高中物理安培力的介绍

安培力的大小

⒈公式F=BILsinθ(θ为B与I夹角)

⒉通电导线与磁场方向垂直时，安培力;

⒊通电导线平行于磁场方向时，安培力为零;

⒋B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度

⒌式中的L为导线垂直于磁场方向的有效切割长度。

例如，半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置，导线的的等效长度为2r，安培力的大小就是BI*2r。

安培力的方向

⒈方向由左手定则来判断。

⒉安培力总是垂直于磁感应强度B和电流I所决定的平面，但B、I不一定是垂直关系。

洛伦兹力f向安培力F推导

如果将上述的导线垂直放入磁场，那么每个电荷(基元电荷)受到的洛仑兹力为f=evB;

我们依然取上述长为l的一段导线，其中的电荷总数量依然是

N=nV=nSL;

那么这段导线的所有电子的洛伦兹的合力为F=Nf=nSLevB;

在这里我们补充一下，所有的洛伦兹力f的方向是一致的，因此合力就是Nf。

利用(2)中I的推导公式I=neSv;将其带入，

则有F=BIL，这就是安培力的公式。

我们有这样的结论：

杆件所受到的安培力是其内部大量粒子所受到的洛仑兹力的宏观表现。

洛伦兹力与安培力公式的比较

洛伦兹力f=Bvq;其描述的是某个粒子的受力情况。

安培力F=BIL;其描述的是通电的杆件的受力情况。

通过公式的比较，我们应确定主思路：

1利用微积分基本原理，建立起单独某个粒子与杆件内大量粒子之间的关系;

2研究IL与vq之间的关系。

高中物理选修3-1 磁场安培力练习题

一、磁场安培力练习题 一、选择题 1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有[] A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S 极转向纸内，如图1所示，那么这束带电粒子可能是[] A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束D．问左飞行的负离子束 3．铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强[] 4．关于磁场，以下说法正确的是[] A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有关

C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量 5．磁场中某点的磁感应强度的方向[] A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D．通过该点磁场线的切线方向 6．下列有关磁通量的论述中正确的是[] A．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大 C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零 D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大 7．如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，[] A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用 B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用 C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用 D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用

高中物理选修磁场安培力洛伦兹力

精心整理 选修3-1磁场练习 姓名：___________分数：___________ 一、选择题（题型注释） 1．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场， A．B．C．D． 2 该 3 4 A C 5I1与I2 且间距相等，b是两导线连线中点，b、d连线与两导线连线垂直．则 （A）I2受到的磁场力水平向左 （B）I1与I2产生的磁场有可能相同 （C）b、d两点磁感应强度的方向必定竖直向下

6．带电为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 A．只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同 B．如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小、方向均不变C．洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D．粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能可能增大 7．边长为a的正方形，处于有界磁场如图所示，一束电子以水平速度射入磁场后， 8 的长为L A B C D 9 A B C．向下偏转 D．向纸外偏转 10．通电直导线A与圆形通电导线环B固定放在同一水平面上，通有如图所示的电流，则（） A．直导线A受到的安培力大小为零

B．直导线A受到的安培力大小不为零，方向水平向右 C．导线环B受到的安培力的合力大小不为零 D．导线环B受到的安培力的合力大小不为零，其方向水平向右 11．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（） A B．d C．a D．b点的磁感应强度为T 12 （） A B C D 13b两粒子，分别从A、O两点沿x轴正方向同时射入磁场，两粒子同时到达C点，此时a粒子速度恰好沿y轴负方向，粒子间作用力、重力忽略不计，则a、b粒子 A．分别带正、负电 B．运动周期之比为2：3 C2 D．质量之比为2

高中物理—安培力

安培力 知识点回顾 一、磁场 1、磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是_____存在。 2、磁体周围空间存在_____；电流周围空间也存在_____。 3、电流周围空间存在磁场，电流是大量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。静止电荷周围空间没有磁场。磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。磁场是物质存在的一种形式。磁场对磁体、电流都有_____作用 【答案】客观；磁场、磁场；磁力 二、右手螺旋定则 右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向_____，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向 【答案】一致 三、磁感线 为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线． 1、疏密表示磁场的________． 2、__________表示该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向． 3、开闭：是闭合的曲线，在_______由N极至S极，__________由S极至N极．磁线不相切、不相交、不中断。 注意：没有画出磁感线的地方不一定没有磁场． 【答案】强弱，每一点切线方向，磁体外部，磁体外部

知识点讲解 知识点一：安培力、左手定则 法国物理学家安德烈-玛丽·安培在奥斯特的发现仅一周之后（1820年9月）就向法国科学院提交了一份更详细的论证报告，论述了两根平行载流直导线之间磁效应产生的吸引力和排斥力。在这期间安培进行了四个实验，分别验证了两根平行载流直导线之间作用力方向与电流方向的关系、磁力的矢量性、确定了磁力的方向垂直于载流导体以及作用力大小与电流强度和距离的关系。 我们首先研究安培力的方向和哪些因素有关。 实验装置如下图所示，通过观察导体棒的运动方向表示安培力的方向。 问题1：磁场方向与电流受的磁场力方向有什么关系？ 问题2：改变电流的方向是否会引起磁场力方向改变？ 通过改变磁场方向和电流方向，我们可到导体棒运动的方向，见下图

高中物理选修3-1磁场-安培力-洛伦兹力

选修3-1 磁场练习 姓名：___________分数：___________ 一、选择题（题型注释） 1．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°．不计重力，该磁场的磁感应强度大小为（） A． B． C． D． @ 2．如图，长为2l的直导线拆成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为（） 3．在以下几幅图中，洛伦兹力的方向判断正确的是： 4．对确定磁场某一点的磁感应强度，根据关系式B=F/IL得出的下列结论中，说法正确的是（） A．B随I的减小而增大； B．B随L的减小而增大； C．B随F的增大而增大； D．B与I、L、F的变化无关 ) 5．如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2．与两导线垂直的一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两导线的水平连线上且间距相等，b是两导线连线中点，b、d连线与两导线连线垂直．则

（A ）I 2受到的磁场力水平向左 （B ）I 1与I 2产生的磁场有可能相同 （C ）b 、d 两点磁感应强度的方向必定竖直向下 （D ）a 点和 c 点位置的磁感应强度不可能都为零 6．带电为+q 的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 A ．只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同 】 B ．如果把+q 改为-q ，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小、方向均不变 C ．洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D ．粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能可能增大 7．边长为a 的正方形，处于有界磁场如图所示，一束电子以水平速度射入磁场后，分别从A 处和C 处射出，则v A ：v C =__________;所经历的时间之比t A ：t C =___________ 8．一电子以垂直于匀强磁场的速度v A ，从A 处进入长为d 宽为h 的匀强磁场区域，如图所示，发生偏移而从B 处离开磁场，若电量为e ，磁感应强度为B ，弧AB 的长为L ，则 ; A ．电子在磁场中运动的平均速度是v A B ．电子在磁场中运动的时间为A L t v = C ．洛仑兹力对电子做功是A Bev h ? D ．电子在A 、B 两处的速率相同 9．如图所示，水平直导线中通有向右的恒定电流I ，一电子从导线的正下方以水平向右的初速度进入该通电导线产生的磁场中，此后电子将 A ．沿直线运动 B ．向上偏转 : C ．向下偏转

高中物理安培力练习题专题训练

磁场 右手定则 1.如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端．当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端．下列判断正确的是( )多选 A．F为蓄电池正极 B．螺线管P端为S极 C．流过电阻R的电流方向向下 D．管内磁场方向由Q指向P 2.下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（） A． B． C． D． 3.如右下图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直纸面向内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 4.根据安培分子电流假说的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该( ) A．带负电 B．带正电 C．不带电 D．无法确定 5.如图所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，线圈中心处挂有一根小磁针，小磁针与线圈在同一平面内，当赫姆霍兹线圈通以如图所示方向的电流时( ) A．小磁针N极向里转 B．小磁针N极向外转 C．小磁针在纸面内向左摆动 D．小磁针在纸面内向右摆动 6.当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是( ) A B C D 左手定则 1.一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束粒子不可能的是（） A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的负离子束 C．向右飞行的电子束 D．向左飞行的电子束 2.下列各图中标出了匀强磁场中通电直导线受安培力的方向，正确的是( ) 3.如图，两方向相同的直线电流P、Q，若I p＞I q，P、Q受到安培力大小分别为F1和F2，则P和Q( ) A．相互吸引．F 1＞F2 B．相互排斥．F1＞F2 C．相互排斥．F1=F2 D．相互吸引．F1=F2

高中物理——安培力与洛伦兹力及物理规律

安培力与洛伦兹力在作用效果上有什么不同为什么有时候安培力做功而洛伦兹力不做功 安培力时洛仑兹力的宏观表现。洛仑兹力f=qvB，电流的微观表达式I=nqSv（n 为单位体积自由电子个数，q 为每个电子的电荷量，S 为导线横截面积，v 为自由电子定向移动速率）。一长为L 横截面积为S 的导线，所含自由电子个数为N=SLn ，安培力F=BIL=BnqSvL=（SLn）qvB=（SL，n）即f 安培力为导线中每个电子所受力的洛仑兹力的总和。 洛仑兹力对电荷不做功，但是安培力对导线可以做功，而且安培力又是洛仑兹力的宏观表现，那么为什么呢（这个问题本来就很绞的，很多人读完高中都没搞清楚，所以好好领悟）洛仑兹力对电荷不做功，但是并不代表洛仑兹力的分力对运动电荷不做功。一段导线，假设在磁场中受安培力而水平移动。注意，电子也在沿导线运动。所以根据运动的合成与分解，电子的运动轨迹是斜着的。洛仑兹力是垂直于电子运动轨迹的，所以洛仑兹力一定是斜着的。那么我们就可以将洛仑兹力分解为垂直于导线方向和沿导线方向（既然都预习到这里了，应该知道力的分解吧）。垂直于导线方向的洛仑兹力分力做正功，沿导线方向的分力做负功，这样实现了电能与界械能的转化。正功使导线机械能增加（就是我们看到的安培力做的功），负功阻碍电子运动（即阻碍电流，消耗电能，这部分功体现在电能

的减小上）。并且正功大小一定等于负功大小，这样洛仑兹力的总功才为0。所以我们平时就看到到安培力对导线做功，而洛仑兹力不做功。 还有一点，安培力做正功时，我们可以看到是电能与机械能的转化而不是磁场的能与机械能转化。同时，电流在洛仑兹力的分力作用下受到阻碍，这就是电动机为什么不能使用U=IR 公式的原因，除了电阻对电流的阻碍，这里又多了一个力，因此U=IR不再成立。 一、静电学 二、 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝×10-19C)；带电体电 荷量等于元电荷的整数倍 三、 2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力 (N)，k:静电力常量k＝× 109N?m/C22，Q1、Q2:两点电荷的电 量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用 力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引} 四、 3.电场强度：E＝F/q(定义式、计算式){ E:电场强度(N/C)，是 矢量(电场的叠加原理) ，q：检验电荷的电量(C)} 五、 4.真空点(源)电荷形成的电场E＝kQ/r2 {r ：源电荷到该位置的 距离( m)，Q：源电荷的电量} 六、 5.匀强电场的场强E＝UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB 两点在场强方向的距离(m)}

2019届高考决胜考场高中物理模块九磁场：考点2 通电导线在磁场中受到的力——安培力

考点2 通电导线在磁场中受到的力—安培力 考点2.1 安培力的方向 (1)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)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥. (3)注意问题：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决定的平面. 1.在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力 F的方向，其中正确的是( C ) 2.画出图中通电直导线A受到的安培力的方向． 3.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向． 4.一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有 磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( D )

5.(多选)已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为μ，有电流时，ab恰好在导轨 上静止，如图所示，下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向，其中能使杆ab与导轨之间摩擦力为零的图是( AB ) 6.在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( A ) A.受到竖直向上的安培力 B.受到竖直向下的安培力 C.受到由南向北的安培力 D.受到由西向东的安培力 7.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有 一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示．过c点的导线所受安培力的方向( C ) A．与ab边平行，竖直向上B．与ab边平行，竖直向下 C．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边 考点2.2 安培力的大小计算 当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝ILB sinθ，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况： (1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，F max＝ILB. (2)当磁场与电流平行时，安培力等于零. 1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( B ) A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 2.磁场中某区域的磁感线如图所示，则( B )

高中物理选修3-1安培力经典习题有答案

安培力复习 1．把轻的长方形线圈用细线挂在载流直导线AB 的附近，两者在同一平面内，直导线AB 固定，线圈可以活动，当长方形线圈通以如图所示的电流时，线圈将（ ） （A ）不动 （B ）靠近导线AB （C ）离开导线AB （D ）发生转动，同时靠近导线AB 答案：B 2．长直电流I 2与圆形电流I 1共面，并与其一直径相重合（但两者绝缘），如图所示。设长直导线不动，则圆形电流将（ ） （A ）绕I 2旋转（B ）向右运动（C ）向左运动（D ）不动 答：B 3．在均匀磁场中，放置一个正方形的载流线圈使其每边受到的磁力的大小都相同的方法有（ ） （A ）无论怎么放都可以；（B ）使线圈的法线与磁场平行；（C ）使线 圈的法线与磁场垂直；（D ）（B ）和（C ）两种方法都可以 答：B 4．一平面载流线圈置于均匀磁场中，下列说法正确的是（ ） （A ）只有正方形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。 （B ）只有圆形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。 （C ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力和力矩一定为零 （D ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力一定为零，但力矩不一定为零。 答：D 1． 截面积为S 、密度为ρ的铜导线被弯成正方形的三边，可以绕水平轴O O '转动，如图所示。导线放在方向竖直向上的匀强磁场中，当导线中的电流为I 时，导线离开原来的竖直位置偏转一个角度θ而平衡。求磁感应强度。若S =2mm 2 ，ρ=8.9g/cm 3 ， θ=15°，I =10A ，磁感应强度大小为多少？ 解：磁场力的力矩为 θθθcos cos cos 2212BIl l BIl Fl M F ===(3分) 重力的力矩为 θ ρθ ρθρsin 2sin 2 1 2sin 22221gSl l gSl l gSl M mg =?+?= （3分） O O ' θ I O O ' θ I mg 1 l 2 l

高中物理选修磁场安培力练习题

高中物理选修磁场安培 力练习题 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-

一、磁场安培力练习题 一、选择题 1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有 [ ] A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S极转向纸内，如图1所示，那么这束带电粒子可能是[ ] A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束 D．问左飞行的负离子束

3．铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强 [ ] 4．关于磁场，以下说法正确的是 [ ] A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l 都有关 C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量 5．磁场中某点的磁感应强度的方向 [ ] A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D．通过该点磁场线的切线方向

6．下列有关磁通量的论述中正确的是 [ ] A．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大 C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零 D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大 7．如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，[ ] A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用 B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用 C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用 D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用 8．如图4所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近：磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将 [ ] A．转动同时靠近磁铁B．转动同时离开磁铁

高中物理安培力作用下的导体专题辅导

安培力作用下的导体 山东李瑞芳张启光 通电导线或线圈在磁场中会受到磁场对它的安培力作用，定性分析通电导线或线圈所受安培力或安培力作用下的运动趋势有以下几种方法： 1、电流元法：当导线所在处磁场不同时，把导线分为很多小段，分析每小段的受力，再求整段导线所受的合力，确定导线的运动方向。 2、特殊位置法：把通电导线转到一个便于分析的特殊位置后再判断其所受安培力，一般转过90°后分析其受力和运动趋势。 3、等效法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁和通电螺线管可等效成环形电流。 4、结论法：电流间的相互作用，当两电流平行时，同向相吸、反向相斥；当两电流不共面时，有转动趋势，转到同向且相互靠近，另外导体在安培力作用下，只要有转动趋势的一定会相互吸引。 5、转换研究对象法：力的作用是相互的，电磁力也是相互的，如当电流与磁体发生相互作用时，直接求电流对磁体的作用力不方便，可先求出电流受力，再根据牛顿第三定律求磁体受力。 例1. 如图1所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁的正上方，导线可自由运动，通图中电流时，从上向下看导线的运动情况是（） A. 顺时针转动同时下降 B. 顺时针转动同时上升 C. 逆时针转动同时下降 D. 逆时针转动同时上升 解析：根据磁铁磁场的分布，画出电流所在处的磁感线如图1，左右两侧磁场方向变化，由左手定则可判断左侧受力向里，右侧受力向外，导线发生转动。再假设其转过90°，则电流垂直于纸面向外，而磁场水平向左，可判断受力向下，所以从上向下看导线顺时针转动的同时下降，本题正确答案为A。 点评：电流元法和特殊位置法结合是分析磁铁产生的磁场中直线电流所受安培力的常用方法。首先明确磁场分布，注意磁场与电流间的方向关是否变化，若变化则把整段电流分为很多小段，先用左手定则判断出每一小段所受安培力，再分析整体所受安培力，判断其是否会发生转动，对转动的情况先分析清楚转动方向，再采用特殊位置法，分析其转过90°后所受安培力和运动趋势，此法也称为程序法。 例2. 如图2所示，两相同的圆形线圈，圆心重合且环面垂直放置，其中竖直线圈b固定，水平线圈a可以自由运动，当两线圈中通以如图2所示电流时，从左侧向右观察，线圈a将（）

高二物理安培力专题

一、知识梳理 1．安培力概念 电流在磁场中受到磁场对它的作用力，叫安培力.磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用，磁场对这些定向移动电荷的作用力的宏观表现，即为安培力. 2．安培力大小 sin F BIL θ= ， 式中L 为磁场中通电直导线的长度，θ为磁场方向与电流方向的夹角 当通电直导线与磁场方向平行时，所受磁场力最小，为零；当通电导线与磁场方向垂直时，所受磁场力最大，m F BIL =；通常安培力F 的大小介于0和BIL 之间. 3．安培力方向 （1）安培力的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线方向垂直，即F 总是垂直于磁场与导线所决定的平面，但B 与I 的方向不一定垂直. （2）左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，且与手掌都在同一平面内，让磁感线穿入掌心，并使四指指向电流方向，则大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向。 （3）平行通电直导线间作用力特点：同向电流互相吸引，反向电流互相排斥. 4．安培力可对导线做功 安培力做功的实质是起传递能量的作用，将电源的能量传递给通电导线，而磁场本身并不提供能量 练习A 例1 下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法中，正确的是（ ） A. 安培力的大小只和磁场的强弱、电流大小有关 B. 安培力的方向与磁场方向垂直，同时又与电流方向垂直 C. 若通电导线所受磁场力为零，则导线所在处磁感应强度必为零 D. 若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线必与磁场方向垂直 变式训练1 如图所示，abcd 四边形闭合线框，a 、c 、d 三点分别在三个正交轴上，坐标值均等于L ，整个空间处于平行于+y 方向竖直向上的匀强磁场中，通入电流I 方向如图所示，关于四边形的四条边所受到的安培力的大小下述正确的是（ ） A. ab 边与ad 受到的安培力大小相等； B. cd 边受到的安培力最大； C. cd 边与ad 受到的安培力大小相等； D. a d 边不受安培力的作用； 例2 如图所示，一根条形磁铁放在水平桌面上，在其左端上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以图示方向的电流时，则 ( ) A ．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用． B ．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用． C ．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用．

2015-2016高中物理33探究安培力学案粤教版选修3-1解读

第三节探究安培力 1．通过实验认识安培力，会用左手定则判断安培力的方向，会计算匀强磁场中安培力大小． 2．理解磁感应强度的定义，会用磁感应强度的定义式进行有关计算． 3．知道磁通量，能计算穿过某面积的磁通量． 1．磁场对电流的作用力称为安培力． 2．安培力方向：用左手定则判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向．3．磁感应强度：物理学规定，当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度． 定义式：B＝F IL ． 4．磁场方向：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称为磁场方向． 5．匀强磁场： 在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域内的磁场叫匀强磁场．在匀强磁场中，磁感线是一组平行且等间距的直线． 6．磁通量． (1)定义：磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量． (2)定义式：Φ＝BS． 安培力综合分析 F＝BLI sin α(α为B、L间的夹角)，高中只要求掌握α＝0(不受安培力)和α＝90°两种情况． 如图所示，一根长为0.2 m的金属棒放在倾角为θ＝37°的光滑斜面上，并通以I ＝5 A电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度为B＝0.6 T，竖直向上的匀强磁场中，

金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？ 解析：金属棒受力如图所示，由平衡条件得：沿斜面方向有： F cos θ＝ G sin θ，① 棒所受的磁场力为： F ＝BIL ，② 由①②解得棒的重力为： G ＝BIL cos θsin θ ＝2.4 N. 答案：2.4 N 总结：安培力是通电导体受的磁场力，从力学角度分析，对通电导体仍可借助定律、功能关系等力学规律分析． 一、单项选择题 1．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是(A ) A.N A ·m B.N ·A m C. N ·A m 2 D.N A ·m 2

高中物理-安培力

安培力 力矩基础 1.力臂：从转动轴到力的作用线的垂直距离叫做力臂。 2.表达式：力和力臂的乘积叫做力矩。用r 表示力臂，F 表示力，M 表示力矩，那么： r F M ?= 3.力矩的单位：牛顿米（Nm ，牛米） 4.合力矩：F 1产生的力矩为M 1，F 2的力矩为M 2，通常规定逆时针方向力矩为正，顺时针方向力矩为负。则合力矩M ： M=M 1-M 2 5.合力矩不为零：物体的角速度将发生改变。 6.合力矩为零：转动的角速度不变，物体静止或做匀速转动，这种状态，称为平衡状态。 7.力矩平衡条件：绕定轴转动的物体保持平衡的条件就是力矩的代数和为零， 逆时针代数和顺时针代数和M M = 磁电式电流表要点： 1．磁力矩 通电导线所受安培力的力矩叫磁力矩．磁场对通电线圈的作用表现为力矩，若线圈的面积为S ，匝数为N ，通电电流为I ，所在磁场的磁感强度为B ，则线圈所受的磁力矩为M= 。 2．磁电式电流表的工作原理 ⑴.电流表的构造主要包括： 蹄形磁铁、圆柱形铁芯、线圈、螺旋弹簧和指针 思考与讨论： a ．理解“均匀的辐向分布的磁场”？ b ．在“均匀的辐向分布”的磁场中，通有恒定电流I 的线圈绕轴转到不同位置时各边受到的安培力、安培力力臂、力矩的大小如何变化？ ⑵.电流表的工作原理 设导线所处位置磁感应强度大小为B ，线框长为l 、宽为d 、匝数为n ，当线圈中通有电流I 时，安培力对转轴产生力矩： ，其中安培力的大小为： 故安培力的力矩大小为： 当线圈发生转动，不论通电线自转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，安培力的力矩不变．当线圈转过 角（指针偏角也为 ）时，两弹簧产生阻碍 线圈转动的扭转力矩 ． 由材料性质知道，扭转力矩 ，根据力矩平衡 得出： 其中对同一个电流来说，k 、n 、B 、L 、d 是一定的，因此 所以通过偏角 的值可以反映I 值的大小，且电流刻度是均匀的。当 取最大值时，通过 电流表的电流最大，称为满偏电流Ig ，所以使用电流表时应注意不要超过满偏电流Ig 。 3. 磁电式电流表的优点：灵敏度高，常作检流计使用．缺点：量程较小（允许通过的电流较小）。因而只能用来测量很小的电流。 二、典型例题 例1. 如图所示，矩形线圈abcd 可绕对称轴OO ′转动，开始时线圈平面与磁场方向平行，按图示方向通以电流I ，线圈从图示位置转过90°的过程中（ ） A ．ad 和bc 两边始终无安培力作用 B ．线圈受到安培力的合力矩变大 C ．ab 和cd 两边受到的安培力的大小方向总是不变 D ．线圈受到安培力的合力有时为零，有时不为零 例2：关于磁电式电流表，下列说法中正确的是（ ）

高中物理安培力的知识点

高中物理安培力的知识点 安培力是学生学习无，高考物理需要学习到，在选择题中经常会考到这方面的知识点，下面本人的本人将为大家带来关于安培力的介绍，希望能够帮助到大家。 高中物理安培力的介绍 安培力的大小 ⒈公式F=BILsinθ (θ为B与I夹角) ⒉通电导线与磁场方向垂直时，安培力最大; ⒊通电导线平行于磁场方向时，安培力为零; ⒋B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度 ⒌式中的L为导线垂直于磁场方向的有效切割长度。 例如，半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置，导线的的等效长度为2r，安培力的大小就是BI*2r 。 安培力的方向 ⒈方向由左手定则来判断。 ⒉安培力总是垂直于磁感应强度B和电流I所决定的平面，但B、I不一定是垂直关系。 洛伦兹力f向安培力F推导 如果将上述的导线垂直放入磁场，那么每个电荷(基元电荷)受到的洛仑兹力为f=evB; 我们依然取上述长为l的一段导线，其中的电荷总数量依然是N=nV=nSL; 那么这段导线的所有电子的洛伦兹的合力为 F=Nf=nSLevB; 在这里我们补充一下，所有的洛伦兹力f的方向是一致的，因此合力就是Nf。

利用(2)中I的推导公式I=neSv;将其带入， 则有F=BIL，这就是安培力的公式。 我们有这样的结论： 杆件所受到的安培力是其内部大量粒子所受到的洛仑兹力的宏观表现。 洛伦兹力与安培力公式的比较 洛伦兹力f=Bvq;其描述的是某个粒子的受力情况。 安培力F=BIL;其描述的是通电的杆件的受力情况。 通过公式的比较，我们应确定主思路： 1利用微积分基本原理，建立起单独某个粒子与杆件 内大量粒子之间的关系; 2研究IL与vq之间的关系。 高中物理洛伦兹力的知识点介绍 洛伦兹力是带电粒子在磁场中运动时受到的磁场力。 洛伦兹力f的大小等于Bvq，其最大的特点就是与速 度的大小相关，这是高中物理中少有的一个与速度相关的力。 我们从力的大小、方向、与安培力关系这三个方面来研究洛伦兹力。 洛伦兹力的大小 ⒈当电荷速度方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力的大小f=Bvq;高中物理网建议同学们用小写的f来表示洛伦兹力，以便于和安培力区分。 ⒉磁场对静止的电荷无作用力，磁场只对运动电荷有作用力，这与电场对其中的静止电荷或运动电荷总有电场力的作用是不同的。 ⒊当时电荷沿着(或逆着)磁感线方向运行时，洛伦兹力为零。

高中物理——安培力与洛伦兹力及物理规律

安培力与洛伦兹力在作用效果上有什么不同？为什么有时候安培力做功而洛伦兹力不做功？ 安培力时洛仑兹力的宏观表现。洛仑兹力f=qvB，电流的微观表达式I=nqSv（n为单位体积自由电子个数，q为每个电子的电荷量，S为导线横截面积，v为自由电子定向移动速率）。一长为L横截面积为S 的导线，所含自由电子个数为N=SLn，安培力F=BIL=BnqSvL=(SLn)qvB=(SLn)f，即安培力为导线中每个电子所受力的洛仑兹力的总和。 洛仑兹力对电荷不做功，但是安培力对导线可以做功，而且安培力又是洛仑兹力的宏观表现，那么为什么呢？（这个问题本来就很绞的，很多人读完高中都没搞清楚，所以好好领悟）洛仑兹力对电荷不做功，但是并不代表洛仑兹力的分力对运动电荷不做功。一段导线，假设在磁场中受安培力而水平移动。注意，电子也在沿导线运动。所以根据运动的合成与分解，电子的运动轨迹是斜着的。洛仑兹力是垂直于电子运动轨迹的，所以洛仑兹力一定是斜着的。那么我们就可以将洛仑兹力分解为垂直于导线方向和沿导线方向（既然都预习到这里了，应该知道力的分解吧）。垂直于导线方向的洛仑兹力分力做正功，沿导线方向的分力做负功，这样实现了电能与界械能的转化。正功使导线机械能增加（就是我们看到的安培力做的功），负功阻碍电子运动（即阻碍电流，消耗电能，这部分功体现在电能的减小上）。并且正功大

小一定等于负功大小，这样洛仑兹力的总功才为0。所以我们平时就看到到安培力对导线做功，而洛仑兹力不做功。 还有一点，安培力做正功时，我们可以看到是电能与机械能的转化而不是磁场的能与机械能转化。同时，电流在洛仑兹力的分力作用下受到阻碍，这就是电动机为什么不能使用U=IR公式的原因，除了电阻对电流的阻碍，这里又多了一个力，因此U=IR不再成立。 一、静电学 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19C）；带电 体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:点电荷间的作用力(N)， k:静电力常量k＝9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作 用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是 矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(C)｝ 4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2 ｛r：源电荷到该位 置的距离（m），Q：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强E＝UAB/d ｛UAB:AB两点间的电压(V)， d:AB两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量

江苏省高中物理 磁感应强度、安培力复习学案 新人教版选修31

磁感应强度、安培力 【学习目标】 磁感应强度、安培力的大小和方向。 【自主学习】 一、磁感应强度 （1）比值定义B ： 其中①导线与磁场 ，②F 为 ，③B 为导线所在处的 ④B 的大小与I 、L 、F ，由 决定。 （2）B 是矢量，计算时遵循 二、安培力 （1）大小： 如图：一根长为L 的直导线，处于磁感应强度为B 的匀强磁场中且与B 的夹角为θ，当通过电流I 时，安培力的大小可表示为F= 。 当θ=90°时，安培力最大，F MAX = 当θ=0°或θ=180°时，安培力为 。 （2）方向：用左手定则判定，安培力始终垂直于 和 所决定的平面，但 和 不一定垂直。若它二者中任一量反向，F 将 。 【典型例题】 1、在纸面上有一个等边三角形ABC ，其顶点 处都通有相同电流的三根长直导线垂直于纸面位置， 电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的中心O 产生的磁感应强度大小为B 0。则中心O 处的磁感应强度大小为 。 2、在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，四根导线中电流I 4=I 3＞I 2＞I 1，要使O 点磁场增强，则应切断 哪一根导线中的电流？（ ） B

A 、I 1 B 、I 2 C 、I 3 D 、I 4 3、如图，一通电直导线位于蹄形磁铁、磁极的正上方， 当通以电流I 时，试判断导线的运动情况。 4、如图所示，A 为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均 匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电 流方向如图。当圆盘高速绕中心轴OO ′转动时，通电直导 线所受磁场力的方向是（ ） A 、竖直向上 B 、竖直向下 C 、水平向里 D 、水平向外 5、如图所示，两根平行放置的导电轨道，间距为L ，倾角为 ，轨道间接有电动势为 E （内阻不计）的电源，现将一根质量为M 、电阻为R 的金属杆AB 与轨道垂直放于导电轨道上，轨道的摩擦和电阻均不计，要使AB 杆静止，所加匀强磁场的磁感应强度至少多大？什么方向？ 【针对训练】 1、下列说法中正确的是（ ） A 、电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零 B 、一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 C 、表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与 检验电荷本身电荷量的比值 D 、表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力 与该小段导体长度和电流乘积的比值 2、在球体上分别沿经、纬两个方向互相垂直的套有两个绝缘导线环AA ′和BB ′，环中通有相同大小的恒定电流（如图），则球心处磁感应强度的方向为：（AA ′面水平，BB ′面垂直纸面竖直）（ ）

高中物理选修3_1安培力习题与答案

安培力练习题 一、不定项选择题 1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有[ ] A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S极转向纸内，如图1所示，那么这束带电粒子可能是[ ] A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束D．问左飞行的负离子束 3．铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强[ ]

4．关于磁场，以下说法正确的是[ ] A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有关 C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量5．磁场中某点的磁感应强度的方向[ ] A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D．通过该点磁场线的切线方向 6．下列有关磁通量的论述中正确的是[ ] A．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大 C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零

D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大 7．如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，[ ] A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用 B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用 C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用 D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用 8．如图4所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近：磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将[ ] A．转动同时靠近磁铁B．转动同时离开磁铁 C．不转动，只靠近磁铁D．不转动，只离开磁铁 9．通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有[ ]