小相等，方向相反，相互抵消，則通電后半圓形銅環(huán)受到的安培力方向豎直向下，根據(jù)受力分析可知，通電后兩繩拉力變大，故A正確，B錯誤；對每小段導(dǎo)線所受安培力在豎直方向的分力求和，可得F=∑ΔFy=

∑BIΔlsin

θ=2rBI，故C正確，D錯誤。方法二：等效法通電半圓形銅環(huán)的等效長度為2r，電流方向a→b，根據(jù)左手定則可知半圓形銅環(huán)受到的安培力方向豎直向下，大小為F=BI×2r=2rIB根據(jù)受力分析可得，通電后，繩子拉力FT=mg+F=mg+2rIB>mg兩根細繩拉力均比未通電流時的大。故選A、C。123456789答案123456789答案

√

123456789答案123456789答案5.(來自粵教教材)在地球赤道附近，地磁場可視為沿南北方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=5.0×10-5T。假設(shè)在赤道上沿東西方向水平放置一根長L=10m的直導(dǎo)線，并通有從西向東的電流I=2.0A。求地磁場對這根直導(dǎo)線的安培力F的大小和方向。答案1.0×10-3N豎直向上由題意可知，該處的磁場方向與電流方向垂直，通電直導(dǎo)線所受安培力的大小F=BIL=5.0×10-5×2.0×10

N=1.0×10-3

N。根據(jù)左手定則可知，安培力的方向豎直向上。123456789答案考點三磁電式電流表6.(2024·浙江1月選考)磁電式電表原理示意圖如圖所示，兩磁極裝有極靴，極靴中間還有一個用軟鐵制成的圓柱。極靴與圓柱間的磁場都沿半徑方向，兩者之間有可轉(zhuǎn)動的線圈。a、b、c和d為磁場中的四個點。下列說法正確的是A.圖示左側(cè)通電導(dǎo)線受到安培力向下B.a、b兩點的磁感應(yīng)強度相同C.圓柱內(nèi)的磁感應(yīng)強度處處為零D.c、d兩點的磁感應(yīng)強度大小相等√由左手定則可知，圖示左側(cè)通電導(dǎo)線受到安培力向下，故A正確；a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小相同，但是方向不同，故B錯誤；磁感線是閉合的曲線，則圓柱內(nèi)的磁感應(yīng)強度不為零，故C錯誤；因c點處的磁感線較d點密集，可知c點的磁感應(yīng)強度大于d點的磁感應(yīng)強度，故D錯誤。123456789答案123456789答案7.(多選)(來自魯科教材)如圖(a)所示，揚聲器中有一線圈處于輻射狀磁場中，當(dāng)音頻電流信號通過線圈時，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音。俯視圖(b)表示處于輻射狀磁場中的線圈(線圈平面即紙面)，磁場方向如圖中箭頭所示。下列選項正確的是能力綜合練123456789答案A.當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B.當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D.當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外√√123456789答案把線圈看成是由多個小段的直導(dǎo)線連接而成的，當(dāng)電流沿順時針方向時，根據(jù)左手定則可知，每一小段直導(dǎo)線受到的安培力都垂直紙面向外，故A錯誤，B正確；同理可知，C正確，D錯誤。8.(來自教材)如圖所示為電流天平，可以用來測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度。它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，

線圈的水平邊長為l，處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度B的方向與線圈平面垂直。

當(dāng)線圈中通過電流I時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡。

然后使電流反向，

大小不變。

這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，

才能使兩臂再達到新的平衡。已知重力加速度為g。(1)導(dǎo)出用n、m、l、I表示磁感應(yīng)強度B

的表達式。

123456789答案

123456789答案(2)當(dāng)n=9，l=10.0cm，I=0.10A，m=8.78g，g取9.8m