高二物理专题：磁场对电流的作用-安培力
11-5磁场对电流的作用
dFx
θ
Idl
所以：2 F2 y dF2 sin BIdl sin F
BIr
π
0
sin d BI 2r cos 0 BI AB
在均匀磁场中，闭合载流回路受到的合磁力为零。 11
例5：求作用在圆电流上的磁力。
解：由 I1 产生的磁场为
a
y
f
a
0 I1 I 2
2 πx
dx
I1
f
a
L
I2
0 I1 I 2
aL ln 2π a
方向：垂直电流I2平行电流I1
6
例3 求半圆形载流导线在均匀磁场中受力
解：建坐标如图 在电流线上取电流元 Idl
安培力大小为 df ( Idl ) B
方向：与横坐标夹角为（如图） 分量：
2 r
r I1
I2
电流元受力为dF=I1dlB=I1dlBsink，k是
x
沿z轴方向的单位矢量。
21
力对轴线的力矩的大小为
y
2 R I1dl
dM r sin dF
0 I1 I 2
2
sin d l ,
2
r I1
I2
力矩方向沿-j方向，其中dl=Rd(2)=2Rd。
x
由于整个线圈所受力矩方向都相同，总力矩为
0 I1 I 2 R 2 1 M dM sin d 0 I1 I 2 R 2
线圈在该力矩的作用下将发生转动，转动方 向为对着y轴看去沿顺时针方向，最后停止在与 长直电流共面的平衡位置上。 22
例4：半径0.2m，电流20A的N 圈圆形线圈放在 均匀磁场中，磁感应强度为0.08T，沿x方向，分 析其受力情况。 解：在均匀磁场中的闭合载流
磁场知识点总结-磁场-安培力
磁场知识点总结1.磁场（1）磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场. （2）磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.（3）磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷（或电流）之间通过磁场而发生的相互作用.（4）安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体.（5）磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向（或者小磁针静止时N极的指向）就是那一点的磁场方向.2.磁感线（1）在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线.（2）磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极到N极，磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.（3）几种典型磁场的磁感线的分布:①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.3.磁感应强度（1）定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，定义式B=F/IL.单位T，1T=1N/（A·m）.（2）磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向.（3）磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比.（4）磁感应强度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四边形定则，注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向.4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个:（1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近.（2）地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.（3）在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北.5★.安培力（1）安培力大小F=BIL.式中F、B、I要两两垂直，L是有效长度.若载流导体是弯曲导线，且导线所在平面与磁感强度方向垂直，则L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度.（2）安培力的方向由左手定则判定.（3）安培力做功与路径有关，绕闭合回路一周，安培力做的功可以为正，可以为负，也可以为零，而不像重力和电场力那样做功总为零.6.★洛伦兹力（1）洛伦兹力的大小f=qvB，条件:v⊥B.当v∥B时，f=0.（2）洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于v的方向，所以洛伦兹力一定不做功. （3）洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质，安培力是洛伦兹力的宏观表现.所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定.（4）在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用.7.★★★带电粒子在磁场中的运动规律在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下（电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常忽略不计），（1）若带电粒子的速度方向与磁场方向平行（相同或相反），带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.（2）若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速率v做匀速圆周运动.①轨道半径公式：r=mv/qB ②周期公式: T=2πm/qB8.带电粒子在复合场中运动（1）带电粒子在复合场中做直线运动①带电粒子所受合外力为零时，做匀速直线运动，处理这类问题，应根据受力平衡列方程求解.②带电粒子所受合外力恒定，且与初速度在一条直线上，粒子将作匀变速直线运动，处理这类问题，根据洛伦兹力不做功的特点，选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解.（2）带电粒子在复合场中做曲线运动①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.处理这类问题，往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解.②当带电粒子所受的合外力是变力，与初速度方向不在同一直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，一般处理这类问题，选用动能定理或能量守恒列方程求解.③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中“最大”、“最高” “至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解.。
高二物理磁场中的安培力知识点
⾼⼆物理磁场中的安培⼒知识点 安培⼒是⾼⼆物理教学中的⼀个重要内容，具体有哪些知识点我们需要了解?下⾯是店铺给⼤家带来的⾼⼆物理磁场中的安培⼒知识点，希望对你有帮助。
⾼⼆物理磁场中的安培⼒知识点 ⼀、安培⼒的⽅向 安培⼒——磁场对电流的作⽤⼒称为安培⼒。
左⼿定则：伸开左⼿，使拇指与四指在同⼀个平⾯内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿⼊⼿⼼，使四指指向电流的⽅向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培⼒的⽅向。
⼆、安培⼒⽅向的判断 1.安培⼒的⽅向总是垂直于磁场⽅向和电流⽅向所决定的平⾯，在判断安培⼒⽅向时⾸先确定磁场和电流所确定的平⾯，从⽽判断出安培⼒的⽅向在哪⼀条直线上，然后再根据左⼿定则判断出安培⼒的具体⽅向。
2.已知I、B的⽅向，可唯⼀确定F的⽅向;已知F、B的⽅向，且导线的位置确定时，可唯⼀确定I的⽅向;已知F、I的⽅向时，磁感应强度B的⽅向不能唯⼀确定。
3.由于B、I、F的⽅向关系在三维⽴体空间中，所以解决该类问题时，应具有较好的空间想像⼒.如果是在⽴体图中，还要善于把⽴体图转换成平⾯图。
三、安培⼒的⼤⼩ 实验表明：把⼀段通电直导线放在磁场⾥，当导线⽅向与磁场⽅向垂直时，导线所受到的安培⼒最⼤;当导线⽅向与磁场⽅向⼀致时，导线所受到的安培⼒等于零;当导线⽅向与磁场⽅向斜交时，所受到的安培⼒介于最⼤值和零之间。
⾼⼆物理磁场知识点 1.磁感应强度是⽤来表⽰磁场的强弱和⽅向的物理量，是⽮量，单位T)，1T=1N/Am 2.安培⼒F=BIL;(注：L⊥B){B:磁感应强度(T)，F:安培⼒(F)，I:电流强度(A)，L:导线长度(m)} 3.洛仑兹⼒f=qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第⼆册P155〕{f:洛仑兹⼒(N)，q:带电粒⼦电量(C)，V:带电粒⼦速度(m/s)｝ 4.在重⼒忽略不计(不考虑重⼒)的情况下，带电粒⼦进⼊磁场的运动情况(掌握两种)： (1)带电粒⼦沿平⾏磁场⽅向进⼊磁场：不受洛仑兹⼒的作⽤，做匀速直线运动V=V0 (2)带电粒⼦沿垂直磁场⽅向进⼊磁场：做匀速圆周运动，规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度⽆关，洛仑兹⼒对带电粒⼦不做功(任何情况下);(c)解题关键 ⾼⼆物理学习⽅法 ⼀、及时完成学习任务，注重基础知识的掌握。
高中物理课件-磁场对通电导线的作用——安培力
课后作业 制作简易电动机并思考其工作 原理
三、安培力的大小
三、安培力的大小
1.猜想：
安培力大小的 影响因素
通过导线的电流的大小 导线的有效长度
磁﹒﹒﹒﹒﹒场强弱
2.安培力定量测试装置
实验原理图
金属 棒
6 5 4 3 2 1
I
XX
XX
XX
XX
XX
XX
F
电子秤
A
3.实验结论
F∝I
F∝L
F ∝IL F=BIL
四、创新活动 单根导线纸喇叭的发声原理
教科版高中《物理》选修3—1
磁场对通电导线的作用—安培力
江西省信丰中学 严来蒋
一、安培力 磁场对通电导线的作用力称为安培力。
二、安培力的方向
1.安培力的方向与电流、磁场方向的关系
安培力的方向 既垂直于磁场的方 向，又垂直于电流 方向。
2.判定安培力方向的方法
伸出左手，四指并拢， 使大拇指与其余四指垂直， 并且都跟手掌在同一平面内， 让磁感线垂直穿过手心，四 指指向沿电流方向，则大拇 指所指方向就是通电导线所 受安培力的方向。这就是判 定安培力方向的左手定则。
教科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 磁场对电流的作用 2.安培力的应用——分层作业
通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合,当MN中有电流通过时,指针
示数可表示电流的大小。重力加速度为g。
(1)当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为多少?
(2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源正极相接?
(3)若k=2.0 N/m,lab=0.20 m,lbc=0.05 m,磁感应强度B=0.20 T,
1 2 3 4 5 6 7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
解析 磁电式电流表中的磁场是均匀辐向分布的,不管线圈转到什么角度,
线圈的平面都跟磁感线平行,A正确;铁芯被磁化变成了磁体,它的磁场和线
圈的磁场同向、相互叠加加强,增大线圈与磁场间的作用,B错误;线圈所受
安培力的大小随电流增大而增大,所以磁电式电流表中通入的电流越大,指
针偏转角度越大,C错误;改变电流方向,线圈所受安培力的方向发生变化,
连接没要求
C.弹射杆将沿轨道做变加速运动
D.若导轨摩擦不计,电容器储存的电能全部转化为弹射杆的机械能
1 2 3 4 5 6 7
解析 当电源上正下负时,可知充电后电容器上极板带正电,下极板带负电,则
电容器放电时,回路电流为顺时针方向,产生垂直纸面向里的磁场,根据左手定
则可知,弹射杆受到向右的安培力,使弹射杆向右弹射;当电源上负下正时,可
流电源相连在海水中形成电流。装置的
截面图如图所示,关于该电磁推进器,下列
说法正确的是( C )
A.同等情况下,装置在纯净的淡水湖中推进效果比在海水中好
B.同等情况下,增加磁感应强度不能改变推进效果
C.图示中海水受到的安培力方向垂直纸面向里
D.图示中推进器受到海水推力方向垂直纸面向里
安培力知识点
安培力知识点
1、安培力是通电导线在磁场中受到的作用力。
2、注意：安培力F垂直于B磁场F垂直于I电流
3、注意：当通电导线与磁场方向平行时，通电导线不受安培力。
也就是电流与磁场平行时
这个电流垂直纸面向内磁场垂直纸面向外都垂直纸面所以不受安培力
4、安培力方向的判断----左手定则
1、伸出左手，使拇指与其余四指垂直，并且跟手掌都在同一平面内。
2、让磁感线垂直穿过手心，并且四指指向电流方向。
3、这时大拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
4、两条平行导线通上电流：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
5、安培力的大小
F=BILsinθθ表示导线中电流方向与磁场方向之间的夹角。
专题56 磁场及其对电流的作用(解析版)
2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题56 磁场及其对电流的作用 导练目标导练内容 目标1安培定则和磁场的叠加 目标2安培力的大小方向 目标3安培力作用下导体的平衡、加速问题一、安培定则和磁场的叠加1.安培定则 直线电流的磁场 通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱 与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场 环形电流的两 侧是N 极和S 极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则 立体图截面图2.磁场叠加问题的分析思路(1)确定磁场场源,如通电导线。
(2)定位空间中需求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向,如图所示M 、N 在c 点产生的磁场磁感应强度分别为B M 、B N 。
(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中c 点的合磁场磁感应强度为B 。
【例1】如图所示，金属圆环放在绝缘水平面上，通有沿逆时针（俯视看）方向的恒定电流I 1，带有绝缘外皮的长直导线放在圆环上，圆环的圆心在直导线上，直导线中通有向右的恒定电流I 2，圆环圆心的正上方的P 点的磁感应强度大小为B ，此时直导线电流在P 点处产生3；若将直导线中的电流减为零，则P 点的磁感应强度大小为（ ）A ．13B B 2C 3D 6 【答案】D【详解】设圆环中电流在P 点产生的磁场磁感应强度大小为B 1，直导线中电流为I 2时在P 点产生的磁场磁感应强度大小为B 2，根据安培定则可知，两个磁场的磁感应强度垂直，根2212B B B +=解得16B B =故ABC 错误，D 正确。
故选D 。
二、安培力的大小方向1.安培力公式：F ＝ILB sin θ。
2．两种特殊情况：(1)当I ⊥B 时，F ＝BIL 。
(2)当I ⊥B 时，F ＝0。
3．弯曲通电导线的有效长度(1)当导线弯曲时，L 是导线两端的有效直线长度(如图所示)。
(2)对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为零，所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。
高三物理磁场的描述及安培定则、安培力 知识精讲 通用版
高三物理磁场的描述及安培定则、安培力知识精讲通用版【本讲主要内容】磁场的描述及安培定则、安培力磁场、磁感线、安培定则、磁感应强度、磁场对电流的作用——安培力【知识掌握】【知识点精析】1. 磁场：是存在于磁体、电流（运动电荷）周围的特殊物质，其基本性质是对放入其中的磁极和运动电荷（电流）有力的作用。
磁场的方向规定为：在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向。
例1. 磁场中任意一点的磁场方向为小磁针在该点（）A. 北极受磁场力的方向B. 南极受磁场力的方向C. 静止时小磁针北极的指向D. 受磁场力的方向解析：磁场的方向是人为规定的，我们必须尊重这一规定；还要注意，受磁场力的方向和小磁针北极指向的不同，静止以后的指向才和受力方向一致。
故AC选项正确。
2. 磁感线：磁感线是为了直观形象的描述磁场而人为地画出的一族有方向的曲线（在磁场中并不真的存在）。
磁感线上任一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同；磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，反之越弱。
此外，磁感线还有以下两个性质：（1）磁感线是闭合曲线，不中断。
（2）任何两条磁感线都不相交，不相切。
例2. 关于磁感线的叙述正确的是（）A. 磁感线始于磁铁N极，终止于S极B. 磁感线是由铁屑规则地排列而成的曲线C. 磁感线上某点切线方向即该点磁场方向D. 磁感线是为描述磁场引入的假想的线，实际上并不存在于磁场中答案：CD3. 电流的磁场、安培定则（1）磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
（2）安培定则：电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：①直线电流：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
②环形电流：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向是环形导线中心轴线上磁感线的方向。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高二物理专题：磁场对电流的作用-安培力
1、如图2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，电流方向如图所示。
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
2、直导线ab 长为L ，水平放置在匀强磁场中，磁场方向如图，磁感应强度为B ，导线中通有恒定电流，
电流为I ，则…（ ）
A.导线所受安培力大小为BIL
B.若电流方向由b 向a ，则安培力方向竖直向上
C.若使导线在纸面内转过α角，则安培力大小变成BIL sinα
D.若使导线在纸面内转过α角，则安培力大小变为BIL cosα
3、如图所示，两个完全相同的圆形线圈能在一个光滑的圆柱上自由移动，设大小
不同、方向相同的电流I 1、I 2分别按图示方向通入圆形线圈，则两个线圈的运
动情况（ ）
A ．都绕圆柱转动
B ．彼此相向运动，具有大小相等的加速度
C ．彼此相向运动，电流较大的加速度较大
D ．彼此背向运动，电流较大的加速度较大
4、如图4所示，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根
直导线，导线与纸面垂直，现给导线中通以垂直于纸面向里的电流，则
下列说法正确的是( )
A ．磁铁对桌面的压力减小
B ．磁铁对桌面的压力增大
C ．磁铁对桌面的压力不变
D ．以上说法都不可能
5、在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－
5 T ．如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m ，载有20 A 的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是( )
A ．4×10－8 N
B ．2.5×10－5 N
C ．9×10－4 N
D ．4×10－
2 N
6、如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的
匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角
均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )
A ．棒中的电流变大，θ角变大
B ．两悬线等长变短，θ角变小
C ．金属棒质量变大，θ角变大
D ．磁感应强度变大，θ角变小
7、如图所示，质量为m 、长为L 的导体棒电阻为R ，初始时静止于光滑的水
平轨道上，电源电动势为E ，内阻不计．匀强磁场的磁感应强度为B ，其
方向与轨道平面成θ角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则( )
A ．导体棒向左运动
B ．开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL R
C ．开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL sin θR
D ．开关闭合瞬间导体棒MN 的加速度为BEL sin θmR
8、如图所示，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，导线中均通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里。
过
c 点的导线所受安培力的方向是( )
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
9、如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住
而平衡，A 为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜
面的压力为F N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面
的压力为F N2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是
( )
A ．F N1<F N2，弹簧的伸长量减小
B ．F N1＝F N2，弹簧的伸长量减小
C ．F N1>F N2，弹簧的伸长量增大
D ．F N1>F N2，弹簧的伸长量减小
10、如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L ，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B 。
垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属
棒。
从t ＝0时刻起，棒上有如图乙所示的持续
交变电流I ，周期为T ，最大值为I m ，图甲中I
所示方向为电流正方向。
则金属棒( )
A ．一直向右移动
B ．速度随时间周期性变化
C ．受到的安培力随时间周期性变化
D ．受到的安培力在一个周期内做正功
11、如图，金属杆ab 的质量为m ，长为L ，通过的电流为I ，处在磁感应强度为
B 的匀强磁场中，结果ab 静止且紧压于水平导轨上.若磁场方向与导轨平面
成θ角，求：
(1)棒ab 受到的摩擦力；(2)棒ab 对导轨的压力。
12、如图所示，质量为m =0.04kg 的导电细杆ab 置于倾角为θ=30°的平行放置的导轨上，导轨宽为d =0.4m ，
细杆ab 与导轨垂直，导轨所在区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感
应强度为B =1T ，已知电源电动势E =1.5V ，内阻r =0.2Ω，导轨和细杆的电阻均
忽略不计（g 取10m/s 2）。
（1）若导轨光滑，为保证释放细杆后ab 保持静止不动，则滑动变阻器接入电
路的阻值是多大？
（2）若导轨粗糙，且与细杆的动摩擦因数μ=3/6，为保证释放细杆后ab 仍保持静止不动，则通
过细杆的电流范围是多少？（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。