安培力作用下物体运动方向的判断
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。
安培力习题
1、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。 例1：如图所示，水平放置的条形磁铁N极的附近 悬挂着一个能自由运动的圆形导线线圈，线圈与 条形磁铁处在同一竖直平面内，当线圈中通以图 示方向的电流时，从上向下看，线圈将（ ） A. 不发生转动，同时靠近磁铁 B. 不发生转动，同时离开磁铁 C. 发生转动，同时靠近磁铁 D. 发生转动，同时离开磁铁
同步练习
• 1、如图所示，两个同样的通电导线环同轴平行， 相隔一小段距离悬挂，当同时给两导线环通以反 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 •
• 2、一个可自由运动的线圈和一个固定的线 圈互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心 重合，当两线圈都通过如图所示方向的电 流时，则从左向右看，线圈将（ ） • A. 不动 • B. 顺时针转动 • C. 逆时针转动 • D. 向纸外平动
• 5、如图所示，PQ和MN为水平放置的平行金属导轨， 间距为l=1.0m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为 m=20g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体 c的质量M=30g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度 B=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g 取10m/s2。 • （1）若导轨是光滑的，为了使物体c能保持静止，应该 在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？ • （2）若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩 擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动， 应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？
2、电流元法 ：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。 3、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。 例2：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） B I • A、顺时针方向转动，同时下降 A N S • 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 图(4)
安培力作用下导体运动方向的判定
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
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
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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_____
安培力问题归纳
如图所示的圆环通电后,圆环的直径将如何变化 例11.如图所示的圆环通电后 圆环的直径将如何变化 如图所示的圆环通电后 圆环的直径将如何变化? 相反方向的电流相互排斥,所以 答:相反方向的电流相互排斥 所以 相反方向的电流相互排斥 直径变大
整个线圈是变长还是变短? 又，螺线管通电后,整个线圈是变长还是变短 螺线管通电后 整个线圈是变长还是变短
例3、如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂 、如图所示， 在磁铁N极附近 极附近， 在磁铁 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且 垂直于线圈平面． 垂直于线圈平面．当线圈内通入如图方向的电流 判断线圈如何运动？ 后，判断线圈如何运动？
• 答案：向磁铁运动
例4、如图所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁 如图所示， 极的正上方，导线可以自由转动， 极的正上方，导线可以自由转动，当导线通过 电流I 试判断导线的运动情况（ 电流I时，试判断导线的运动情况（从上往下 看）。 B B
1、安培力的方向——左手定则 安培力的方向 左手定则 不管电流方向与磁场方向是否垂直， 不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力方向总垂直 于电流方向与磁场方向所在的平面。 于电流方向与磁场方向所在的平面。 2、安培力的大小与导线放置有关。 、安培力的大小与导线放置有关。
安培力的大小可由F＝ 求出（ ），使用此式时 安培力的大小可由 ＝BIL求出（I⊥B），使用此式时 求出 ⊥ ）， 应注意几点： 应注意几点： 导线L所处的磁场应为匀强磁场 所处的磁场应为匀强磁场。 为有效长度， ①导线 所处的磁场应为匀强磁场。②L为有效长度， 为有效长度
• 答案：向磁铁运动 方法2： 方法 ：等效分析法
将环形电流等效条形磁铁
S N S N
例8、如图所示，轻质导体环用细线挂在条形磁铁附 、如图所示， 近，磁铁的轴线穿过圆环圆心且与环共面，当通以图示 磁铁的轴线穿过圆环圆心且与环共面， 方向电流时， 方向电流时，导体环将 A.不发生转动，同时靠近磁铁 不发生转动， 不发生转动 B. 不发生转动，同时离开磁铁 不发生转动， C. 发生转动，同时靠近磁铁 发生转动， D. 发生转动，同时离开磁铁 发生转动，
安培力的计算及方向的判断
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：θsin BIL F =。
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。
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。
电流元法分割为电流元安培力方向―→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。
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
感谢观看
04
CATALOGUE
安培力作用下导体运动方向的实验验证
实验目的
专题 2020秋河南高二物理人教版 安培力作用下物体运动方向的判定(含答案)
安培力作用下物体运动方向的判定【基本方法】一.电流元分析法方法简述：把通电导线和线圈等效为很多段直线电流元，画出某一电流元周围的磁场，用左手定则判断出该电流元受到的安培力方向，从而确定导线和线圈的运动情况。
使用场景：通电直导线各部分所处的磁场的方向相同/通电线圈平面与磁场垂直时二.等效分析法方法简述：环形电流可等效为条形磁铁（或小磁针），条形磁铁可等效为通电线圈，通电线圈可等效为很多环形电流来分析三.推论分析法【巩固练习】1．[2018•海南]如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，通有电流 I 的金属细杆水平静止在斜面上。
若电流变为0.5I ，磁感应强度大小变为3B ，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将 ()A．沿斜面加速上滑B．沿斜面加速下滑C．沿斜面匀速上滑D．仍静止在斜面上2．[2019•新课标Ⅰ]如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点 M 、 N 与直流电源两端相接。
已知导体棒 MN 受到的安培力大小为 F ，则线框 LMN 受到的安培力的大小为()A．2F B．1.5F C．0.5F D．03．[2015•浙江]如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的装置图。
实验时，先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。
对该实验，下列说法正确的是 ()A．当导线中的电流反向时，导线受到的安培力方向不变B．保持电流不变，接通“1、4”时导线受到的安培力是接通“2、3”时的 3 倍C．保持电流不变，接通“1、4”时导线受到的安培力是接通“2、3”时的 2 倍D．接通“1、4”，当电流增加为原来的 2 倍时，通电导线受到的安培力减半4．[2015•江苏]如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是 ()5．[2014•上海]如图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的矩形刚性导线框abcd可绕过ad边的固定轴 OO'转动，磁场方向与线框平面垂直。
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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
创新微课
同学，下节再见
安培力作用下物体运动方向的判断
创新微课
例题3.(多选)通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面(纸面)内，放 置方式及电流方向如图甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可绕 垂直纸面的中心轴O转动，则下列判定正确的是 A.L2绕轴O按顺时针转动 √B.L2绕轴O按逆时针转动 √C.L4绕轴O按顺时针转动 D.L4绕轴O按逆时针转动
安培力作用下物体运动方向的判断
创新微课
例题2.(多选)把一根不计重力的、通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在 区域的磁感线呈弧形，如图所示.导线可以在空中自由移动和转动，导线中 的电流方向由a向b，关于导线的受力和运动情况，下述说法正确的是 √A.硬直导线先转动，然后边转动边下移 B.硬直导线只能转动，不会向下移动 √C.硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直 D.在图示位置，a端受力垂直纸面向内，b端受力垂直纸面向外