安培力作用下导体运动方向的判定
安培力作用下通电导线运动方向的判定
安培力作用下通电导线运动方向的判定安培力是电磁学中的一种力，是由于电流在磁场中运动而产生的力。
安培力的大小与电流强度、导线长度和磁场强度有关。
在通电导线中，电流在导线中运动时受到安培力的作用，导致导线发生运动。
这篇文章将讨论安培力对通电导线运动方向的影响以及如何判断运动方向。
一、安培力的作用方向在通电导线中，安培力的作用方向与电流方向和磁场方向有关。
根据右手定则，当用右手的拇指指向电流方向，其他四个手指指向磁场方向时，手心所指的方向就是安培力的方向。
这意味着如果电流方向和磁场方向相互垂直，则导线受到的安培力垂直于两者的平面。
如果电流方向和磁场方向同向，则导线受到的安培力也与两者方向相同。
如果电流和磁场方向相反，则安培力与电流方向相反。
二、导线受力方向和判断当通电导线放置于磁场中时，导线会受到安培力的作用，导致运动。
在判断导线受力方向时，需要根据上述安培力作用方向的规则进行分析。
例如，如果导线的电流方向是从上往下，磁场方向是从左往右，则导线受到的安培力方向是指向内部，也就是垂直于导线和磁场的平面。
这意味着导线会向内部移动。
如果导线的电流方向是从下往上，磁场方向是从左往右，则导线受到的安培力方向是指向外部，也就是垂直于导线和磁场的平面。
这意味着导线会向外部移动。
总之，当要判断导线受力方向时，需要确定导线的电流方向和磁场方向，并使用右手定则确认安培力方向。
导线的运动方向与安培力方向相同。
三、总结在通电导线中，当电流在磁场中运动时，会受到安培力的作用。
安培力的作用方向与电流方向和磁场方向有关，可以通过右手定则进行确认。
导线受到的安培力方向决定了导线的运动方向。
因此，了解安培力的作用原理和判断导线受力方向是十分重要的。
高中物理选修3-1人教全国通用版讲义：第三章 微型专题 安培力的应用
微型专题安培力的应用[学习目标]1.会用左手定则判断安培力的方向和导体的运动方向.2.会分析导体在安培力作用下的平衡问题.3.会结合牛顿第二定律求导体棒的瞬时加速度．【知识总结】一、安培力作用下导体运动方向的判断方法1．电流元法即把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向．2．特殊位置法把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向．3．等效法环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁．条形磁铁也可以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．4．利用结论法(1)两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；(2)两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．5．转换研究对象法因为电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律，定性分析磁体在电流产生的磁场中的受力和运动时，可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力．例1如图1所示，把一重力不计的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以在空间自由运动，当导线通以图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)()图1A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升答案C解析如图所示，将导线AB分成左、中、右三部分．中间一段开始时电流方向与磁场方向一致，不受力；左端一段所在处的磁场方向斜向上，根据左手定则其受力方向向外；右端一段所在处的磁场方向斜向下，受力方向向里．当转过一定角度时，中间一段电流不再与磁场方向平行，由左手定则可知其受力方向向下，所以从上往下看导线将一边逆时针方向转动，一边向下运动，C选项正确．判断导体在磁场中运动情况的常规思路不管是电流还是磁体，对通电导体的作用都是通过磁场来实现的，因此，此类问题可按下面步骤进行分析：(1)确定导体所在位置的磁场分布情况．(2)结合左手定则判断导体所受安培力的方向．(3)由导体的受力情况判定导体的运动方向．针对训练1直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，线圈可以自由运动．当通过如图2所示的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将()图2A．顺时针转动，同时靠近直导线ABB．顺时针转动，同时离开直导线ABC．逆时针转动，同时靠近直导线ABD．不动答案C解析由安培定则判断出AB导线右侧的磁场向里，因此环形电流内侧受力向下、外侧受力向上，从左向右看应逆时针方向转动，当转到与AB共面时，AB与环左侧吸引，与环右侧排斥，由于左侧离AB较近，则引力大于斥力，所以环靠近导线AB，故选项C正确．二、安培力作用下导体的平衡1．解题步骤(1)明确研究对象；(2)先把立体图改画成平面图，并将题中的角度、电流的方向、磁场的方向标注在图上；(3)正确受力分析(包括安培力)，然后根据平衡条件：F合＝0列方程求解．2．分析求解安培力时需要注意的问题(1)首先画出通电导体所在处的磁感线的方向，再根据左手定则判断安培力方向；(2)安培力大小与导体放置的角度有关，但一般情况下只要求导体与磁场垂直的情况，其中L 为导体垂直于磁场方向的长度，为有效长度．例2如图3所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上垂直导轨放一质量为0.3 kg的金属棒ab，ab中有由b→a、I＝3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止．求：(g＝10 m/s2)图3(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨的压力．答案 (1) 3 T (2)6 N ，方向垂直导轨向下解析 (1)ab 棒静止，受力情况如图所示，沿导轨方向受力平衡，则mg sin 60°＝F cos 60° 又F ＝BIL解得：B ＝mg tan 60°IL ＝0.3×10×33×1 T ＝ 3 T.(2)根据牛顿第三定律得，ab 棒对导轨的压力为：F N ′＝F N ＝mgcos 60°＝0.3×1012N ＝6 N ，方向垂直导轨向下．针对训练2 如图4所示，金属棒MN 两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以由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( )图4A ．金属棒中的电流变大，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 答案 A解析 选金属棒MN 为研究对象，其受力情况如图所示．根据平衡条件及三角形知识可得tan θ＝BILmg ，所以当金属棒中的电流I 、磁感应强度B 变大时，θ角变大，选项A 正确，选项D错误；当金属棒质量m 变大时，θ角变小，选项C 错误；θ角的大小与悬线长短无关，选项B 错误．例3如图5所示，条形磁铁放在桌面上，一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图所示．则这个过程中磁铁受到的摩擦力(磁铁保持静止)()图5A．为零B．方向由向左变为向右C．方向保持不变D．方向由向右变为向左答案B解析首先磁铁上方的磁感线从N极出发回到S极，是曲线，直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，电流的受力由左上方变为正上方再变为右上方，根据牛顿第三定律磁铁受到的力由右下方变为正下方再变为左下方，磁铁静止不动，所以所受摩擦力方向由向左变为向右，B正确．三、安培力和牛顿第二定律的综合例4如图6所示，光滑的平行金属导轨倾角为θ，间距为L，处在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源．电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m、长度为L的导体棒由静止释放，导体棒的两端与导轨接触良好，求导体棒在释放瞬间的加速度的大小．(重力加速度为g)图6答案 g sin θ－BEL cos θm (R ＋r )解析 对导体棒受力分析如图所示，导体棒受重力mg 、支持力F N 和安培力F ，由牛顿第二定律得：mg sin θ－F cos θ＝ma ①F ＝BIL ② I ＝E R ＋r ③ 由①②③式可得 a ＝g sin θ－BEL cos θm (R ＋r ).【课堂检测】1．(安培力作用下导体的运动)两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图7所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是( )图7A ．都绕圆柱体转动B ．彼此相向运动，且具有大小相等的加速度C ．彼此相向运动，电流大的加速度大D ．彼此背向运动，电流大的加速度大 答案 B解析 同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但根据牛顿第三定律知两铝环间的相互作用力必大小相等，选项B 正确．2. (安培力作用下导体的运动)一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图8所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a 到b 的电流，则导线ab 受到安培力的作用后的运动情况为( )图8A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管答案D解析先由安培定则判断通电螺线管的南、北两极，找出导线左、右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图甲所示．可以判断导线受到磁场力作用后从上向下看按逆时针方向转动，再分析导线转过90°时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线所受磁场力的方向，如图乙所示，可知导线还要靠近螺线管，所以D正确，A、B、C错误．3．(安培力作用下的平衡)(多选)如图9所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为F N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为F N2，则以下说法正确的是()图9A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短C．F N1＞F N2D．F N1＜F N2答案BC4．(安培力作用下的平衡)如图10所示，用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金属棒ab 悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( )图10A.mgIl tan θ，竖直向上B.mgIl tan θ，竖直向下 C.mgIl sin θ，平行于悬线向下 D.mgIl sin θ，平行于悬线向上 答案 D解析 要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值．由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形可知，安培力与拉力方向垂直时有最小值F min ＝mg sin θ，即IlB min ＝mg sin θ，得B min ＝mgIlsin θ，方向应平行于悬线向上．故选D.。
安培力作用下物体运动方向的判断
安培力作用下物体运动方向的判断
创新微课
例题1、如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极 题眼①
的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运 题眼②
动情况是(从上往下看)
√A.顺时针方向转动，同时下降
F
B.顺时针方向转动，同时上升 F
C.逆时针方向转动，同时下降 D.逆时针方向转动，同时上升
创新微课 现在开始
安培力作用下物体 运动方向的判断
安培力作用下物体运动方向的判断
判断导体运动趋势常用方法
பைடு நூலகம்
创新微课
分割为电流元 左手定则 安培力方向―→ 整段导体 电流元法
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
环形电流等效小磁针 条形磁铁等效通电螺线管等效多个环形电流
安培力作用下物体运动方向的判断
创新微课
同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线 结论法
电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势
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 转换研究 题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛 对象法 顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定
安培力作用下物体运动方向的判断
小结
安培力作用下导体运动方向的判断方法
分析方法
应用技巧
电流元分析法 特殊位置法 等效分析法
电流元受力
整段受力
运动方向
特殊位置
一般位置
运动方向
转换对象法 利用结论法
电流与电流之间、电流与磁体符合牛顿第三定律 同相吸，反相斥；不平行，转相同
专题1：安培力作用下导体的运动方向的判断
推论分析法
F2 S N I
B2 F 1 B1 B1
F2 B2
F1
13
3 (2011年哈师大附中高二期中)如图3－4－14 所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导 线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线 M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线 ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况 是( D )
I
8
电流微元法
F方向•
B
F方向×
特殊位置法分 析运动
F
I
B
9
I
B
4．结论法
两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋 势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥； 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．
10
例4、如图两个同样的导线环同轴平行悬挂， 相隔一小段距离，当同时给两导线环通以 A ) 同向电流时，两导线环将：( A、吸引． B、排斥．C、保持静止． D、边吸引边转动．
18
三、磁电式电流表
1、磁电式电流表的构造 2、磁电式电流表内部磁场的特点
3、磁电式电流表的工作原理
19
三、磁电式电流表
1、构造： 蹄形磁铁、线圈、螺旋弹簧、刻度盘、指针、 极靴（软铁制成）、圆柱形铁芯（软铁制成）。
.
20
三、磁电式电流表
2、磁场特点：磁场是均匀辐向分布 在以铁芯为中心的圆周上，各点的磁感 应强度大小是相等，方向不同。 属于非 匀强磁场 线圈平面与磁 感线总平行.
B F′
F
16
F′ N
F S N
F S f
变大 （1）绳子拉力_______
(变大,变小,不变)
有 桌面对磁铁有无摩擦力_____
鲁科版高中物理选择性必修二精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 习题课 安培力作用下导体的运动 (4)
下看,导线AB将绕O点逆时针转动。当导线转过90°处于如图乙所示的特殊
位置时,由左手定则可知导线AB此时受安培力方向竖直向下,导线将向下
运动。因此导线所受安培力使导线逆时针转动的同时还要向下运动。
1 2 3 4
2.如图所示,间距为L的两平行光滑金属导轨CD、PQ与电动势为E的电源
线圈L1顺时针转动。
解法三:电流元法。把线圈L1沿转动轴分成上下两部分,每一部分又可以看
成无数直线电流元,电流元处在L2产生的磁场中,据安培定则可知各电流元
所在处磁场方向向上,据左手定则可得,上部电流元所受安培力均垂直于纸
面向外,下部电流元所受安培力均垂直于纸面向里,因此从左向右看线圈L1
顺时针转动。
线的运动方向
特殊位
通电导线运动到某个便于分析的特殊位置时,判断其所受安培力
置法
的方向,从而确定其运动方向
等效法
环形电流可等效成小磁针,通电螺线管可等效成条形磁铁或多个
环形电流,反过来等效也成立。等效后再确定相互作用情况
两平行直线电流在相互作用过程中,无转动趋势,同向电流互相吸
结论法
引,反向电流互相排斥;两不平行的直线电流相互作用时,有转到
应用体验
【例题3】 如图所示,光滑的平行导轨倾角为θ,处在磁感应强度为B竖直
向下的匀强磁场中,导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源。电路中
有一阻值为R的电阻,其余电阻不计,将质量为m、长度为 l 的导体棒由静止
释放,求导体棒在释放瞬间的加速度的大小。
解析 画出题中装置的侧视图,导体棒受力分析如图所示,导体棒受重力mg、
支持力N和安培力F,由牛顿第二定律得mgsin θ-Fcos θ= ma,F=IlB,
专题1：安培力作用下导体的运动方向的判断
通电螺线管的运动分析
要点一
总结词
通电螺线管在安培力作用下会产生平动或转动运动，其运 动方向取决于电流方向和磁场方向。
要点二
详细描述
通电螺线管在磁场中的运动方向可以通过安培力的方向来 判断。当螺线管中的电流方向与磁场方向平行时，安培力 为零，螺线管不会产生平动或转动。当电流方向与磁场方 向不平行时，根据左手定则可以判断安培力的方向，进而 确定螺线管的运动方向。通电螺线管可能沿磁场方向平动 ，或以轴线为中心转动。
通过实验观察导体在安培力作用下的运动情况，验证安培力作用下导体运动方向的 规律。
实验步骤与结果分析
将导线一端固定在 磁铁上，另一端连 接到电源和测速仪 上。
使用测速仪记录导 线的运动速度，观 察安培力作用下导 体的运动情况。
准备实验器材：导 线、电源、磁铁、 测速仪等。
调整磁铁位置和磁 场强度，使导线在 磁场中以不同速度 运动。
洛伦兹力与安培力的关系
总结词
洛伦兹力是安培力的微观解释
详细描述
洛伦兹力是安培力的微观解释，即安培力是大量带电粒子所受洛伦兹力的宏观表现。安培力是矢量， 洛伦兹力是标量。洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向，不改变粒子的速度大小；安培力既改变导线 的运动方向，也改变导线运动的速率。
03
CATALOGUE
详细描述
导体材料的导电性能越好，电阻越小，电流越大，从而安培 力越大。因此，导体材料对安培力的影响是间接的，主要通 过影响电流大小来实现。在判断导体运动方向时，我们通常 忽略导体材料对安培力的影响。
THANKS
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CATALOGUE
安培力作用下导体运动方向的实验验证
实验目的
物理重点突破第24讲 安培力作用下导体的平衡和运动分析
第24讲安培力作用下导体的平衡和运动分析【方法指导】1.安培力作用下通电导体运动方向的判断方法：（1）电流元分析法：把整段电流分成很多小电流元．先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方向．（2）等效分析法：环形电流可等效为条形磁铁，条形磁铁也可等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁．（3）特殊位置分析法：根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置．（4）转换研究对象法：电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律，分析磁体在电流磁场作用下运动的问题，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作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向．（5）利用结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．2. 求解通电导体在磁场中的力学问题的方法（1）明确研究对象；（2）变三维为二维，画出平面受力分析图，判断安培力的方向时切忌跟着感觉走，一定要用左手定则来判断，注意F安⊥B、F安⊥I；（3）根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程进行求解．注意：安培力大小与导线放置的角度有关，但一般情况下只要求导线与磁场垂直的情况，其中L为导线垂直于磁场方向的长度为有效长度．【对点题组】1．如图所示条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止．下列结论正确的是()A．磁铁对水平面的压力减小B．磁铁对水平面的压力增大C．磁铁对水平面施加向左的静摩擦力D．磁铁所受的合外力增加2．如图所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离．其中AB固定，CD能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸里看) ()A ．顺时针方向转动同时靠近导线AB B ．逆时针方向转动同时离开导线ABC ．顺时针方向转动同时离开导线ABD ．逆时针方向转动同时靠近导线AB3．如图所示，用两根轻细悬线将质量为m 、长为l 的金属棒ab 悬挂在c 、d 两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a 到b 的电流I 后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( )A.mgIl tan θ，竖直向上 B.mgIl tan θ，竖直向下 C.mgIl sin θ，平行悬线向下 D.mgIlsin θ，平行悬线向上 4．如图所示，质量m ＝0.1 kg 的导体棒静止于倾角为30°的斜面上，导体棒长度L ＝0.5 m ．通入垂直纸面向里的电流，电流大小I ＝2 A ，整个装置处于磁感应强度B ＝0.5 T ，方向竖直向上的匀强磁场中．求：(取g ＝10 m/s 2)(1)导体棒所受安培力的大小和方向； (2)导体棒所受静摩擦力的大小和方向．【高考题组】5.（2012·海南）图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a 、b ，导轨两端e 、f ，分别接到两个不同的直流电源上时，L 便在导轨上滑动.下列说法正确的是( )A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动6．(2014·浙江)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7.（2011·课标全国）电磁轨道炮工作原理如图所示。
判断安培力作用下的物体运动方向
如何判断安培力作用下的物体运动方向1．电流元法即把整段电流等效为很多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元受安培力方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向。
2．特殊值分析法把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向。
3．等效法环形电流可以等效成小磁针，通电螺线管可等效为很多环形电流。
4．利用已知的一些相关结论法（1）两电流相互平行时无转动趋势，方向相同时相互吸引，方向相反时相互排斥。
（2）两电流不平行时有转动到平行且方向相同的趋势。
举例：例1．如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以移动，当导线通过图示方向电流时，导线的运动情况是（从上往下看）：（）A、顺时针方向转动，同时下降B、顺时针方向转动，同时上升C、逆时针方向转动，同时下降D、逆时针方向转动，同时上升解析：（1）电流元法：把直线电流等效为、两段电流元，蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向如图所示，可见，导线将逆时针转动。
（2）特殊值法：用导线转过的特殊位置（如图中虚线位置）来分析，判得安培力方向向下，故导线在逆时针转动的同时向下运动，所以C正确。
例2．如图所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面，当线圈内通过如图所示的电流时，线圈将怎样运动？解析：（1）等效法：把环形电流等效成图甲中所示的条形磁铁，可见两条形磁铁只是相互吸引而没有转动。
（2）利用已知的结论法：把条形磁铁等效成图乙中所示的环形电流，容易得出线圈向磁铁移动。
练习：1．如图所示，一根长直线穿过载有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环的平面，导线和环中的电流方向如图中所示，那么金属环受到的磁场力为：（）A、沿圆环的半径向外B、沿环的半径向内C、水平向东D、等于零2．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则：（）A、磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B、磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用C、磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D、磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用3．两条导线互相垂直如图所示，但相隔一段小距离，其中一条是固定的，另一条能自由活动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，导线将（从纸面向纸内看）：（）A、不动B、顺时针方向转动，同时靠近导线C、逆时针方向转动，同时离开导线D、顺时针方向转动，同时离开导线E、逆时针方向转动，同时靠近导线4．如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流，在其直径上靠近点放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，电流方向如图所示，在磁场作用下圆线圈将：（）A、向左平动B、向右平动C、以直径为轴转动D、静止不动答案：1、D2、A3、E4、C测试选择题1、关于磁感应强度B，下列说法中正确的是：（）A、磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B、磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致C、在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小一定为零D、在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大2、如图所示，两个同心放置的共面金属环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量φa和φb的大小关系为：（）A、φa＞φbB、φa＜φbC、φa=φbD、无法比较3、两平行长直导线a、b中通以等大同向电流，导线c与a、b在同一平面内，位于中心线OO'一侧如图所示，当导线c中通以与a、b反向的电流后，若c能自由运动，则其运动情况是：（）A、向a靠近B、向b靠近C、停在中心线OO'处D、在中心线OO'附近左右振动4、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时：（）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D、磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用5、如图所示，电源电动势ε=2V，r=0.5Ω，竖直导轨电阻可略，金属棒的质量m=0.1kg，R=0.5Ω，它与导轨摩擦因数μ=0.4，有效长度为0.2m，靠在导轨外面，为使金属棒不动，我们施一与纸面夹角30°与导线垂直且向里的磁场，则此磁场是（填“斜向上”或“斜向下”），磁场B的范围应是 T≤B≤ T，（g=10m/s2）。
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答案：A
解析显隐
弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P.
当P中通以方向向外的电流时( )
A．导线框将向左摆动 导线框各边受力
B．导线框向右摆动
情况怎样？
C．从上往下看，导线框将顺时针转动
D．从上往下看，导线框将逆时针转动
解析 当直导线P中通以方向向外的电流时,由安培定则可判断出
长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向,磁感线是以P为圆心的同
解析 (1)若直导线P中通以方向向导里线的框电流各时边，受由安培定则可判断出
长直导线P产生的磁场方向为顺时针力方情向况，怎由样左？手定则可判断出直导线
ab所受的安培力方向垂直纸面向里，cd所受的安培力方向垂直纸面向
外，从上往下看，导线框将顺时针转动。
(2)大半圆弧的有效长度与小半圆弧及直导线ab、cd的总有效长度相同
安培力作用下导体运动方向的判定
判定安培力作用下导体运动情况的常用方法
电流元法
每段电流元所受安培力方向―→ 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
环形电流小磁针条形磁铁 通电螺线管 多个环形电流
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
安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I.
【变式训练】如图示,台秤上放一光滑平板,其左边固
定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,
此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定 一导体棒,当导体棒中通以方向如图所示的电流后,台
秤读数为F2,则以下说法正确的是( ) A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变短
里
安培力及运动情况.
解析 用安培定则判断线圈所处的B的方向，由左手定则及特 殊位置法判定运动情况． 答案 B
【练习】：如图所示，把一重力不计 的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的 正上方，导线可以自由转动，当导线通 入图示方向的电流I时，导线的运动情 况是(从上往下看)( )
A. 顺时针方向转动，同时下降 B. 顺时针方向转动，同时上升 C. 逆时针方向转动，同时下降 D. 逆时针方向转动，同时上升
总结提升：分析通电导线在安培力作用下的运动问题 时，首先要明确通电导线所在处的磁场方向；然后用左 手定则确定通电导线所受安培力的方向，切记安培力垂 直于通电导线和磁场方向决定的平面，注重各种判断方 法的灵活运用．
转解析
【练习】一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方, 如图示,如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流,则关于 导线ab受磁场力后的运动情况,下列说法正确的是( ) A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
【练习】 直导线ab与线圈所在的平面垂直且隔有一小段距离，
其中直导线固定，线圈可自由运动，当通过如图所示的电流方
向时(同时通电)，从左向右看，线圈将( )．
A．不动
B．顺时针转动，同时向右平移
C．顺时针转动，同时向左平移
外
D．逆时针转动，同时向右平衡
先判断直导线ab产生的磁场方向及
分布，再由左手定则判定线圈所受
方法三(利用结论法) 环形电流I1、I2之间不平行,则必有相对转动,
直到电流同向平行为止,据此可判断线圈L1转动情况.
转解析
判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路
研究对象： 导明体确所在位置的 通电导线或导体 磁场分布情况
利用
左手定则
导体的受 力情况
导体确的定运动方向或 运动趋势的方向
变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯 视图等，并画出平面受力分析图，其中
注意多种分 析方法的灵
活运用
转解析
【练习】如图所示，D为置于电磁铁两
极间的一段通电直导线，电流方向垂直
于纸面向里. 在开关S接通后，导线D所
受磁场力的方向是( )
A. 向上
B. 向下
C. 向左
D. 向右
解析：由右手螺旋定则知，软铁芯在导线D处的磁场方向向左，
由左手定则可判定导线D受到的磁场力方向向上，A正确．
方向的电流时,从左向右看,线圈L1将( ).
A．不动
B．顺时针转动
C．逆时针转动 D．在纸面内平动
审题析疑
方法一(电流元分析法) 把L1看成无数段直线电流元,电流元处在 L2产生的磁场中,由左手定则判断各电流元所受安培力，由所受合 力判断L1转动情况．
方法二(等效分析法) 把L1等效为小磁针,它处于环形电流I2的中 心,由I2的磁场方向即可判断线圈L1的转动方向．
，电流方向相反，由F＝BIL和左手定则可以判断导线框两部分所受的
安培力等大、反向，故导线框保持静止状态，且对细线的拉力等于导
线框自身的重力大小。
答案 (1)从上往下看，导线框将顺时针转动 (2)导线框静止 等于导
线框自身的重力大小
解析显隐
【跟踪演练】 一个可以自由运动的线圈L1和 一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个 线圈的圆心重合,如图示.当两线圈中通以图示
心圆，半圆弧导线与磁感线平行不受安培力,由左手定则可判断出
直导线ab所受的安培力方向垂直纸面向外,cd所受的安培力方向垂
直纸面向里,从上往下看,导线框将逆时针转动,故D正确。
答案 D
解析显隐
【拓展延伸】(1)若在例5中,将P中通以方向向 里的电流,试分析导线框的运动情况。 (2)若在例5中,将直导线P撤去,在导线框所在 平面加垂直纸面向里的匀强磁场,试分析导线 框的运动情况及导线框对细线的拉力大小。
C．F1＞F2
D．F1＜F2
对导体棒与 磁铁分别进 行受力分析
解析 如图甲所示,导体棒处的磁场方向指向右上方,根据左手定
则可知，导体棒受到的安培力方向垂直于磁场方向指向右下方，
根据牛顿第三定律，对条形磁铁受力分析，如图乙所示，所以
FN1＞FN2即台秤示数F1＞F2，在水平方向上，由于F′有向左的分 力，磁铁压缩弹簧，所以弹簧长度变短。 答案 BC
转换研究 对象法
分析磁体与电流磁场作用下如何运动或运动趋势, 可根据牛顿第三定律,通过分析一个物体的受力情 况，确定另一个物体所受磁场的作用力.
【例】如图示,用绝缘细线悬挂一个导线框,导线框是由两同心半
圆弧导线和直导线ab、cd(ab、cd在同一条水平直线上)连接而成
的闭合回路,导线框中通有图示方向的电流,处于静止状态.在半圆