安培力的计算及方向的判断概述

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1、高中物理安培力的计算及方向的判断编稿老师刘汝发一校杨雪二校黄楠审核王红仙一、考点突破：知识点考纲要求题型说明安培力的计算及方向的判断1.熟悉安培力计算公式并能熟练计算安培力的大小；2.掌握左手定则并能熟练判断安培力的方向；3.用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题选择题、计算题本知识点属于高频考点，是电磁学部分的重要内容，考查方向主要为安培力参与的平衡问题、能量问题等二、重难点提示：重点：应用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题。难点：安培力方向的判断（左手定则）。一、安培

2、力1.定义：通电导线在磁场中受的力称为安培力。2.安培力的大小（1）磁场和电流垂直时，F＝BIL；（2）磁场和电流平行时：F＝0；（3）磁场和电流夹角为θ时：。理解：（1）当B和I不垂直时，只保留B的垂直分量即可；（2）当导线不规则时，取其两端连线为研究对象，电流由流入端指向流出端。3.安培力的方向（1）用左手定则判定：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。（2）安培力的方向特

3、点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面。二、安培力作用下导体运动情况的判定1.判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况（安培定则），然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。第9页版权所有不得复制2.在应用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面。三、判定安培力作用下导体运动情况的常用方法电流元法分割为

4、电流元安培力方向―→整段导体所受合力方向―→运动方向特殊位置法在特殊位置―→安培力方向―→运动方向等效法环形电流和通电螺线管都可以等效为条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势。转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所

5、受合力及运动方向。四、安培力作用下导体的平衡与加速1.安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相同，只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析图。2.安培力作用下导体的加速问题与动力学问题分析方法相同，关键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度。例题1如图所示，把一重力不计的通电直导线AB放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线中通有如图所示方向的电流I时，从上向下看，关于导线AB的运动情况下列说法正确的是（　　）A.顺时针转动，同时下降B.顺时针转动，同时上升C.逆时针

6、转动，同时下降D.逆时针转动，同时上升思路分析：（1）根据如图甲所示的导线所处的特殊位置判断其运动情况，将导线AB从N、S极的中间O分成两段，由左手定则可得AO段所受安培力的方向垂直于纸面向外，BO段所受安培力的方向垂直于纸面向里，可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动。（2）根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况，如图乙所示，导线AB第9页版权所有不得复制此时所受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。（3）由上述两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述特殊位置时，所受安培力使其逆时针转动同

7、时还向下运动，所以可确定C正确。答案：C例题2如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心，两金属轨道之间的宽度为0.5m，匀强磁场方向如图，大小为0.5T，质量为0.05kg、长为0.5m的金属细杆置于金属轨道上的M点，当在金属细杆内通以电流强度为2A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动，已知N、P为导轨上的两点，ON竖直、OP水平，且MN＝OP＝1m，g取10m/s2，则（　　）A.金属细杆开始运动时的加速度大小为5m/s2B.金属细杆运动到P点时的速度大小为5m/

8、sC.金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10m/s2D.金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小均为0.75N思路分析：金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小F安＝BIL＝0.5×2×0.5N＝0.5N，金属细杆开始运动时的加速度大小为a＝＝10m/s2，选项A错误；对金属细杆从M点到P点的运动过程，安培力做功W安＝F安·（＋）＝1J，重力做功WG＝－mg·＝－0.5J，由动能定理得W安＋WG＝mv2，解得金属细杆运动到P点时的速度大小为v